当前位置:主页 > 医学论文 > 西医药论文 >

基于磁分离和荧光量子点标记的高灵敏禽流感病毒检测

发布时间:2018-09-08 12:15
【摘要】:高灵敏的病毒检测在食品安全,疾病防控与治疗,以及生物安全等方面均至关重要。随着科学技术的进步,各种检测方法得到了大大地发展,但是目前仍缺乏适合现场运用的高灵敏的检测方法。以禽流感病毒为例,自禽流感病毒被发现以来已经造成多次世界范围内禽类或者人类疑似流感的大流行。目前,禽流感病毒检测的标准方法是在鸡胚或者细胞中对病毒进行分离扩增,并使用血清学方法确认病毒类型,该方法步骤繁琐,一般需要1-2周的时间才能得到结果,不能实现快速的现场检测。其他常用的检测方法有酶联免疫吸附方法(ELISAs)和基于分子生物学的核酸扩增方法(PCR)。由于临床样品成分复杂和待检测物质浓度低,临床样品的检测对检测方法的灵敏度、稳定性、可靠性有着很高的要求;同时,面向现场的临床样品的检测要求检测方法操作简便、便携性强、无需复杂仪器,因此,酶联免疫方法(ELISA)和常规的PCR方法还无法实现面向现场的高灵敏、稳健的检测。 基于微/纳米磁球的免疫磁分选方法能将低浓度的目标物从复杂的样品环境中识别和分离,降低非特异性物质的干扰;同时,利用荧光纳米材料量子点的稳定高亮的荧光,使用量子点作为标记材料可以提高检测的灵敏度。将微/纳米磁球的磁分选与荧光量子点标记结合起来的方法在高灵敏病原体检测中有着很好的运用前景;并且由于该方法具有操作简便、原理普适、无需人员操作培训等优点,该方法有望实现在现场以及临床病毒检测。因此,本论文致力于构建可运用于实际样品的现场检测的稳健方法,将微/纳米磁球的磁分选与荧光量子点标记结合起来用于禽流感病毒H9N2高灵敏、稳定的检测。本论文主要完成了以下工作: 1.以禽流感病毒H9N2为例,构建了一种基于免疫磁分离和荧光量子点标记的稳健的可运用于现场的高灵敏禽流感病毒检测方法。该方法通过在纳米磁球表面修饰抗H9N2膜蛋白HA的单克隆抗体,实现了即使在复杂环境中H9N2病毒的准确捕获和分离;利用免疫夹心策略,通过生物素化的抗体引入偶联了链酶亲和素的荧光半导体材料量子点,实现对目标病毒高灵敏的检测。该方法特异性强、灵敏度高,可实现200μL样品中60个病毒的检测,是目前最灵敏的病毒检测方法之一。同时,该方法具有很好的可重复性和稳定性,其批次内变异系数为1.35%,批次间变异系数为3.30%。并且,该方法可高选择性的检测复杂生物样品(破碎的组织和禽类粪便)中的病毒。30个禽类咽拭子临床样品的双盲测试验证结果符合率高达96.7%,说明该方法具有很好的可靠性。因此,该方法在实际样品的现场检测中有着广阔的运用前途。并且由于其普适的检测原理,该检测方法可推广至其他病毒的检测。 2.研究了纳米磁球捕获病毒过程的动力学。在这个体系中,用于捕获的纳米级别免疫磁球与病毒有着相当的尺寸(100-200nm),因此研究免疫磁球捕获病毒过程的动力学有助于了解纳米级别的颗粒之间的反应动力学。我们发现,在免疫磁球大大过量的情况下,该捕获过程类似于双分子准一级反应,其捕获速率常数kf为4.25×109(mol/L)-1s-1,且捕获90%的病毒仅需15分钟。 3.从禽流感病毒感染宿主细胞时病毒识别和结合的细胞表面a-2,3-唾液酸-半乳糖酸受体(α-2,3sialic acid-Gal linkage)受到启发,在特定唾液酸酶的作用下,将唾液酸通过α-2,3糖苷键连接到偶联了半乳糖的量子点的表面以模拟细胞表面唾液酸受体结构,成功制备唾液酸修饰的量子点,并尝试对禽流感病毒H9N2进行标记。 4.基于免疫磁分选和荧光量子点标记高灵敏检测病毒方法的原理,在禽流感病毒被磁球捕获后,初步建立了利用修饰了a-2,3唾液酸的量子点(α-2,3-SA-QDs)对被捕获的禽流感病毒进行识别并检测的新方法。
[Abstract]:With the development of science and technology, a variety of detection methods have been greatly developed, but there is still a lack of highly sensitive detection methods suitable for field use. At present, the standard method of avian influenza virus detection is to isolate and amplify the virus in chicken embryos or cells, and use serological methods to confirm the type of the virus. This method is cumbersome and usually takes 1-2 weeks to get the results. Other commonly used detection methods are enzyme-linked immunosorbent assay (ELISAs) and DNA amplification based on molecular biology (PCR). Because of the complexity of clinical samples and the low concentration of the substances to be detected, the detection of clinical samples requires high sensitivity, stability and reliability of detection methods. In order to detect clinical samples on the spot, it is required that the method is simple, portable and does not need complicated instruments. Therefore, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and conventional PCR methods can not achieve high sensitivity and robustness on the spot.
Immunomagnetic separation method based on micro/nano magnetic spheres can identify and separate low concentration targets from complex sample environments and reduce the interference of non-specific substances. At the same time, using stable and bright fluorescence of fluorescent nano-material quantum dots, using quantum dots as marker materials can improve the detection sensitivity. The combination of sphere magnetic sorting and fluorescent quantum dot labeling has a good application prospect in the detection of highly sensitive pathogens; and because this method has the advantages of simple operation, universal principle, no need for personnel training, this method is expected to achieve in-situ and clinical virus detection. A robust method for in-situ detection of avian influenza virus H9N2 was developed by combining magnetic separation of micro/nano magnetic spheres with fluorescent quantum dot labeling.
1. Taking H9N2 avian influenza virus as an example, a robust and in-situ detection method for avian influenza virus based on immunomagnetic separation and fluorescent quantum dot labeling was constructed. The method can capture H9N2 virus accurately even in complex environment by modifying monoclonal antibodies against H9N2 membrane protein HA on the surface of nano-magnetic spheres. The method has strong specificity and high sensitivity, and can detect 60 viruses in 200 mu L samples. It is one of the most sensitive methods to detect viruses. The intra-batch and inter-batch variability coefficients were 1.35% and 3.30%, respectively. The method can be used to detect virus in complex biological samples (broken tissues and poultry feces) with high selectivity. The coincidence rate of double-blind test was 96.7% in 30 poultry pharyngeal swabs. Therefore, this method has a broad application prospect in the field detection of real samples. And because of its universal detection principle, this method can be extended to other virus detection.
2. The kinetics of virus capture by nano-magnetic spheres was studied. In this system, the nano-sized immunomagnetic spheres used for capture have the same size as the virus (100-200 nm). Therefore, the kinetics of virus capture by immunomagnetic spheres is helpful to understand the reaction kinetics between nano-sized particles. In the case of large excess, the capture process is similar to the bimolecular quasi-first order reaction. The capture rate constant KF is 4.25 *109 (mol/L) -1s-1, and it takes only 15 minutes to capture 90% of the virus.
3. Inspired by the virus's recognition and binding of a-2,3-sialic acid-galactic acid receptor (a-2,3-sialic acid-Gal linkage) on the surface of cells infected with avian influenza virus, sialic acid was linked to the surface of quantum dots coupled with galactose via a-2,3-glycoside bond under the action of a specific sialic enzyme to simulate saliva on the cell surface. The acid receptor structure has successfully prepared sialic acid modified quantum dots and attempted to mark the avian influenza virus H9N2.
4. Based on the principle of immunomagnetic sorting and fluorescent quantum dot labeling, a new method for the identification and detection of avian influenza virus was established by using a-2,3-SA-QDs modified with a-2,3-sialic acid (a-2,3-SA-QDs).
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R392.1;O657.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 谢健屏;禽流感病毒[J];中国临床医生;2000年04期

