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新2皇冠HG3088:我校学者在氧氟沙星的单特异性超灵敏检测与分子识别机制研究方面取得新进展

发布时间:2023-12-18  作者:  浏览次数:

(通讯员: 肖佳旭)近日,我校动物科学技术新2皇冠HG3088、动物医新2皇冠HG3088国家兽药残留基准实验室彭大鹏教授团队基于一种计算化学辅助半抗原筛选策略制备了一种氧氟沙星(OFL)单特异性和超灵敏的单克隆抗体,解析了其分子识别机制并建立了动物源食品中的ic-ELISA方法和GICA方法以监测OFL残留。研究成果以“Monospecificand ultrasensitive detection of ofloxacin: A computational chemistry-assistedhapten screening strategy and analysis of molecular recognition mechanism”为题发表于Journal of Hazardous Materials。该研究提出、应用并验证了一种计算化学辅助半抗原筛选策略,成功开发了一种单特异性和超灵敏的单克隆抗体(mAb),同时深入分析了抗原与抗体之间的分子识别机制,为后续抗体的靶向修饰和进化奠定了基。扑慊У挠τ枚杂诘ヌ匾煨詍Ab的制备和灵敏度的提高是极为有利的。

食品和环境中氟喹诺酮类药物(FQs)的污染已对全球生态平衡和公共卫生安全造成了严重威胁。氧氟沙星(OFL)抗菌作用强且吸收良好,是 FQs 中使用最广泛的药物之一,在世界范围内被广泛应用于畜牧养殖和水产养殖来预防动物疾。⑶以诨肪成本腿死嗉膊≈瘟浦型甘芎闷。但是,由于FQs的过度使用导致动物食品中残留超标的报道屡有发生。多数研究表明FQs的滥用已经严重加剧了细菌耐药性的发生并且进入食物链后因其具有多种毒性作用会对人类健康造成巨大威胁。因此,研究更精准、更灵敏、更快速、更简便的检测技术对FQs的管控和监管具有重要意义。传统的快速检测方法中免疫分析方法是应用最广泛、最成熟的,其核心为单克隆抗体(mAb)的性能,但是由于FQs分子的高度相似性,导致现阶段的已有的mAb均为广谱性的,这种广谱性抗体面对不同药物管控要求不同的条件下,在实际检测中假阳性时长发生,严重影响监测效率。

基于此,本研究提出了一种计算化学辅助半抗原筛选策略,通过对16种常见FQs分子的综合比较研究,精确提取了抗原表位性质的差异并成功制备了用于OFL的单特异性超灵敏的mAb-3B4。筛选的氟罗沙星(FLE)半抗原应用于异源竞争策略使 mAb-3B4 的灵敏度提高了20倍,并且在受管控的FQs中仅与马保沙星(MAR)发生交叉反应。此外,还首次构建了用于OFL的单链抗体(scFv),深入分析了抗原与抗体之间的分子识别机制,并揭示了负责OFL特异性和敏感性的关键氨基酸位点。丙氨酸扫描突变实验验证了抗原抗体发生相互作用的关键位点,证明了分子识别机制的可靠性。最后,建立了在动物源性食品中用于检测OFL的ic-ELISA和GICA方法。该研究为单特异性单克隆抗体的制备提供了新的思路,完善了FQs的监测体系。

尽管本研究中制备的mAb-3B4对OFL具有高度特异性,但在受管控的FQs中仍与MAR具有显著的交叉反应。在实际应用中,这仍然没有达到完美的检测标准。随着快速检测要求的逐步提高,单特异性快速检测产品将是未来的重要趋势。然而,由于化合物的高度相似性,这在快速检测行业中将是一个即将面临的大挑战,本研究为单特异性分子识别元件的制备提供了有力的理论支撑和技术保障。

我校动物科学技术新2皇冠HG3088、动物医新2皇冠HG3088硕士研究生肖佳旭为本论文的第一作者,我校动物科学技术新2皇冠HG3088、动物医新2皇冠HG3088彭大鹏教授和重庆师范大新2皇冠HG3088命科学新2皇冠HG3088乐涛教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(32072920和32373067)、国家重点研发计划(2023YFD1301001)、HZAU-AGIS合作基金(SZYJY2022024)和中央高校基本科研业务费专项资金(2662022DKPY007)的资助。

审核人:彭大鹏

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