用於檢測腫瘤的量子點試劑盒的製作方法

2023-12-09 01:53:21

專利名稱：用於檢測腫瘤的量子點試劑盒的製作方法
技術領域：
本發明屬於生物醫學領域，涉及一種用於檢測腫瘤的量子點試劑盒，尤其涉及一 種檢測腫瘤細胞和腫瘤組織的量子點試劑盒。
背景技術：
檢測腫瘤細胞需要一個能特異性識別腫瘤標誌物的抗體或配體，以及連接在抗體 或配體上的標記物(如螢光染料或同位素示蹤劑)，連接螢光或同位素示蹤劑的抗體或配 體，謂之「檢測探針」。對於可識別多種腫瘤細胞的廣譜檢測探針，探針上的抗體或配體的選 擇尤為重要。為此，本發明選擇了針對表皮生長因子受體的單克隆抗體作為檢測探針的一 部分。表皮生長因子受體(印i dermal growth factor receptor, EGFR)是由原癌基因 c2erbB21編碼的I型跨膜酪氨酸激酶生長因子受體。EGFR在肺癌、乳腺癌、結腸癌、胃癌、 腦癌、膀胱癌、頭頸部腫瘤、卵巢癌、腎癌和前列腺癌等多種腫瘤中均存在突變或高表達， 與腫瘤的發生、發展密切相關。迄今已發現至少有8種EGFR突變體，其中EGFRvIII (EGFR variant III)是EGFR最常見的突變類型，鑑於EGFRvIII在某些腫瘤中的表達及其在正常 組織中的表達缺乏，EGFRvIII常被作為腫瘤治療的理想靶點。本發明的申請人之一在其在先公開文件中國公開號CN101602808A中公開了一種 特異性結合蛋白及其使用，具體提供了一種特異性與EGRFvIII或細胞過量表達的EGFR結 合的單克隆抗體(12H23抗體)及其製備方法，提供了該單克隆抗體乂11鏈重鏈的互補決定 區CDR的胺基酸序列和單克隆抗體\鏈重鏈的互補決定區CDR的胺基酸序列。本發明在該已公開的特異性結合EGRFvIII或細胞表面過量表達的EGFR的單克隆 抗體的基礎上進行進一步的探索，以求提供一種更便於臨床上識別腫瘤細胞。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種檢測腫瘤細胞和腫瘤組織的量子點試劑盒。本發明所要解決的再一技術問題在於提供上述量子點試劑盒的用途。本發明解決上述技術問題所採取的技術方案是一種用於檢測腫瘤的量子點試劑 盒，在盒子中裝有插片，插片上設有多個供試劑管插入的孔，其中，所述的試劑盒中包括12 管裝有不同材料的試劑管，包括(1)單克隆抗體1邪23粉末，5 10mg ；(2)經表面修飾的量子點水溶液，1 2mL ；(3)量子點納米球粉末，20 200mg ；(4)正矽酸乙酯溶液，1 3mL ；(5)戊二醛溶液，1 3mL ；(6)矽烷化試劑溶液，1 3mL ；(7)帶羧基的聚乙二醇衍生化的磷脂粉末，5 10mg ；
(8)1-乙基-3(3-二甲基胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽粉末，0.5 lg;(9)聚丙烯酸，10 200mg ；(10)無水乙醇，1 3mL ；(11)磷酸鹽緩衝液，20 40mL ；(12)滅菌雙蒸水，10 20ml。本發明中連接在量子點螢光染料上的12H23是特異性靶向EGFRvIII和過量表達 的EGFR的單克隆抗體，與其它針對EGFR的靶向性藥物類似，單抗12H23特異性與EGFRvIII 陽性表達或過量表達EGFR的腫瘤細胞結合後，將阻斷細胞的信號轉導，在識別腫瘤細胞的 同時，抑制腫瘤細胞的生長。而本發明中的螢光染料選用量子點，量子點是一種直徑在1 10納米之間的半導 體納米微晶，是一種近年來研究較多的新型螢光染料。與傳統有機螢光染料相比，量子點的 螢光更穩定持久，螢光強度更高，激發光譜更寬，螢光發射光譜更窄。前已述及，單抗12H23能特異性地識別腫瘤細胞，而對正常細胞不識別或親和力 非常弱，因此，當連接量子點的單抗12H23與未知細胞(或未知組織)作用後，可通過細胞 (或組織)中是否結合螢光量子點來判斷是腫瘤細胞(或腫瘤組織)還是正常細胞(或正 常組織)。可見，單抗12H23與量子點連接，可作為檢測多種腫瘤的生物探針，可以組成試劑 盒為研究者提供方便。在上述方案的基礎上，所述的12H23單克隆抗體，為特異性靶向表皮生長因子受 體中EGFRvIII型突變體或細胞表面過量表達的EGFR的單克隆抗體。即為中國公開號 CN101602808A所公開的單克隆抗體。