技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明屬于免疫學(xué)及免疫檢測領(lǐng)域,具體涉及通過石墨烯的高吸附和高比表面特性來增加抗原與抗體之間的接觸,加速elisa(酶聯(lián)免疫吸附劑測定)反應(yīng)過程的
技術(shù)領(lǐng)域:
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背景技術(shù):
::免疫一詞由拉丁字“immunis”演變而來,其原意為“免除稅收”(exceptionfromcharges),也包含“免于疫患”之意。生命科學(xué)中的免疫狹義概念是指機體識別“自身”與“非己”抗原,對自身抗原形成天然免疫耐受,對“非己”抗原產(chǎn)生排斥作用的一種生理功能。正常情況下,這種生理功能對機體有益,可產(chǎn)生抗感染、抗腫瘤等維持機體生理平衡和穩(wěn)定的免疫保護作用。在一定條件下,當(dāng)免疫功能失調(diào)時,也會對機體產(chǎn)生有害的反應(yīng)和結(jié)果,如引發(fā)超敏反應(yīng)、自身免疫病和腫瘤等。免疫學(xué)是研究生物體對抗原物質(zhì)免疫應(yīng)答性及其方法的生物-醫(yī)學(xué)科學(xué)。免疫應(yīng)答是機體對抗原刺激的反應(yīng),也是對抗原物質(zhì)進行識別和排除的一種生物學(xué)過程。一般認為免疫學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了四個時期即經(jīng)驗免疫學(xué)時期、經(jīng)典免疫學(xué)時期、近代免疫學(xué)時期和現(xiàn)代免疫學(xué)時期。1、經(jīng)驗免疫學(xué)時期:早在公元11世紀(jì),中國醫(yī)學(xué)家在實踐中創(chuàng)造性地發(fā)明了人痘苗,即用人工輕度感染的方法預(yù)防天花。在明代隆慶年間(1567~1572),人痘苗已在中國廣泛應(yīng)用。在17世紀(jì)人痘苗接種預(yù)防天花的方法引起其他國家的注意,先后傳入俄國、朝鮮、日本、土耳其、英國等地,進而使人痘苗預(yù)防天花的方法得以推廣和驗證,此即經(jīng)驗免疫學(xué)時期,該時期發(fā)現(xiàn)了免疫現(xiàn)象,是人類認識機體免疫性的開端,為以后英國醫(yī)生jenner發(fā)明牛痘苗奠定了基礎(chǔ)。2、經(jīng)驗免疫學(xué)時期:18世紀(jì)至20世紀(jì)中葉為經(jīng)典免疫學(xué)時期,在這一時期,人們對免疫功能的認識由人體現(xiàn)象的觀察進入了科學(xué)實驗時期。首先,牛痘苗的發(fā)明是英國醫(yī)生jenner在觀察到患過牛痘的擠奶女工,不再患天花的事實后,通過長期研究的科學(xué)成果。牛痘苗的發(fā)明是繼人痘苗之后免疫學(xué)的一個重要發(fā)展,該疫苗給人體接種后,只引起局部反應(yīng)并不造成嚴(yán)重損害,但能有效地預(yù)防天花,亦可在實驗室大量生產(chǎn),因此很快地代替了人痘苗,被醫(yī)學(xué)界所接受。其次,減毒活疫苗的發(fā)明是法國免疫學(xué)家pasteur和德國細菌學(xué)家koch在創(chuàng)立了細菌分離培養(yǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過系統(tǒng)地科學(xué)研究,利用物理、化學(xué)、生物學(xué)方法獲得了減毒菌苗,并用于疾病的預(yù)防和治療,pasteur用高溫培養(yǎng)法制備了炭疽疫苗,用狂犬病毒在兔體內(nèi)經(jīng)連續(xù)傳代制備了狂犬病疫苗。再次,抗體是behring和kitasato在1890年用白喉外毒素免疫動物時發(fā)現(xiàn)的。在被免疫的動物血清中有一種能中和外毒素的物質(zhì),最初稱為抗毒素。將此免疫血清被動轉(zhuǎn)移給正常動物,使后者獲得了中和外毒素的能力。上述科學(xué)家將白喉抗毒素正式用于白喉的治療,開創(chuàng)了人工被動免疫療法之先河,因此behring在1901年獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎。后來,人們相繼發(fā)現(xiàn)了凝集素、沉淀素等能與細菌或細胞特異性反應(yīng)的物質(zhì),統(tǒng)稱為抗體;而將能引起抗體產(chǎn)生的物質(zhì)稱為抗原,從而確立了抗原和抗體的概念。隨后在1894年pfeiffer發(fā)現(xiàn)了免疫溶菌現(xiàn)象進而發(fā)現(xiàn)了補體,補體是一種對熱不穩(wěn)定的物質(zhì),屬于正常血清中的成分,無特異性,但具有協(xié)助抗體溶解細菌或細胞的作用。