2 郭志儒;香港再次发生禽流感病毒感染人[J];中国兽医学报;2003年02期

3 周鸿飞;禽流感病毒真面目[J];光明中医;2004年01期

4 ;禽流感对我们威胁有多大[J];肉品卫生;2004年01期

5 ;禽流感究竟是什么?[J];天津中医药;2004年01期

6 周祖华;加强禽流感的监测与防制[J];中国人兽共患病杂志;2004年02期

7 方松,张宝萍;禽流感的流行病学分析[J];中国国境卫生检疫杂志;2004年01期

8 本刊编辑部;禽流感病毒[J];广西预防医学;2004年01期

9 刘云凯,吕智军,关淳,张玮,陈卫军,姚玉明;禽流感流行现状与防治措施[J];口岸卫生控制;2004年01期

10 ;哪些动物可能感染禽流感?[J];中国社区医师;2004年04期

相关会议论文 前10条

1 孙晓林;;禽流感和公共卫生[A];中国畜牧兽医学会兽医病理学分第12次暨中国动物病理生理学专业委员会第11次学术讨论会论文集[C];2003年

2 何义林;叶冬青;;禽流感病毒对人类感染机制的研究进展[A];第二届全国人畜共患病学术研讨会论文集[C];2008年

3 春阳;李东;;再论“以科学发展观应对禽流感事件”——评禽流感病毒变种两次恐慌论[A];首届中国黄羽肉鸡行业发展大会会刊[C];2008年

4 邓洁丽;段明星;俞初一;江龙;;聚联乙炔有序组装体在识别禽流感病毒方面的应用研究[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年