在上述方案的基礎上，在第(2)試劑管內，所述量子點的表面修飾有巰基乙酸、巰 基丙酸、二巰基丁二酸、巰基乙胺、白蛋白、纖維素、聚苯乙烯、聚乙二醇、磷脂、二氧化矽中 的一種或幾種。在上述方案的基礎上，在第(2)和第(3)試劑管內，所述的量子點為CdSe、CdTe、 CdSe/ZnS、CdTe/ZnS、CdTe/CdSe、InP、InAs、InGaAs、InGaP、InGaP/ZnS 中的一種納米粒子 或任意幾種納米粒子的組合。在上述方案的基礎上，在第(3)試劑管內，所述納米球粉末，是指量子點包埋在白 蛋白、乙基纖維素、聚苯乙烯任一聚合物中所形成的粉末，納米球粒度為50 lOOOnm。在上述方案的基礎上，在第(6)試劑管內，所述的矽烷化試劑為CH2 = CHSi(0C2H5)3，CH2 = CHSi(0CH3)2, CH2 = CHSi (0C2H40CH3) 3，CH2 = C(CH3) C00C3H6Si (0CH3) 3, HSC3H6Si (0CH3) 3，H2NC3H6Si (0C2H5) 3, H2NC2H4NHC3H6Si (0CH3) 3, H2NC0NHC3H6Si (0C2H5) 3, CH3Si (0C2H5) 3，(CH3) 3SiNHSi (CH3) 3 中的一種。在上述方案的基礎上，在第(7)試劑管內，所述的帶羧基的聚乙二醇衍生化的磷 脂中，聚乙二醇的分子量在1800 6000。優選聚乙二醇的分子量在2000左右。針對上述的量子點試劑盒的用途，用於檢測腫瘤細胞和腫瘤組織。本發明的有益效果是本發明將特異性靶向EGFRvIII/過量表達的EGFR的單克隆抗體12H23與螢光染 料量子點及連接試劑組成試劑盒，在應用中將12H23單克隆抗體與螢光染料量子點相連 接，連接量子點的12H23單克隆抗體與未知細胞或未知組織作用後，可通過細胞或組織中是否結合螢光量子點來判斷是腫瘤細胞或腫瘤組織還是正常細胞或正常組織，該試劑盒在 臨床上具有實用價值。
具體實施例方式實施例一種用於檢測腫瘤的量子點試劑盒，在盒子中裝有插片，插片上設有多個供試劑 管插入的孔，所述的試劑盒中包括12管裝有不同材料的試劑管，為(1) 10mg單克隆抗體12H23粉末；(2)2mL濃度約為1. 2 y moL/L表面修飾有巰基丙酸的紅色螢光CdTe/ZnS量子點水 溶液，在水溶液中該量子點表面電位為-35 -40meV ；(3) 50mg平均粒度為500nm的包埋CdTe/ZnS量子點的牛血清白蛋白(BSA)納米球 粉末(CdTe/ZnS/BSA nanospheres)；(4) lml的正矽酸乙酯溶液；(5) lml的戊二醛溶液；(6) lml的矽烷化試劑溶液(KH550)；(7) 10mg帶羧基的聚乙二醇衍生化的磷脂(PE-PEG2_-C00H)粉末，其中聚乙烯醇 的分子量約為2000 ；(8) lg 1-乙基-3 (3- 二甲基胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)粉末；(9) 50mg聚丙烯酸粉末；(10) lml 無水乙醇；(11) 20ml磷酸鹽緩衝液，pH值為7. 4 ；(12) 10ml滅菌雙蒸水。應用例1針對實施例中的試劑盒，量取CdTe/ZnS量子點(QDs)水溶液400 u L，向其中加入 無水乙醇與正矽酸乙酯的混合溶液40 y L (無水乙醇佔混合溶液總量的25 % )，室溫下振蕩 48h後停止振蕩，置於4°C冰箱中備用。向上述包矽量子點(QDs/Si02)水溶液中加入矽烷化試劑溶液(KH550)和 戊二醛(glutaraldehyde)的磷酸鹽緩衝溶液，於室溫下振蕩2h後，獲得(QDs/ Si02)-KH550_glutaraldehydeo將單克隆抗體12H23溶解於磷酸鹽緩衝液中，向(QDs/ Si02) -KH550-glutaraldehyde水溶液(200 u L)中加入單克隆抗體12H23的磷酸鹽緩衝液， 其中，QDs/Si02與12H23的摩爾比約為1 5，於4°C條件下振蕩過夜後，即獲得(QDs/Si02 )-KH550-glutaraldehyde-12H23，然後與200 u L的不含血清的細胞培養液(RPMI-1640)混 合，置於4°C冰箱中備用。