隨著血清學(xué)方法的建立、免疫化學(xué)的研究、抗體生成理論的提出以及對機體保護性免疫機制的研究,免疫學(xué)的發(fā)展加快了速度。3、近代免疫學(xué)時期:20世紀(jì)中葉至60年代期間,為近代免疫學(xué)時期。這一時期人們沖破了抗感染免疫模板學(xué)說的束縛,對生物體的免疫反應(yīng)性有了比較全面的認識,使免疫學(xué)開始研究生物問題,出現(xiàn)了全新的免疫學(xué)理論。這一時期發(fā)現(xiàn)了遲發(fā)型超敏反應(yīng)、免疫耐受現(xiàn)象,提出了細胞系選擇學(xué)說,免疫學(xué)技術(shù)得到快速發(fā)展,建立了間接凝集反應(yīng)和免疫標(biāo)記技術(shù),這些都進一步促進了免疫學(xué)基礎(chǔ)理論的研究和應(yīng)用。4、近代免疫學(xué)時期:現(xiàn)代免疫學(xué)時期指20世紀(jì)60年代至今的時期。在這一時期,確認了淋巴細胞系在免疫反應(yīng)中的地位,闡明了免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)與功能,對免疫系統(tǒng)特別是細胞因子、粘附分子等進行了大量研究,并從分子水平對免疫球蛋白的多樣性、類別轉(zhuǎn)化等進行了有益的探討,在許多方面取得了突破性成就。在應(yīng)用免疫學(xué)領(lǐng)域,1975年kohler和milstein首創(chuàng)雜交瘤技術(shù)。他們將小鼠骨髓瘤細胞和經(jīng)綿羊紅細胞(srbc)致敏的b細胞在體外進行融合形成雜交瘤(hybridoma)。這種雜交瘤細胞既保持了骨髓瘤細胞大量無限制生長繁殖的特性,又具有合成和分泌抗體的能力。應(yīng)用該技術(shù)可產(chǎn)生均一的、只針對單一抗原決定基的抗體,稱為單克隆抗體(mcab)。mcab具有純度高、特異性強、可大量生產(chǎn)等優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用于血清學(xué)診斷、免疫細胞及其它組織細胞表面分子的檢測,并通過與核素、各種毒素或藥物化學(xué)偶聯(lián)進行腫瘤導(dǎo)向治療研究。將分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于免疫學(xué)研究也是一項突破性成就,利用分子雜交技術(shù)和分子遺傳學(xué)理論制備的基因工程抗體如完全人源化抗體、單鏈抗體及雙特異性抗體等較mcab更具優(yōu)越性??乖?antigen,ag)是一種能在有機體中引起特異性免疫應(yīng)答的物質(zhì),該物質(zhì)進入機體后可刺激機體產(chǎn)生抗體和引起細胞免疫,在免疫測定中抗原是指能與抗體結(jié)合的物質(zhì)。所謂抗原的反應(yīng)原性是指能與由它刺激所產(chǎn)生的抗體或致敏淋巴細胞發(fā)生特異性反應(yīng),具備免疫原性和反應(yīng)原性兩種能力的物質(zhì)稱為完全抗原,如病原體、異種動物血清等。只具有反應(yīng)原性而沒有免疫原性的物質(zhì),稱為半抗原,沒有免疫原性,不會引起免疫反應(yīng),如青霉素、磺胺等。但在某些特殊情況下,如果半抗原與大分子蛋白質(zhì)結(jié)合后,就獲得了免疫原性而變成完全抗原,也就可以刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體和效應(yīng)細胞??乖幕拘再|(zhì)具有異物性、大分子性和特異性。具體而言,異物性是指進入機體組織內(nèi)的抗原物質(zhì),必須與該機體組織細胞的成分不相同;大分子性是指構(gòu)成抗原的物質(zhì)通常是相對分子質(zhì)量大于10000的大分子物質(zhì),分子量越大,抗原性越強;特異性是指一種抗原只能與相應(yīng)的抗體或效應(yīng)t細胞發(fā)生特異性結(jié)合。根據(jù)抗原性質(zhì)分為兩類:完全抗原和不完全抗原。完全抗原(completeantigen)簡稱抗原,是一類既有免疫原性,又有免疫反應(yīng)性的物質(zhì),如大多數(shù)蛋白質(zhì)、細菌、病毒、細菌外毒素等。不完全抗原又稱半抗原(hapten),是只具有免疫反應(yīng)性而無免疫原性的物質(zhì),半抗原與蛋白質(zhì)載體結(jié)合后,就獲得了免疫原性??贵w(antibody)是一種由漿細胞(效應(yīng)b細胞)分泌的被免疫系統(tǒng)用來鑒別與中和外來物質(zhì)如細菌、病毒等的大型y形蛋白質(zhì),狹義概念是指能與抗原特異性結(jié)合的免疫球蛋白(immunoglobulin,ig),與elisa有關(guān)的主要為igg和igm??