质控微粒、其制备及其应用转让专利

申请号 : CN200710047908.8

文献号 : CN101183073B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 赵卫国石晓强张向辉

申请人 : 博阳生物科技(上海)有限公司

摘要 :

本发明涉及仪器的质量控制试剂和质量控制方法。公开了一种质控微粒,所述质控微粒为生物素标记的蛋白包被的发光微粒。本发明还进一步提供了上述质控微粒的制备方法及利用该质控微粒的质控方法。本发明公开的质控微粒及质控方法可用于光激化学发光仪器的性能检验、常规实验室质量控制检验和仪器校准。

权利要求 :

1.一种质控微粒,其特征在于,所述质控微粒为蛋白包被的发光微粒,其中,所述蛋白被生物素标记,所述蛋白为牛血清γ-球蛋白或小牛血清白蛋白,所述发光微粒为醛基修饰的发光微粒,发光微粒是指填充有发光化合物和镧系元素化合物的高分子微粒,发光化合物选自二氧杂环己烯或二甲基噻吩中的一种或多种,镧系元素化合物选自Eu(TTA)3/TOPO或Eu(TTA)3/Phen。

2.如权利要求1所述质控微粒,其特征在于,所述质控微粒与表面包被了抗生物素的感光微粒结合后,在670~690nm光激发下,发射出520~620nm波长光子,所述感光微粒是填充有感光化合物的高分子微粒,所述感光化合物为酞菁染料。

3.如权利要求1或2所述质控微粒的制备方法,包括下列步骤:

a、用生物素标记蛋白;

b、将生物素标记的蛋白包被醛基修饰的发光微粒。

4.将权利要求1或2所述质控微粒用于光激化学发光分析仪的质量控制。

5.如权利要求4所述用途,其特征在于,所述质量控制包括仪器的性能检验和常规实验室质量控制检验中的任一项目。

6.如权利要求5所述用途,其特征在于,所述质量控制为仪器校准。

7.一种光激化学发光分析仪质控参数检测方法,包括下列步骤:在光激化学反应体系中加入合适浓度的权利要求1或2所述质控微粒及权利要求2中所述的抗生物素包被的感光微粒,在保持感光微粒浓度不变的情况下,通过调节质控微粒的浓度,反应温度以及反应时间,来控制反应发射光子数的多少和信号强弱。

8.一种检测光激化学发光分析仪最大计数率的方法,包括下列步骤:在检测板孔中分别加入不同浓度的权利要求1或2所述的质控微粒,每个浓度进行多次重复测定,质控微粒浓度逐渐递增,然后在上述板孔中分别加入抗生物素包被的感光微粒,温育后,单位时间读数,当随着质控微粒浓度升高,信号值不再升高或者出现信号溢出时,此最高信号值除以单位时间即为仪器的最大计数率。

9.一种检测光激化学发光分析仪重复性的方法,包括下列步骤:在检测板孔中分别加入相同浓度的权利要求1或2所述的质控微粒,再在上述各板孔中分别加入相同浓度的抗生物素包被的感光微粒,设置激光强度和读数时间,温育后,单位时间读数,记录数据并计算CV值,其中CV为变异系数。

10.一种检测光激化学发光分析仪仪器线性的方法,包括下列步骤:在检测板孔中加入不同浓度的权利要求1或2所述的质控微粒,再在各板孔中加入相同浓度的抗生物素包被的感光微粒,设置激光强度和读数时间,温育后,单位时间读数,计算线性相关系数r值。

11.一种检测光激化学发光分析仪孔间交叉率的方法,包括下列步骤:在检测板孔中选择交叉排布的孔,加入相同浓度的权利要求1或2所述的质控微粒,再在上述各板孔中分别加入相同浓度的抗生物素包被的感光微粒,设置激光强度和读数时间,温育后,单位时间读数,计算孔间交叉率。

说明书 :