將貼壁培養的肝癌細胞SMMC-7721 (內源性表達EGFRvIII，參見文獻HuamaoWang， Hua Jiang, Min Zhou, Zhibing Xu,Shiguo Liu,Bizhi Shi, Xiao Yao, Ming Yao, JianRen Gu,Zonghai Li,Epidermal Growth Factor Receptor vlllenhances tumorigenicity and resistance to 5—Fluorouracil in HumanHepatocellular Carcinoma. Cancer letter 2009,279(1) 30-8)中的培養基移去，用磷酸鹽緩衝液洗滌3次，然後向細胞中加入200 y L分散在不含血清的 RPMI1640 培養基中的(QDs/Si02)-KH550-glutaraldehyde-12H23，於 37°C的C02培養箱中培育lh，移去細胞中的溶液，並用磷酸鹽緩衝液洗滌細胞8次以上。然 後與螢光顯微鏡下觀察。對照實驗按上述相同的方法將(QDs/Si02)-KH550-glutaraldehyde_12H23與白血病細胞 K562共培育和螢光顯微鏡下觀察。此外，按上述相同的方法將未連接抗體12H23的量子點 ((QDs/Si02) -KH550-glutaraldehyde)與肝癌細胞SMMC-7721共培育和螢光顯微鏡下觀察。結果發現，與(QDs/Si02)-KH550-glutaraldehyde_12H23共培育後的每個肝癌細 胞 SMMC-7721 均有大量的量子點紅色螢光，而與(QDs/Si02)-KH550-glutaraldehyde-12H23 共培育後的白血病細胞K562 (K562是不表達EGFR的細胞)以及與(QDs/ Si02) -KH550-glutaraldehyde共培育的肝癌細胞SMMC-7721卻只有非常少的量子點紅色熒 光，大部分沒有量子點紅色螢光。可見，本發明提供的量子點試劑盒能很好地特異性識別表 達EGFRvIII的腫瘤細胞。應用例2針對實施例中的試劑盒，將5mg的帶羧基的聚乙二醇衍生化的磷脂 (PE-PEG2_-C00H)溶解於5ml三氯甲烷溶液中(考慮到三氯甲烷為常用溶劑，因此不作為 試劑盒的一部分)，取該溶液1ml (剩餘4ml於4°C冰箱中保存備用)置於梨形瓶中，旋轉蒸 發揮去三氯甲烷成薄膜，進一步用氮氣吹乾薄膜。向該薄膜中加入CdTe/ZnS量子點(QDs)水溶液1ml，超聲波振蕩45min，獲 得QDs- (PE-PEG2_-C00H)。加入1_乙基_3 (3- 二甲基胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽 (EDC)的磷酸鹽緩衝液，30min後，加入單克隆抗體12H23，其中，三者間的摩爾比為 QDs-(PE-PEG2_-C00H) EDC 12H23 = 1 3. 6 3，在 4°C反應過夜。將獲得的連接單克隆抗體12H23的量子點與不含血清的培養基RPMI-1640混合， 加入到貼壁培養的乳腺導管癌細胞MDA-MB-435S(過表達EGFR的細胞)中共培育lh。作為 對照，將未連接單克隆抗體12H23的量子點(QDs-(PE-PEG2_-C00H)與MDA-MB-435S細胞按 上述相同方法共培育。結果為，連接單克隆抗體12H23的量子點幾乎與所有MDA_MB_435S細胞結合，細胞 有明亮的紅色螢光。而對照實驗中，只有少量的紅色螢光。這些結果表明12H23連接的量 子點能有效識別過表達EGFR的腫瘤細胞。應用例3針對實施例中的試劑盒，稱取包埋CdTe/ZnS量子點(QDs)的牛血清白蛋白(BSA) 納米球粉末(QDs-BSA) 10mg，分散於1ml滅菌雙蒸水中，超聲波分散約15min後，向其中加入 聚丙烯酸(PAA)粉末，繼續超聲波分散，約30min後，靜置約lOmin，然後離心，用滅菌雙蒸水 洗滌沉澱，獲得(QDs-BSA) /PAA納米球，再分散於磷酸鹽緩衝液中。向(QDs-BSA) /PAA溶液中加入1_乙基_3 (3_ 二甲基胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽 (EDC)的磷酸鹽緩衝液，反應30min後，加入單克隆抗體12H23，其中，(QDs-BSA)/PAA納米 球與單克隆抗體12H23的摩爾比約為1 1000，4°C反應過夜。然後進行與應用例2相同的 細胞實驗。螢光顯微鏡下發現，連接抗體的納米球與SMMC-7721腫瘤細胞共培育後，細胞表面有大量的顆粒較大的螢光粒子。未連接抗體的納米球與SMMC-7721腫瘤細胞共培育後， 細胞表面僅有少量的螢光顆粒，很多細胞的表面則未發現有量子點的螢光。可見，本發明 提供的量子點試劑盒中的納米球，在連接抗體後，可以很好地識別表達EGFRvIII或過表達 EGFR的腫瘤細胞，而不與不表達EGFR的腫瘤細胞結合。