贵w具有4條多肽鏈的對稱結(jié)構(gòu),其中2條較長、相對分子量較大的相同的重鏈(h鏈),2條較短、相對分子量較小的相同的輕鏈(l鏈),鏈間由二硫鍵和非共價鍵聯(lián)結(jié)形成一個由4條多肽鏈構(gòu)成的單體分子。輕鏈有κ和λ兩種,重鏈有μ、δ、γ、ε和α五種,整個抗體分子可分為恒定區(qū)和可變區(qū)兩部分。在給定的物種中,不同抗體分子的恒定區(qū)都具有相同的或幾乎相同的氨基酸序列,可變區(qū)位于″y″的兩臂末端,在可變區(qū)內(nèi)有一小部分氨基酸殘基變化特別強烈,這些氨基酸的殘基組成和排列順序更易發(fā)生變異區(qū)域稱高變區(qū),高變區(qū)位于分子表面,最多由17個氨基酸殘基構(gòu)成,少則只有2~3個,高變區(qū)氨基酸序列決定了該抗體結(jié)合抗原抗原的特異性。一個抗體分子上的兩個抗原結(jié)合部位是相同的,位于兩臂末端稱抗原結(jié)合片段(antigen-bindingfragment,fab),″y″的柄部稱結(jié)晶片段(crystallinefragment,fc),糖結(jié)合在fc上。按理化性質(zhì)和生物學(xué)功能,抗體可將其分為igm、igg、iga、ige、igd五類。安康提的制備,抗體可分為單克隆抗體和多克隆抗體。抗體的主要作用是與抗原(包括外來的和自身的)相結(jié)合,從而有效地清除侵入機體內(nèi)的微生物、寄生蟲等異物,抗體(antibody)是一種應(yīng)答抗原產(chǎn)生的、可與抗原特異性結(jié)合的蛋白質(zhì),每種抗體與特定的抗原決定基結(jié)合,這種結(jié)合可以使抗原失活,也可能無效但有時也會對機體造成病理性損害??乖贵w之間是通過很弱的短距引力而結(jié)合的,該結(jié)合力是一種高度特異性的非共價鍵作用力,如氫鍵、靜電引力、疏水相互作用力、范德華引力等。其中疏水相互作用力和靜電引力是主要的作用力,只有這兩種作用力使抗體和抗原分子接近到一定程度,范德華力和氫鍵作用才會開始起作用。以上幾種作用力均比共價鍵作用弱,只有存在大量的上述作用力,并且抗原與抗體間有非常好的配合,抗原與抗體間才能發(fā)生有效作用,這反應(yīng)了抗原抗體作用高度特異性的特征??贵w的親和力是指抗原抗體間的固有結(jié)合力,可以用平衡常數(shù)k表示:k=[ag·ab]/[ag][ab]ag·ab的解離程度與k值有關(guān),高親和力抗體的抗原位點與抗原的決定簇在空間構(gòu)型上非常合適,二者結(jié)合牢固,不易解離??乖贵w反應(yīng)具有最適比例,此最適范圍稱為等價帶,在等價帶前后分別為抗體過剩帶和抗原過剩帶。如果抗原或抗體極度過剩,則無沉淀物形成,在免疫測定中稱為帶現(xiàn)象,抗體過剩稱為前帶,抗原過剩稱為后帶。在用免疫學(xué)方法測定抗原時,應(yīng)使反應(yīng)系統(tǒng)中有足夠的抗體數(shù)量,否則測得的量會小于實際含量,甚至出現(xiàn)假陰性。抗原抗體反應(yīng)具有特異性,抗原抗體的結(jié)合實質(zhì)上只發(fā)生在抗原的抗原決定簇與抗體的抗原結(jié)合位點之間,由于二者在化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)型上呈互補關(guān)系,所以抗原抗體反應(yīng)具有高度特異性。抗原抗體反應(yīng)還具有敏感性,在測定血清中物質(zhì)含量的時候,酶反應(yīng)測定的敏感度約為5-10μg/ml,而化學(xué)比色法靈敏度為mg/ml水平。酶聯(lián)免疫吸附測定(enzymelinkedimmunosorbentassay,elisa)是指將可溶性的抗原或抗體結(jié)合到聚苯乙烯等固相載體上,利用抗原抗體結(jié)合專一性進行酶標(biāo)記免疫反應(yīng)的定性和定量檢測方法。1971年engvall和perlmann發(fā)表了酶聯(lián)免疫吸附劑測定用于igg定量測定的文章,其基本原理是:①抗原或抗體物理性結(jié)合到某種固相載體表面,并保持其免疫活性。②抗原或抗體與某種酶連接成酶標(biāo)抗原或抗體,這種酶標(biāo)抗原或抗體既保留其免疫活性,又保留酶的活性。③把受檢標(biāo)本(測定其中的抗體或抗原)和酶標(biāo)抗原或抗體按不同的步驟與固相載體表面的抗原或抗體起反應(yīng),用洗滌的方法使固相載體上形成的抗原抗體復(fù)合物與其他物質(zhì)分開,最后結(jié)合在固相載體上的酶量與標(biāo)本中受檢物質(zhì)的量成一定的比例,加入酶反應(yīng)的底物后,底物被酶催化變?yōu)橛猩a(chǎn)物,產(chǎn)物的量與標(biāo)本中受檢物質(zhì)的量直接相關(guān),故可根據(jù)顏色反應(yīng)的深淺定性或定量分析。