半抗原的设计、修饰及人工抗原的制备.pdf

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)评述与进展第8期2010年8月ChineseJourn~ofAnMyticMChemist~1211～1218DOI：10．3724／SP．J．1096．2010．01211半抗原的设计、修饰及人工抗原的制备宋娟王榕妹王悦秋唐雨榕邓安平(四川大学化学学院，成都610064)摘要制备具有良好免疫原性的人工抗原是建立测定小分子化合物的免疫分析方法的最关键步骤。本文对半抗原的设计、修饰(修饰位点的选择、修饰物的制备、连接臂的选择)、载体的选择、半抗原与载体的偶联(偶联方式、偶联条件、最佳偶联率)

2、、人工抗原的纯化与鉴定等方面作了详细的介绍。关键词半抗原；人工抗原；设计；修饰；免疫分析；评述1引言免疫分析是以抗原与抗体之间特异性识别和可逆性结合反应为基础的痕量分析方法，已在临床分析和生物分析中得到广泛应用。免疫分析不仅适用于大分子化合物(如蛋白质、核酸、细菌)的检测，也适用于小分子化合物(如激素、药物)的测定。由于免疫分析具有特异性强、灵敏度高、简单、快速、费用低和适于现场大批量样品筛选等优点，它在环境和食品安全等分析领域中的应用备受关注⋯。近年来，针对环境和食品样品中的农药、兽药34。、环境激素、毒素及违禁食品添加剂等小分

3、子化合物残留量的免疫分析方法的应用实例较多。建立小分子化合物的免疫分析方法的关键是能够制备出对小分子化合物具有高亲和力和高选择性的抗体。由于大多数农药、兽药等为小分子化合物(分子量小于1ooo)，不具有免疫原性，即缺乏T细胞表位而无法直接诱导动物机体等产生特异性抗体，故小分子化合物被称为半抗原。然而，半抗原可以通过适当的化学修饰方法，在其分子结构的某个位置上，带上端基为活性基团的连接臂，再与大分子载体结合，生成半抗原一载体的偶联物，此偶联物即为人工抗原，它可以借助T细胞表位来间接诱导B细胞的增殖及分化，产生特异性抗体。因此半抗原的

4、设计(即如何选择半抗原的修饰位点)、半抗原的修饰(即如何合成端基为功能基团且具有一定长度的连接臂)和人工抗原的制备(即将半抗原修饰物与载体偶联)是制备抗小分子化合物抗体，建立相应的免疫分析方法的重要过程。本文就半抗原的修饰位点及修饰方法，连接臂的长度及功能基团，载体蛋白的选择，半抗原修饰物与载体的偶联方式、条件、最佳偶联比，人工抗原的纯化与鉴定等方面进行综述。2半抗原的设计与修饰2．1半抗原的设计要制备抗小分子化合物的抗体，首先对半抗原自身的分子结构有一定的要求，即应有一定的复杂性或刚性，如含有苯环、杂环基团或含有分支结构等，否则

5、难以产生抗体或产生的抗体效价较低。有研究表明，如果半抗原分子具有苯环则制备抗体的成功率为1／3，而不含苯环的成功率为1／11E9]。在半抗原自身的分子结构基本满足抗体制备的前提下，若半抗原分子具有活性基团．如-COOH⋯，-NH¨，-OHL4J等，则半抗原可直接与载体进行偶合，制备人工抗原；对于半抗原没有可直接与载体共价连接的基团，或虽有活性基团但这些基团对维系半抗原的免疫特性和特征结构十分重要，或直接与载体连接后半抗原的特征结构易受载体的局部微化学环境或空间位阻的干扰，影响机2009—1056收稿；2010~13接受本文系国家自

6、然科学基金(No．20675054)资助项目E—mail：denganping6119@yaho0．eom．c“1212分析化学第38卷体免疫系统的识别等情况，则必须对半抗原重新设计，合成半抗原的修饰物。．半抗原设计的基本要求是尽量保持半抗原的原有分子特征结构以便能暴露在人工抗原的表面，使其能最大限度地被动物的免疫活性细胞所识别，从而刺激机体产生特异性免疫应答，产生对待测物具有高亲和力和高特异性的抗体。因此，半抗原设计的关键是确定半抗原分子结构中适当的修饰位点以及在修饰位点用化学方法连接上具有一定碳链长度的且端基为活性基团的连接臂

7、。Goodrow等引对半抗原设计的要求作了更为清晰的叙述，他们认为一个理想的半抗原修饰物应具有：(1)在分子结构、立体化学、电子分布和疏水性上应与待测物分子尽可能相似，以便于机体对特征结构进行识别；(2)半抗原与载体之间的连接臂具有一定长度的碳链，且连接臂应不易诱导机体产生“臂抗体”；(3)修饰后的半抗原分子末端需有可直接与载体蛋白质偶联的活性基团，且活性基团的存在对待测物分子的电子分布应没有影响；(4)半抗原与载体偶联后仍应保留待测物分子的基本结构。2．2半抗原的修饰2．2．1半抗原分子结构中修饰位点的选择通常，半抗原分子中有多

8、个可供选择的修饰位点。但是许多研究表明，不同的修饰位点所形成的半抗原修饰物的空间结构不同，即与载体结合后生成的人工抗原表面上所暴露出的抗原决定簇不同，导致产生的抗体在效价、亲和力和特异性上都存在差异¨。另外，若修饰位点与半抗原分子的特征结构(如一c