權利要求
一種用於檢測腫瘤的量子點試劑盒，在盒子中裝有插片，插片上設有多個供試劑管插入的孔，其特徵在於所述的試劑盒中包括12管裝有不同材料的試劑管，為(1)單克隆抗體12H23粉末，5～10mg；(2)經表面修飾的量子點水溶液，1～2mL；(3)量子點納米球粉末，20～200mg；(4)正矽酸乙酯溶液，1～3mL；(5)戊二醛溶液，1～3mL；(6)矽烷化試劑溶液，1～3mL；(7)帶羧基的聚乙二醇衍生化的磷脂粉末，5～10mg；(8)1-乙基-3(3-二甲基胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽粉末，0.5～1g；(9)聚丙烯酸，10～200mg；(10)無水乙醇，1～3mL；(11)磷酸鹽緩衝液，20～40mL；(12)滅菌雙蒸水，10～20ml。
2.根據權利要求1所述的用於檢測腫瘤細胞的量子點試劑盒，其特徵在於所述的 12H23單克隆抗體，為特異性識別表皮生長因子受體中EGFRvIII型突變體或過量表達的表 皮生長因子受體的單克隆抗體。
3.根據權利要求1或2所述的用於檢測腫瘤細胞的量子點試劑盒，其特徵在於在第 (2)試劑管內，所述量子點的表面修飾有巰基乙酸、巰基丙酸、二巰基丁二酸、巰基乙胺、白 蛋白、纖維素、聚苯乙烯、聚乙二醇、磷脂、二氧化矽中的一種或幾種。
4.根據權利要求1或2所述的用於檢測腫瘤細胞的量子點試劑盒，其特徵在於在第(2)和第(3)試劑管內，所述的量子點為CdSe、CdTe、CdSe/ZnS、CdTe/ZnS、CdTe/CdSe、InP、 InAs、InGaAs、InGaP、InGaP/ZnS中的一種納米粒子或任意幾種納米粒子的組合。
5.根據權利要求1或2所述的用於檢測腫瘤細胞的量子點試劑盒，其特徵在於在第(3)試劑管內，所述納米球粉末，是指量子點包埋在白蛋白、乙基纖維素、聚苯乙烯任一聚合 物中所形成的粉末，納米球粒度為50 lOOOnm。
6.根據權利要求1或2所述的用於檢測腫瘤細胞的量子點試劑盒，其特徵在於在 第(6)試劑管內，所述的矽烷化試劑為CH2 = CHSi(0C2H5)3，CH2 = CHSi(0CH3)2，CH2 = CHSi (0C2H40CH3)3，CH2 = C (CH3) C00C3H6Si (0CH3)3, HSC3H6Si (0CH3)3, H2NC3H6Si (0C2H5)3, H2NC2H4NHC3H6Si(0CH3)3，H2NC0NHC3H6Si (0C2H5) 3, CH3Si (0C2H5) 3, (CH3) 3SiNHSi (CH3) 3 中的一 種。
7.根據權利要求1或2所述的用於檢測腫瘤細胞的量子點試劑盒，其特徵在於在 第(7)試劑管內，所述的帶羧基的聚乙二醇衍生化的磷脂中，聚乙二醇的分子量在1800 6000。
8.針對權利要求1至7之一所述的量子點試劑盒的用途，其特徵在於用於檢測腫瘤 細胞和腫瘤組織。
全文摘要
本發明提供一種用於檢測腫瘤細胞或腫瘤組織的量子點試劑盒。試劑盒中的主要成分包括多種表面修飾的量子點和量子點納米球，能特異性識別表皮生長因子受體中EGFRvIII型突變體或過量表達的表皮生長因子受體的單克隆抗體12H23，以及連接試劑等。在表面修飾的量子點及量子點納米球表面連接單克隆抗體12H23之後，可以很好地識別表達EGFRvIII或過表達EGFR的腫瘤細胞，而不與不表達EGFR的腫瘤細胞結合。未連接抗體12H23的量子點及量子點納米球與腫瘤細胞不結合或結合很少。本發明提供的這種試劑盒，在腫瘤診斷中有應用前景。
文檔編號G01N21/64GK101876659SQ201010212388
公開日2010年11月3日 申請日期2010年6月29日 優先權日2010年6月29日
發明者儲茂泉, 李宗海, 石必枝 申請人:同濟大學;上海市腫瘤研究所