由于酶的催化效率很高,故可極大地放大反應(yīng)效果,從而使測定方法達到很高的敏感度。elisa是隨著免疫學(xué)的發(fā)展而發(fā)展起來的,已廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)工程、醫(yī)療、農(nóng)林、畜牧、環(huán)保、食品等系列領(lǐng)域,尤其在疾病治療、疾病檢測、科研中的蛋白檢測領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,已經(jīng)成為二十一世紀(jì)生命科學(xué)的重要技術(shù)。其主要方法有如下四種:1、直接elisa:是將抗原按照一定的比例用包被緩沖液稀釋包被到固相載體上,包被完成后簡單洗滌,再加入封閉液封閉,洗去多于封閉液,加入適量的特異性酶抗體,37℃孵育1h或4℃孵育過夜,洗滌除去多余的抗體,加入底物顯色讀取結(jié)果,顯色深淺與加入的酶標(biāo)抗體量成正比。該法主要適用于檢測單抗亞型、血清種屬以及初篩單克隆抗體。2、間接法:其原理是利用酶標(biāo)記的抗抗體檢測與固相抗原結(jié)合的受檢抗體,是將抗原按照一定的比例用包被緩沖液稀釋包被到固相載體上,包被完成后簡單洗滌,再加入封閉液封閉,洗去多余封閉液,加入適量的非酶標(biāo)抗體,引入經(jīng)過酶標(biāo)的第二種抗體(與第一種抗體結(jié)合的抗體,即二抗)與第一種抗體(與抗原直接結(jié)合的抗體,即一抗)特異性結(jié)合,最后加入底物顯色并判斷結(jié)果,當(dāng)二抗的濃度一定的時候,顯色結(jié)果與一抗的量呈正相關(guān)。間接elisa是檢測標(biāo)志性抗體的重要手段,主要用于檢測病原體抗體、抗體效價、血清效價、單克隆抗體等,一般的操作步驟為:①將已知的抗原固著于固相載體聯(lián)結(jié),洗去多余的未結(jié)合抗原及雜質(zhì)。②加入待測樣本,待檢樣本中的特異性抗體與固相抗原結(jié)合,形成固相抗原抗體復(fù)合物,經(jīng)洗滌后固相載體上只留下特異性抗體,待檢樣本中其他成分在洗滌過程中被洗去。③加入帶有酶標(biāo)的二抗,固相免疫復(fù)合物中的抗體與酶標(biāo)抗體結(jié)合,從而間接的標(biāo)記上酶。④洗去多余未結(jié)合的二抗,加入底物顯色讀取結(jié)果,顯色深淺與加入的酶標(biāo)抗體量成正比。3、夾心elisa:又被稱為三明治elisa,該法常用于檢測大分子抗原,可分為直接夾心elisa和間接夾心elisa,前者又分為雙抗夾心elisa和雙抗原夾心elisa。直接雙抗夾心elisa是檢測抗原最常用的方法,其主要原理是:將第一種抗體包被在固相載體上,封閉后加入待檢抗原,孵育后加入經(jīng)過酶標(biāo)的第二種抗體,第一種抗體和第二種抗體可以是針對不同表位的二種單抗,也可是針對同一抗原的一種單抗與一種多抗。其操作步驟如下:①將特異性抗體與固相載體聯(lián)結(jié),形成固相抗體,洗去未結(jié)合的抗體及雜質(zhì)。②加入待測樣本,待檢樣本中的抗原與固相抗原結(jié)合,形成固相抗原抗體復(fù)合物,經(jīng)洗滌除去其他未結(jié)合物質(zhì)。③加入帶有酶標(biāo)的二抗,固相免疫復(fù)合物中的抗原與酶標(biāo)抗體結(jié)合,經(jīng)洗滌除去其他未結(jié)合物質(zhì),固相載體上的酶量與受檢抗原的量呈正相關(guān)。④加入底物顯色讀取結(jié)果,顯色深淺與加入的受檢抗原成正比。4、競爭elisa:又稱競爭抑制elisa或封閉elisa,其原理是用待檢抗原或抗體去干擾已經(jīng)預(yù)先設(shè)計好的體系,最終顯色的結(jié)果與待檢抗原或抗體的干擾程度成負相關(guān),是一種較少用到的檢測方法,一般用于檢測小分子抗原,其操作步驟為:①將具有專一性的抗體固著于固相載體上,洗去多余抗體。②加入待測樣本,使樣本中的待測抗原與固相抗體進行專一性結(jié)合。③加入帶有酶標(biāo)記的抗原,此抗原也可與固相抗體進行專一性結(jié)合,由于固相抗體數(shù)量有限,因此當(dāng)樣本中抗原的量越多,則帶有酶標(biāo)記的抗原與固相抗體就越少,亦即兩種抗原皆競相與固相抗體結(jié)合。④洗去樣本與帶有酶標(biāo)記的抗原,加入底物顯色,當(dāng)樣本中抗原量越多,帶有酶標(biāo)記的抗原越少,顯色也就越淺,以肉眼或儀器讀取呈色結(jié)果。