技术领域

本发明涉及到仪器的质量控制试剂和方法。更详细地讲涉及基于光激化学发光的分析仪器的质量控制试剂、其制备及质量控制方法。

背景技术

光激化学发光仪器可以被广泛的应用于生物分子的相互作用研究中,在临床上主要用于疾病诊断等方面。光激化学发光技术是一种以高分子微粒为基础的化学发光技术,它可以通过感光微粒和发光微粒在一定距离范围内结合,产生离子氧能量传递,发出光信号,从而对待测样品进行检测。感光微粒是填充有感光化合物的高分子微粒,发光微粒是填充有发光化合物和镧系元素的高分子微粒。光激化学发光技术的核心原理是能量的近距离转移,转移的介质是高能态的离子氧。当红色激光(670~690nm)照射感光微粒后,释放单线态氧离子(4μs),其传播距离为200nm左右,只有当感光微粒和发光微粒的距离足够接近的情况下,感光微粒释放的单线态氧离子才能到达发光微粒,从而产生一系列化学反应,发射出520~620nm高能级的光,由于反应体系中,微粒的浓度很低,碰撞几率非常小,因此本底信号微弱,只有感光微粒和发光微粒通过免疫反应结合以后,才会发射出明显的光,因此系统灵敏度很高。在疾病诊断中,常用的检测模式包括三到四个组分:包被抗原或抗体的发光微粒、生物素或地高辛标记的抗原或抗体、亲和素或抗地高辛抗体包被的感光微粒,中和抗原或抗体等。以上各组分与待测抗原或抗体通过两步以上温育反应结合到一起,通过化学发光量的强弱从而对待测样品进行定性或者定量检测。相对于传统的酶联免疫分析方法,它具有均相(免冲洗)、灵敏度高和操作简便等特点,并且易于实现自动化,因此其应用前景十分广阔。
目前,光激化学发光仪器和一般的免疫分析仪器一样,均采用质控血清进行质控,一方面由于涉及到生物活性物质,因此不易大量获得,造成其价格昂贵,而且需要针对这种质控血清提供相应的配套试剂,不适用于仪器出厂检验、校准等方面;另一方面采用质控血清,操作步骤相对繁琐,更容易引进人为误差,且需要两步以上温育反应,不利于简化操作步骤。为了保持质控血清的生物活性,往往需要将其冷冻保存,这对于试剂的储存运输都有更高的要求。
此外,质控血清常采用人源性样品混合,批与批之间差异较大,当更换批号以后,需要重新进行统计分析,不利于长期稳定观察。
本发明正是针对以上问题进行了深入的研究,开发出了不需要质控血清参与的质控微粒,简化了仪器质控方法,储藏运输相对简单,且便于批量生产,更容易实现批间的重复性。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的质控微粒、其应用,以及使用该质控微粒的一种新型的质控方法。
本发明的原理:
利用光激化学发光技术原理,在发光微粒外包被生物素,感光微粒外包被抗生物素,通过光激化学发光机制,对产生光信号的强弱进行评价,从而实现仪器的质量控制。
本发明的质控模式与现有的疾病检测工作模式图不同(参见图1):
在疾病诊断模式中,试剂组分相对比较复杂,包括三个或三个以上组分,以夹心法为例,试剂一般包括抗体包被的发光微粒、生物素标记的抗体、抗生物素包被的感光微粒三个组分,上述三个组分与待测抗原通过免疫反应连接成一个整体,通过光激化学发光机制,产生光信号,通过信号强弱对待测样品进行定性或者定量,整个反应一般需要两步以上温育。
在本发明的质控模式中,质控微粒为表面带有生物素的发光微粒,可以直接跟抗生物素包被的感光微粒结合,与诊断模式相比,反应条件比较简单,也不需要生物样品参与,且反应只需要一步温育,由于组分的减少使得体系更加容易控制。
本发明的技术方案:
本发明一方面,公开了一种质控微粒,为蛋白包被的发光微粒,其中,上述蛋白被生物素标记。该质控微粒与表面包被了抗生物素的感光微粒结合后,在670~690nm光激发下,可发射出520~620nm波长光子。