5 孙恩泽;谢敏;赵海粟;黄碧海;刘书琳;张万坡;张志凌;王汉中;庞代文;;量子点标记禽流感病毒[A];第六届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2009年

6 黄志坚;陈强;李清禄;王寿昆;江和基;;不同消毒剂对禽流感病毒的杀灭试验[A];福建省科协第八届学术年会分会场“转变饲养方式,,促进海西畜牧业和谐发展”学术年会论文集[C];2008年

7 周祖华;张敏;程礼明;徐彬;沈彩信;;禽流感流行趋势分析[A];全国人畜共患病学术研讨会论文集[C];2006年

8 王志宇;张议文;刘桂林;;禽流感病毒的分子生物学研究进展[A];全国动物生理生化第十一次学术交流会论文摘要汇编[C];2010年

9 刘迎芳;饶子和;;禽流感病毒(H5N1)RNA聚合酶PA亚基相关三维晶体结构与功能分析[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年

10 韦婷;胡杰;兰彬;陆文俊;苏凯;覃芳芸;;广西暴发中低毒力禽流感情况报告[A];中国畜牧兽医学会禽病学会分会第十次学术研讨会论文集[C];2000年

相关重要报纸文章 前10条

1 农业部动物疫病诊断与流行病学中心主任 崔尚金 博士;候鸟发生禽流感给我们的警示[N];中国畜牧兽医报;2005年

2 莫书莹;世卫警告:禽流感或大流行全球经济应警惕[N];第一财经日报;2005年

3 本报记者 魏红欣;禽流感“啄”痛全球经济[N];国际金融报;2005年

4 本报记者 许凯;狙击禽流感:一场鸟与人的战争[N];国际金融报;2005年

5 新华社记者 杨爱国;防控禽流感需要加强国际合作[N];光明日报;2005年

6 李杨;禽流感疫情不会长期影响农产品期价[N];金融时报;2005年

7 罗政、夏文辉;香港强化防止禽流感措施[N];人民日报海外版;2004年

8 本报记者 张向永 赵秀芹;禽流感让全世界手牵手[N];市场报;2005年

9 ;禽流感病毒能否绝迹?[N];中国石油报;2004年

10 何源;严防禽流感从境外传入我国[N];中国食品质量报;2005年

相关博士学位论文 前10条

1 邹镇;H5N1型禽流感病毒和甲型H1N1流感病毒致急性呼吸损伤的机理研究[D];北京协和医学院;2012年

2 赵蔚;基于磁分离和荧光量子点标记的高灵敏禽流感病毒检测[D];武汉大学;2012年

3 区嘉贤;H7N9禽流感患者的临床特征及预后分析[D];复旦大学;2014年

4 刘三红;禽流感的数学建模及数值模拟[D];华中师范大学;2015年

5 樊兆斌;野鸟源禽流感病毒(AIV)分离株的遗传进化及其致病性研究[D];东北林业大学;2014年

6 桑晓宇;H9N2亚型禽流感病毒在豚鼠模型中水平传播的分子机制研究[D];中国农业科学院;2015年

7 崔尚金;我国禽流感的流行病学调查[D];中国农业科学院;2005年

8 朱云;东洞庭湖地区野禽、家禽和人感染禽流感病毒的调查研究[D];中国疾病预防控制中心;2014年

9 李新楼;人感染禽流感和登革热时空分布与传播风险评估研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2015年

10 李志萍;H5N1亚型禽流感病毒实验全过程实验室微环境集群监测和评价[D];吉林大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 高晓龙;2014年度中国东部候鸟禽流感病毒分离与鉴定[D];中国农业科学院;2015年

2 徐晓龙;H5和H7亚型禽流感病毒荧光定量RT-PCR检测方法的建立[D];中国农业科学院;2015年

3 黄孝江;禽流感信息系统的构建[D];华中科技大学;2008年

4 王慧玲;基于3D图形表示的禽流感病毒的相似性分析[D];山东大学;2009年

5 方敏;江苏省越冬野鸭禽流感病毒的亚型鉴定及主要基因信息的研究[D];南京农业大学;2009年

6 黄楷;南宁H5N1型禽流感病毒分子流行病学研究[D];广西医科大学;2005年

7 丁兆忠;抗禽流感病毒免疫相关基因的筛选及分析[D];西北农林科技大学;2006年

8 侯雷;新型杂多化合物抗禽流感病毒的实验研究[D];吉林大学;2007年

9 王永卫;荧光RT-PCR在检测出口禽或禽肉中禽流感病毒的应用[D];中国农业大学;2004年

10 贾贝贝;H5N1亚型禽流感病毒对家鸽的致病性试验研究[D];中国农业科学院;2007年



本文编号:2230486

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/xiyixuelunwen/2230486.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户db8ea***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com