石墨烯(graphene)是最近十年余年來發(fā)現(xiàn)的極其重要的新材料,石墨烯狹義概念是指由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型蜂巢晶格結(jié)構(gòu)的只有一個碳原子厚度的二維晶體。石墨烯層數(shù)呈正態(tài)分布,廣義石墨烯大多數(shù)是指多層石墨烯,如寡層石墨烯(3~5層),多層石墨烯(10層左右)。英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫于2004年從石墨中分離出石墨烯,而且證實石墨烯可以單獨存在,兩人也因在“二維石墨烯材料的開創(chuàng)性研究”共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。石墨烯是良好的導(dǎo)體,不但非常堅硬而且導(dǎo)電性極佳,其電子遷移率可達200,000cm2v-1s-1,電阻率可達10-6ω·cm,是世界上電阻率最小的材料,亦是極佳的常溫超導(dǎo)材料。石墨烯亦具有較好的生物兼容性和吸附各種原子與分子的特性。抗原和抗體均屬于蛋白質(zhì)分子,極其微小,其分子之間的相對距離較大,彼此離的較遠,如果能夠增加抗原和抗體之間的接觸,就能夠增加抗原與抗體結(jié)合的效率。由于石墨烯具有較好的生物兼容性,同時具有吸附各種原子與分子和高達2600m2/g比表面的特性,石墨烯可吸附抗原和(或)抗體,并進一步迅速分散至抗原抗體結(jié)合的空間內(nèi),大大加速抗原抗體之間的接觸面積和結(jié)合效率。而常規(guī)抗elisa僅僅利用非共價鍵作用力,如氫鍵、靜電引力、疏水相互作用力、范德華引力,通過石墨烯與抗原、抗體的有機結(jié)合,大大縮短二者結(jié)合時間,確保結(jié)果的可靠性。技術(shù)實現(xiàn)要素::為了解決elisa反應(yīng)時間和包被時間過長的問題,本發(fā)明“一種石墨烯加速elisa技術(shù)”綜合了一種新材料石墨烯與elisa相結(jié)合的加速elisa過程的改良elisa技術(shù),利用石墨烯具有高吸附和高比表面的特性,增加抗原抗體之間的接觸面積和效率,大大縮短了elisa反應(yīng)時間,同時可以加速包被過程,讓科研和臨床檢驗人員及時了解檢測結(jié)果,提高了檢測效率和準(zhǔn)確性。一種石墨烯加速elisa技術(shù),其特征是一種新材料石墨烯與elisa相結(jié)合的新性能加速抗原抗體結(jié)合的改良elisa技術(shù),利用石墨烯高吸附和高比表面特性,在elisa反應(yīng)體系中增加抗原抗體之間的接觸,加速elisa(酶聯(lián)免疫吸附測定)反應(yīng)過及包被過程。上述所述的elisa是指將可溶性的抗原或抗體結(jié)合到聚苯乙烯等固相載體上,利用抗原抗體結(jié)合專一性進行免疫反應(yīng)的定性和定量檢測方法。一種石墨烯加速elisa技術(shù),其特征在于所述的新材料石墨烯狹義概念是指由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型蜂巢晶格結(jié)構(gòu)的只有一個碳原子厚度的二維晶體,亦可采用廣義石墨烯(多層)尤以10層以內(nèi)的多層石墨烯為佳,且具有較高的吸附和高比表面特性的石墨烯。一種石墨烯加速elisa技術(shù),其特征在于所述的elisa其英文表述為enzymelinkedimmunosorbentassay,其中文表述為酶聯(lián)免疫吸附測定,是指將可溶性的抗原或抗體結(jié)合到聚苯乙烯等固相載體上,利用抗原抗體結(jié)合專一性進行免疫反應(yīng)的定性或定量檢測的過程。一種石墨烯加速elisa技術(shù),其特征在于所述的石墨烯與elisa相結(jié)合的新性能加速抗原抗體結(jié)合的改良elisa技術(shù),可以在elisa過程前、中、后根據(jù)具體物質(zhì)特性加入適量的石墨烯,以縮短elisa反應(yīng)時間,解決了elisa一次檢測時間過長(需要2~3小時)和包被時間過長(需要過夜)的問題,使在較短時間內(nèi)了解實驗或檢測結(jié)果以及獲得更可靠的數(shù)據(jù)成為可能。一種石墨烯加速elisa技術(shù),其特征在于所述的抗原是一種能在有機體中引起特異性免疫應(yīng)答的物質(zhì),該物質(zhì)進入機體后可刺激機體產(chǎn)生抗體和引起細胞免疫,在免疫測定中抗原是指能與抗體結(jié)合的物質(zhì);其特征在于所述的抗體是一種由漿細胞(效應(yīng)b細胞)分泌的被免疫系統(tǒng)用來鑒別與中和外來物質(zhì)如細菌、病毒等的大型y形蛋白質(zhì)。一種石墨烯加速elisa技術(shù),其特征在于所述的抗原抗體結(jié)合是指抗原與抗體具有專一性結(jié)合的特性,即抗原與其相應(yīng)的抗體具有特異性結(jié)構(gòu),由很弱的短距引力而結(jié)合的,該結(jié)合力是一種高度特異性的非共價鍵作用力,可以在某種程度上進行特異性結(jié)合。