上述发光微粒是指填充有发光化合物和镧系元素化合物的高分子微粒。发光化合物可以是Dioxene(二氧杂环己烯)或thioxene(二甲基噻吩)的衍生物等,镧系元素化合物可以是Eu(TTA)3/TOPO或Eu(TTA)3/Phen等。
上述感光微粒是填充有感光化合物的高分子微粒。在670~690nm光激发下,可以产生单线态氧离子,当其与发光微粒距离足够近的情况下,单线氧离子传递到发光微粒,与发光微粒中的发光化合物反应,产生紫外光,紫外光再进一步激发镧系元素化合物,产生520~620nm波长光子。感光化合物可以是酞菁染料等。
优选的,上述发光微粒为醛基修饰的发光微粒。
本发明的第二方面,公开了上述质控微粒的制备方法,包括下列步骤:
c、用生物素标记蛋白;
d、将生物素标记的蛋白包被醛基修饰的发光微粒。
生物素标记蛋白为本技术领域常规的生物素标记蛋白方式,生物素标记的蛋白包被醛基修饰的发光微粒可采用本领域中常规的抗体包被发光微粒的方式进行。
通过调节生物素和蛋白质比例,得到标记比例不同的蛋白,标记比例可以从每个蛋白质分子表面标记1~20个生物素不等,不同的标记比例得到的质控微粒与感光微粒结合的效率不同。也可以调整蛋白和微粒的比例,得到包被比例不同的质控微粒,同样可以达到类似的效果。
根据本发明的原理可知,质控微粒与外包被抗生物素的感光微粒反应并发光的根本在于质控微粒外包被了生物素,而与被生物素标记的蛋白的种类关系甚微,因此这种被生物素标记的蛋白可以是任何一种不影响生物素与抗生物素结合并可被生物素标记的蛋白,从降低成本的角度考虑,优选牛血清γ-球蛋白(BGG)或小牛血清白蛋白(BSA)。对于本技术领域的技术人员而言,可以很容易的想到其它可被生物素标记的蛋白来替代牛血清γ-球蛋白制备质控微粒。
本发明第三方面,提供了上述质控微粒在光激化学发光分析仪质量控制中的应用。
上述质量控制包括对仪器的性能检验、常规实验室质量控制检验和仪器校准等方面。
本发明第四方面,公开了一种光激化学发光分析仪质控参数检测方法,包括下列步骤:在光激化学发光反应体系中加入合适浓度的上述质控微粒及抗生物素包被的感光微粒,在保持感光微粒浓度不变的情况下,通过调节质控微粒的浓度,反应温度以及反应时间,来控制反应发射光子数的多少和信号强弱。
本发明第五方面,公开了一种检测光激化学发光分析仪最大计数率的方法,包括在检测板孔中分别加入不同浓度的质控微粒,每个浓度可进行多次重复测定,质控微粒浓度逐渐递增,然后在上述板孔中分别加入抗生物素包被的感光微粒,温育后,单位时间读数,当随着质控微粒浓度升高,信号值不再升高或者出现信号溢出时,此最高信号值除以单位时间即为仪器的最大计数率。
本发明第六方面,公开了一种检测光激化学发光分析仪的重复性的方法,包括在检测板孔中分别加入相同浓度的质控微粒,再在上述各板孔中分别加入相同浓度的抗生物素包被的感光微粒,设置激光强度和读数时间,温育后,单位时间读数,记录数据并计算CV值。
本发明第七方面,公开了一种检测光激化学发光分析仪仪器线性的方法,包括在检测板孔中加入不同浓度的质控微粒,再在各板孔中加入相同浓度的抗生物素包被的感光微粒,设置激光强度和读数时间,温育后,单位时间读数,计算线性相关系数r值。
本发明第八方面,公开了一种检测光激化学发光分析仪孔间交叉率的方法,包括在检测板孔中选择交叉排布的孔,加入相同浓度的质控微粒,再在上述各板孔中分别加入相同浓度的抗生物素包被的感光微粒,设置激光强度和读数时间,温育后,单位时间读数,计算孔间交叉率。
本发明公开的质控微粒及质控方法,可以用于仪器的性能检验、常规实验室质量控制检验,如仪器的最大计数率、重复性、线性、斜率和灵敏度等参数的检测,根据这些参数对仪器进行校准,使得出厂仪器能够保持一致性能,减少由于仪器间的差异造成的样品检测差异,有利于室间质量评价。还可以通过光信号的大小和重现性判断仪器温度和加样系统是否正常。可以采用对高信号值质控微粒、邻位空白孔以及远位空白孔信号值的测定来检测仪器的孔间交叉率,验证仪器是否符合质量规范。