一種石墨烯加速elisa技術(shù),其特征在于所述的增加抗原抗體之間的接觸是指通過石墨烯吸附、分散抗原和(或)抗體分子,以增加抗原和抗體之間的接觸概率,進而提高抗原與抗體的結(jié)合效率,不但能加速反應(yīng)(孵育)過程,亦能加速包被過程,上述策略不但可以用于常規(guī)elisa技術(shù),亦可用于熒光elisa技術(shù)、化學(xué)發(fā)光elisa技術(shù)、pcr-elisa技術(shù)、nsp-elisa技術(shù)、dot-elisa技術(shù)、tp-elisa技術(shù)、ims-elisa技術(shù)、ppa-elisa技術(shù)等。一種石墨烯加速elisa技術(shù),其特征在于所述的石墨烯與elisa相結(jié)合增加抗原抗體之間的接觸概率這一策略可大大減少elisa反應(yīng)和包被時間,適用于畜牧、農(nóng)業(yè)、食品安全、臨床診斷、科研檢測以及酶免疫檢測及診斷的免疫學(xué)領(lǐng)域,亦適用于體外診斷試劑ii類和iii產(chǎn)品中的免疫相關(guān)試劑,還適用于檢測其他樣本中的抗原、抗體以及半抗原等。一種石墨烯加速elisa技術(shù),其特征在于通過一種新材料石墨烯的高吸附和高比表面特性來增加抗原和抗體之間的接觸加速elisa的策略應(yīng)用于計算機軟件程序和網(wǎng)絡(luò)程序編寫,提高elisa檢測效率、縮減elisa反應(yīng)和包被時間,進一步完善石墨烯與elisa相結(jié)合的加速elisa過程的免疫學(xué)技術(shù)。一種石墨烯加速elisa技術(shù),其特征在于通過一種新材料石墨烯的高吸附和高比表面特性來增加抗原和抗體之間的接觸加速elisa的策略應(yīng)用于酶標(biāo)儀、熒光酶標(biāo)儀、分光光度計、熒光分光光度計、自動酶免分析儀等提供檢測吸光度值的儀器設(shè)計和開發(fā)以提高elisa反應(yīng)和包被的效率,其主要成分包括包被板、酶標(biāo)記抗體和(或)抗原、標(biāo)準(zhǔn)品、緩沖液、顯色液、終止液、洗滌液等。本發(fā)明“一種石墨烯加速elisa技術(shù)”目的是為了增加抗原和抗體之間的接觸以加速elisa(酶聯(lián)免疫吸附測定),反應(yīng)時間和包被時間縮短更有利于觀察結(jié)果并確保其可靠性。elisa的基礎(chǔ)是抗原或抗體的固相化及抗原或抗體的酶標(biāo)記,結(jié)合在固相載體表面的抗原或抗體仍然保持其免疫學(xué)活性,酶標(biāo)記的抗原或抗體既保留其免疫學(xué)活性又保留酶的活性。elisa基本步驟如下:①抗原或抗體結(jié)合到固相載體表面并保持其免疫活性;②抗原或抗體與某種酶連接成酶標(biāo)抗原或抗體,該酶標(biāo)抗原或抗體既有免疫活性又有酶活性;③待檢標(biāo)本(測定其中的抗體或抗原)和酶標(biāo)抗原或抗體按不同的步驟與固相載體表面的抗原或抗體起反應(yīng),洗去未結(jié)合的抗原或抗體以及其他物質(zhì),結(jié)合在固相載體上酶量與標(biāo)本中待檢物質(zhì)量成一定的比例,加入酶反應(yīng)的底物后底物被酶催化變?yōu)橛猩a(chǎn)物,產(chǎn)物量與標(biāo)本中待檢物質(zhì)量直接相關(guān),故可根據(jù)顏色反應(yīng)的深淺定性或定量分析。由于在獲得包被好的抗原或抗體的固相載體所花時間比較長,37℃孵育需要2-3小時,4℃孵育需要過夜,而采用37℃孵育容易導(dǎo)致抗原或抗體、酶活性下降,降低檢測準(zhǔn)確性。另外在其具體檢測過程中一般需要2-3小時左右,所以一個完整的elisa過程需要3h以上。隨著科技工作者和臨床檢驗人員的工作量和接觸的信息量越來越大,有效利用有限的時間完成更多的工作就極為迫切了。本發(fā)明“一種石墨烯加速elisa技術(shù)”利用一種新材料石墨烯與elisa相結(jié)合的新性能加速抗原抗體結(jié)合的改良elisa技術(shù),利用石墨烯高吸附和高比表面特性,在elisa反應(yīng)體系中增加抗原抗體之間的接觸,不僅加速了elisa反應(yīng)和包被過程,同時提高了檢測的真實性和準(zhǔn)確性。本發(fā)明“一種石墨烯加速elisa技術(shù)”可應(yīng)用于含有各種elisa技術(shù),包括各種細菌elisa技術(shù)、各種真菌elisa技術(shù)、各種寄生蟲elisa技術(shù)、各種病毒elisa技術(shù)、各種致敏原elisa技術(shù)、各種生物毒素elisa技術(shù)、獸藥農(nóng)藥殘留elisa技術(shù)、pcr-elisa技術(shù)、nsp-elisa技術(shù)、dot-elisa技術(shù)、tp-elisa技術(shù)、ims-elisa技術(shù)、ppa-elisa技術(shù)等領(lǐng)域。elisa是將可溶性的抗原或抗體結(jié)合到聚苯乙烯等固相載體上,利用抗原抗體結(jié)合專一性進行酶標(biāo)記免疫反應(yīng)的定性和定量檢測方法。1971年engvall和perlmann發(fā)表了酶聯(lián)免疫吸附劑測定用于igg定量測定的文章,其基本原理是:①抗原或抗體物理性結(jié)合到某種固相載體表面,并保持其免疫活性。②抗原或抗體與某種酶連接成酶標(biāo)抗原或抗體,這種酶標(biāo)抗原或抗體既保留其免疫活性,又保留酶的活性。③把受檢標(biāo)本(測定其中的抗體或抗原)和酶標(biāo)抗原或抗體按不同的步驟與固相載體表面的抗原或抗體起反應(yīng),用洗滌的方法使固相載體上形成的抗原抗體復(fù)合物與其他物質(zhì)分開,最后結(jié)合在固相載體上的酶量與標(biāo)本中受檢物質(zhì)的量成一定的比例,加入酶反應(yīng)的底物后,底物被酶催化變?yōu)橛猩a(chǎn)物,產(chǎn)物的量與標(biāo)本中受檢物質(zhì)的量直接相關(guān),故可根據(jù)顏色反應(yīng)的深淺定性或定量分析。由于酶的催化效率很高,故可極大地放大反應(yīng)效果,從而使測定方法達到很高的敏感度。石墨烯具有以下主要特性:1、極高的電子遷移率:可達200,000cm2v-1s-1:2、極低的電阻率,電阻率可達10-6ω·cm,是世界上電阻率最小的材料,亦是常溫下的超導(dǎo)材料;3、優(yōu)良的機械性能:young’smodulus1.1tpa;4、高比表面,質(zhì)量較好的石墨烯比表面可達2600m2/g;5、極好的穩(wěn)定性;6、生物兼容性;7、可吸附各種原子和分子等等。石墨烯掃描電鏡結(jié)果見附圖1。本發(fā)明“一種石墨烯加速elisa技術(shù)”其原理是利用石墨烯高比表面、可吸附各種原子與分子、生物兼容性這一系列特性,增加抗原和抗體之間的接觸以加速elisa,反應(yīng)時間縮短更有利于觀察結(jié)果并確保其可靠性。石墨烯與抗原和抗體的作用原理見附圖2。本發(fā)明“一種石墨烯加速elisa技術(shù)”是改良的elisa技術(shù),并不是針對具體單個產(chǎn)品,無法一一詳細描述。其核心操作過程有:1、含石墨烯試劑的配制:將石墨烯溶解于緩沖液及抗原或抗體以,輕輕攪動使其完全溶解,密閉保存。2、包被含有石墨烯的抗原或抗體。3、加入待測樣品、質(zhì)控品。4、孵育、洗滌、顯色、終止反應(yīng)。5、酶標(biāo)儀檢測。本發(fā)明應(yīng)用領(lǐng)域舉例:(1)傳染病篩查或定量檢測:傳染性疾病是較早開始使用elisa的領(lǐng)域,可用于如艾滋病、病毒性肝炎、梅毒等病原體的篩查。(2)耐藥細菌或病毒篩查或定量檢測:抗生素的耐藥問題越來越受到重視,新藥研發(fā)速度遠遠趕不上細菌抗藥性的發(fā)展,elisa技術(shù)能為耐藥性問題提供前期預(yù)警以及后期檢測。(3)食品安檢的篩查或定量檢測:食品安全越來越受到大家的重視,腸道病毒和致病菌以及食品安檢中的轉(zhuǎn)基因成分、致敏原、生物毒素、獸藥殘留、農(nóng)藥殘留等可以采用本發(fā)明進行elisa篩查或定量檢測。(4)動物檢疫篩查或定量檢測:動物疾病讓養(yǎng)殖人員蒙受巨大的經(jīng)濟損失,只有檢查出動物所患的疾病,才能盡可能的減少養(yǎng)殖人員的損失,從而促進畜牧業(yè)的發(fā)展,如動物病毒、動物細菌、動物真菌、動物寄生蟲、動物朊病毒等可以采用本發(fā)明進行elisa篩查或定量檢測。(5)其他用于elisa篩查、定量檢測的領(lǐng)域:如發(fā)酵工業(yè)細菌定量檢測、環(huán)保有害細菌定量檢測、農(nóng)業(yè)病蟲害篩查或定量檢測、農(nóng)業(yè)真菌細菌篩查或定量檢測等。附圖說明:圖1為單層石墨烯sem掃描電鏡結(jié)果。圖2為石墨烯作用于抗原抗體的原理圖。代表抗體,●代表抗原,代表不含石墨烯elisa反應(yīng)體系,代表含石墨烯的elisa反應(yīng)體系。圖3為常規(guī)不加石墨烯的elisa實驗。圖4為縮減時間加入石墨烯的elisa實驗。具體實施方式:以下具體實施方式進一步闡明本發(fā)明“一種石墨烯加速elisa技術(shù)”的內(nèi)容,但不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下,對本發(fā)明方法、條件、步驟及應(yīng)用所做的修改或替換,均屬于本發(fā)明的范圍。