附图说明

图1:疾病检测和质控的工作模式图解
A:疾病检测工作模式
B:质控工作模式
1:抗体包被的发光微粒
2:待测抗原
3:生物素标记的抗体
4:抗生物素包被的感光微粒
5:为质控微粒。
图2:实例5测定孔间交叉率加样分布图,其分布可根据板的大小和板孔的多少进行相应变化。其中:S代表高值样品(信号值在100~300万的质控微粒和感光微粒),B1为邻位空白孔,B2为远位空白孔。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明进行进一步的阐述,但实施例并非限定本发明的保护范围。
实施例1:生物素标记γ-球蛋白(BGG)包被的质控微粒制备:
(1)生物素标记的BGG的制备
用O.1M NaCNBH3将BGG(购自Pel-Freez Biological)配制成10mg/ml溶液,采用DMSO(二甲基甲酰胺)配置Biotin-X-X-NHS(N-羟基琥珀酰亚胺修饰生物素,生产商:SIGMA,产品号:B3295)溶液至16.172mg/ml,按照1mg抗体加入5.4ul Biotin-X-X-NHS的量将Biotin-X-X-NHS液加入到BGG溶液中,混合均匀并在4℃下放置过夜。采用透析法除去游离未反应的生物素,透析液为生物素标记抗体透析缓冲液(0.1M Tris,0.3M NaCl,0.005M EDTA-Na-2H2O,pH 8.0)。透析完毕,BCA法测定蛋白浓度。
(2)采用上述标记蛋白包被醛基修饰的发光微粒
向10mg醛基修饰的发光微粒(博阳生物科技(上海)有限公司)中加入6.4μl 20%的Tween-20溶液、2mg上述(1)中透析得到的生物素标记蛋白以及16μl的NaCNBH3(25mg/ml,0.05M pH6.0的MES缓冲液配制,现配现用),补加0.1M pH6.0 MES至总体积为400μl,37°避光孵育48h。加入40μl的Gly溶液(75mg/ml,0.05M pH6.0的MES缓冲液配制),37°避光旋转反应2h。加250μl BSA(200mg/ml,0.05M pH6.0的MES缓冲液配制)溶液。37°避光旋转反应16h。4℃13000g离心30分钟。弃上清,用1ml pH6.0的MES缓冲液再洗两次。用1ml 0.05M pH8.0的HEPES缓冲液(50mM HEPES,300mM NaCl,25mMEDTA-Na-2H2O,1.6%BSA,0.1%Dextran,0.1%Tween-20,0.3745%TritonX-405,0.01%庆大霉素,0.05%Proclin)悬浮(其终浓度为10mg/ml)。
包被完成的质控微粒,测定固含量,取小量稀释到20μg/ml,30μl稀释液加入60μl40μg/ml感光微粒(AlphaScreenTM Streptavidin-coated Donor Beads,产品号:6760002S,生产商:Perkin Elmer),在LiCA HT光激化学发光系统(上海博阳医疗仪器有限公司)中温育15min,激光激发1s,读数1s,光信号≥1800000,认为包被成功。
(3)质控微粒工作液配制
根据工作需要,采用0.05M pH8.0的HEPES缓冲液将(2)中悬液稀释到相应浓度,分装保存。
实施例2:生物素标记小牛血清白蛋白(BSA)包被的质控微粒制备
(1)生物素标记小牛血清白蛋白(BSA)的制备
用0.1M NaCNBH3将BSA(购自EQUITECH-BIO INC)配制成10mg/ml溶液,采用DMSO(二甲基甲酰胺)配置Biotin-X-X-NHS(N-羟基琥珀酰亚胺修饰生物素,生产商:SIGMA,产品号:B3295)溶液至16.172mg/ml,按照1mg抗体加入13.5ul Biotin-X-X-NHS的量将Biotin-X-X-NHS液加入到BSA溶液中,混合均匀并在4℃下放置过夜。采用透析法除去游离未反应的生物素,透析液为生物素标记抗体透析缓冲液(0.1M Tris,0.3M NaCl,0.005M EDTA-Na-2H2O,pH 8.0)。透析完毕,BCA法测定蛋白浓度。
(2)采用上述标记蛋白包被醛基修饰的发光微粒
包被方法与实例1中(2)同。
(3)质控微粒工作液配制
配制方法与实例1中(3)同。
同理,还可以采用生物素标记其他蛋白包被发光微粒来制备质控微粒。以下实例我们采用生物素标记BGG包被的质控微粒进行仪器检测及质控。