主要含石墨烯試劑的配制方式:(1)抗原石墨烯混合物的配制:主要由抗原、緩沖液、優(yōu)質(zhì)石墨烯組成。具體配制過程如下:將抗原加入緩沖液中,充分混勻,加入適量的優(yōu)質(zhì)石墨烯即可使用。(2)抗體石墨烯混合物的配制:主要由抗體、緩沖液、優(yōu)質(zhì)石墨烯組成。具體配制過程如下:將抗體加入緩沖液中,充分混勻,加入適量的優(yōu)質(zhì)石墨烯即可使用。上述兩種試劑配制方式,僅僅是為了舉例方便所述,凡是把石墨烯以不同方式加入elisa反應(yīng)體系內(nèi),均應(yīng)理解為石墨烯試劑配制的應(yīng)有之義,即本發(fā)明的所述范圍。以下實施例以第二種方式為例,即抗體石墨烯混合物配制。具體實施例一:大鼠c反應(yīng)蛋白elisa檢測c反應(yīng)蛋白(c-regctiveprotein,crp)是指在機體受到感染或組織損傷時血漿中一些急劇上升的蛋白質(zhì)(急性蛋白),crp可以激活補體和加強吞噬細胞的吞噬而起調(diào)理作用,從而清除入侵機體的病原微生物和損傷,壞死,凋亡的組織細胞,在機體的天然免疫過程中發(fā)揮重要的保護作用。本發(fā)明選用雙抗夾心法檢測c反應(yīng)蛋白的抗原,以96孔板為例。取適量的優(yōu)質(zhì)石墨烯先溶于緩沖液中,充分混勻,加入適量優(yōu)質(zhì)石墨烯即可使用,其中緩沖液配制:以上物質(zhì)充分溶解,調(diào)節(jié)ph至9.6,補超純水至1000ml。再加入適量的石墨烯,配制成含有石墨烯的緩沖液。抗體石墨烯混合物的配制:常規(guī)抗體混合物的配制:取適量的抗體石墨烯混合物加入酶標(biāo)板(亦可為其他固相載體)每個凹孔中37℃孵育2h后無需4℃過夜;同時取適量的常規(guī)抗體混合物加入酶標(biāo)板(亦可為其他固相載體)每個凹孔中37℃孵育2h后,4℃過夜。用封閉液對包被的酶標(biāo)板(亦可為其他固相載體)37℃2h進行封閉,采用人工洗板或機器洗板每孔注入洗液350μl,浸泡1min,洗板5次。設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)品孔和樣本孔,標(biāo)準(zhǔn)品孔各加不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)品50μl,樣本孔先加待測樣本10μl,再加稀釋液40μl,空白孔不加。除空白孔外,標(biāo)準(zhǔn)品孔和樣本孔中每孔加入辣根過氧化物酶(hrp)標(biāo)記的檢測抗原100μl,用封板膜封住反應(yīng)孔,37℃水浴鍋或恒溫箱溫育30min。棄去液體,吸水紙上拍干,每孔加滿洗滌液,靜置1min,甩去洗滌液,吸水紙上拍干,如此重復(fù)洗板5次(也可用洗板機洗板)。每孔加入tmb顯色底物和氧化劑各50μl,37℃避光孵育20min。每孔加入終止液(2mh2so4)50μl,15min內(nèi)在450nm波長處測定各孔的od值。實驗結(jié)果分析:以已知濃度抗原作為定量標(biāo)準(zhǔn)品,依次稀釋2倍作為標(biāo)準(zhǔn)曲線,以標(biāo)準(zhǔn)品濃度作縱坐標(biāo),對應(yīng)od值作橫坐標(biāo),繪制出標(biāo)準(zhǔn)品線性回歸曲線,按曲線方程計算各樣本濃度值。設(shè)置常規(guī)不加石墨烯的elisa實驗(附圖3)。其包被時間為:37℃孵育2h后,4℃過夜;其反應(yīng)時間為:37℃孵育2h。其標(biāo)準(zhǔn)品濃度與對應(yīng)od值如下,其公式為:y=32.909x-2.3476r2=0.997。con0pg/ml3pg/ml6pg/ml12pg/ml24pg/ml48pg/mlod0.0050.1530.2450.4970.7911.518樣本孔od值為0.264,根據(jù)公式計算其濃度crp為6.340pg/ml設(shè)置縮短時間加入石墨烯的elisa實驗(附圖4)。其包被時間為:直接37℃孵育1h;其反應(yīng)時間為:37℃孵育30min。其標(biāo)準(zhǔn)品濃度與對應(yīng)od值如下,其公式為:y=33.223x-2.2189r2=0.9962。con0pg/ml3pg/ml6pg/ml12pg/ml24pg/ml48pg/mlod0.0370.1490.240.4930.7871.494樣本孔od值為0.259,根據(jù)公式計算其濃度crp為6.386pg/ml附圖3、4分析:加入石墨烯并且縮短孵育時間和包被時間后,其結(jié)果與正常規(guī)不加石墨烯的elisa實驗未見明顯差異。綜上可知,在其他條件不變的情況下,加入石墨烯能明顯加速elisa反應(yīng)。當(dāng)前第1頁12