实施例3:采用质控微粒检测仪器最大计数率
在仪器加入不同浓度的质控微粒,每个浓度可进行多次重复测定,质控微粒浓度逐渐递增,然后在上述孔中加入抗生物素包被的感光微粒,温育15min,单位时间读数,当随着质控微粒浓度升高,信号值不再升高或者出现信号溢出,此最高信号值除以单位时间即为仪器的最大计数率。
采用上述方法,我们采用实例1中生物素标记BGG包被的质控微粒对LiCA HT光激化学发光系统(上海博阳医疗仪器有限公司)的最大计数率进行了检测,质控微粒浓度分别为20、40、60、80μg/ml,在微孔板中每孔加入30μl,每个浓度5孔,然后由仪器自动加入60μl 40μg/ml感光微粒,在仪器内部37℃温育15min,设置激光激发1s,读数1s,记录各孔信号值。经测定,各浓度信号均值分别为:2181668、4354769、5135782、51552478,从上面数据可以看出当质控微粒浓度升高到60μg/ml以后,仪器信号不再提高,因此可以得出本仪器的最大计数率为>5000000S-1。此结果与仪器采用的光子计数器出厂说明相一致。
实施例4:采用质控微粒检测仪器的重复性
选择相应板孔位,依次加入30μl的高中低浓度质控微粒。进板后,再在各孔中加入60μl的感光微粒(40μg/ml),设置激光强度和读数时间,温育15min,仪器开始运行,读取光子数。将数值代入下述公式,求得CV值。
CV=100(S/X)(CV为变异系数,S为标准差,为信号均值)
X=Σi=1nXi/n(Xi为第i次实验测定信号值,n为测定次数)
S=Σi=1n(Xi-X)2(n-1)
我们分别采用AFP质控血清和质控微粒检测LiCA HT光激化学发光系统精密度。AFP质控血清分高中低3个浓度;质控微粒也采用3个浓度,分别为20、5、1μg/ml。两种方法每个浓度各测定20孔,AFP质控血清测定方法参照相应试剂盒说明书(胎儿甲种球蛋白检测试剂盒(光激化学发光法),博阳生物科技(上海)有限公司),质控微粒测定方法与实例3同。根据上述公式计算各浓度样品精密度。AFP质控血清高中低三个浓度测定结果分别为:3.25%、3.58%、3.47%;而采用质控微粒三个浓度测定结果分别为:1.27%、1.89%、2.04%。与传统的质控血清模式检测相比,质控微粒方式试剂成分和操作步骤更加简单,更容易减少试剂和人为操作等因素,因此也更能反应出仪器的真实情况。从上述检测中我们也可以看出采用质控微粒得到的结果要优于质控血清测定结果。
上述实验仅对仪器的板内精密度进行了测定,采用类似的方法我们也可以对仪器的板间和天间重复性进行考察。
实施例5:采用质控微粒检测仪器线性
选择相应板孔位,依次加入30μl多个浓度的质控微粒。进板后,再在各孔中加入60μl的感光微粒(40μg/ml),设置激光强度和读数时间,温育15min,仪器开始运行,读取光子数。以浓度值为X,光信号值为Y,将数值代入下述公式,求得两组数据的线性相关系数r值。
r=Σi=1n((Xi-X)(Yi-Y))Σi=1n(Xi-X)2Σi=1n(Yi-Y)2(Xi为第i个样品浓度,为浓度均值,Yi为第i个样品的信号值,为信号均值,n为样品数量)
我们采用20、10、5、1、0.1μg/ml五个浓度质控微粒检测LiCA HT光激化学发光系统线性,测定方法与实例3同。测得5个浓度光信号均值分别为2263479、1119518、634659、134023、13238,计算得到仪器浓度与信号的线性相关系数r为0.999。
实施例6:采用质控微粒检测仪器的孔间交叉率
采用图1排列方式进行加样。在标示S的孔中加入30μl质控微粒(20μg/ml),进板。用仪器在标示S的孔中加入60μl感光微粒(40μg/ml)。温育15min。记录标示有S、B1、B2各孔读数。
(为图2中标记B1各孔测定信号均值,为B2图2中标记B2各孔测定信号均值)
在LiCA HT光激化学发光系统上的检测结果为:B1=88.2,B2=53.0,S=2277496,经计算得到仪器的孔间交叉率为1.54×10-5。
采用AFP高浓度质控血清检测,方法与实例4同,得到B1=76.3,B2=51.0,S=16524108,仪器的孔间交叉率为1.53×10-5。
两种方法得到的结果基本一致。
上述实例加入的试剂量、浓度和反应时间等都可根据仪器型号以及规格进行相应调整。
以上按照特定模式对本发明进行了说明,但本领域技术人员自明的变形和改良也都包括在本发明的范围内。