雙酚A單克隆抗體的制備及酶聯免疫分析方法的建立

許 龍，章 英，朱立鑫，范 艷，賴 肖，孟 瑋，胡 娜，劉仁榮,*

（1.江西科技師范大學生命科學學 院，江西 南昌 330013；2.南昌市疾病預防控制中心，江西 南昌 330038）

雙酚A單克隆抗體的制備及酶聯免疫分析方法的建立

許 龍1，章 英2，朱立鑫1，范 艷1，賴 肖2，孟 瑋1，胡 娜1，劉仁榮1,*

（1.江西科技師范大學生命科學學 院，江西 南昌 330013；2.南昌市疾病預防控制中心，江西 南昌 330038）

采用活潑酯法將 雙酚A的結構類似物雙酚酸與載體蛋 白偶聯制備人工抗原，用制備的人工抗原免疫BALB/c小鼠，采用聚乙二醇法進行細胞融合制備雙酚A單克隆抗體，成功獲得一株分泌抗 雙酚A單克隆抗體的細胞株3H1，經鑒定抗體屬于IgG1亞型，輕鏈為κ，并建立了間接競爭酶聯免疫分析法。線性范圍為1～50 ng/mL， 最低檢測限為0.43 ng/mL，半數抑制濃度為6.56 ng/mL。回收率為82.83%～101.94%，變異系數為2.94%～12.95%。該方法具有較高的靈敏度和特異性，具有良好的應用前景。

雙酚A；單克隆抗體；酶聯免疫分析法

近年來，許多工業化學物質被釋放到環境中，其中一些化學物質具有類似體內激素的作用，影響和干擾了生物體內分泌統的正常功能，導致人和動物的生殖系統發育不良，生育能力下降，并引起各種生理異常，這類物質通常稱為“環境激素”[1]。雙酚A（bisphenol A，BPA）學名為2,2-二（4-羥基苯基）丙烷，屬于一種酚類雌激素。BPA是一種重要的化工原料，主要用于生產聚碳酸酯和環氧樹脂等高分子材料[2-3]。聚碳酸酯廣泛用于水瓶、嬰兒奶瓶、罐頭瓶等食品和飲料容器。環氧樹脂常用作一些金屬食品容器的內壁涂層，防止食品腐蝕金屬容器內壁[4]。這些食品包裝材料中微量的BPA可以遷移到食品和周圍環境中，通過食物鏈或生物鏈進入生物體內，對人和動物的健康造成威脅[5]。近幾年研究表明，BPA可以影響生精細胞周期，干擾精子的正常產生，影響生殖功能。BPA也可以誘導淋巴細胞的增殖，具有潛在的免疫毒性。BPA還能誘發乳腺癌、前列腺癌、子宮內膜異位等疾病[6-7]。因此，加強BPA的殘留檢測，對保護人類健康和生存環境具有重要意義。

目前，國內外關于BPA殘留的檢測方法主要有：紫外分光光度法[8]、電化學法[9-10]、高效液相色譜-紫外法[11]、高效液相色譜-熒光法[12-14]、氣相色譜法-質譜法[15-16]等。高效液相色譜-熒光法檢測食品中BPA殘留的檢測限可達到0.1～2ng/mL。這些傳統的儀器分析方法具有檢測結果準確、穩定、可靠等優點，但其需要昂貴的儀器、復雜的操作和復雜的樣品前處理，不適用于大量樣品的快速檢測。而酶聯免疫分析（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）法[17-19]具有簡便、快速、靈敏、特異性好等優點，這對BPA的殘留檢測具有重要的意義。

本實驗成功地合成了BPA人工抗原，制備了BPA的單克隆抗體，并初步建立了間接競爭ELISA法，檢測BPA的殘留。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

BPA標準品、卵清蛋白（ovalbumin，OVA）和羊抗小鼠酶標二抗 美國Sigma公司；N-羥基琥珀酰亞胺（N-hydroxysuccinimide，NHS） 美國Aladdin公司；雙酚酸（valeric acid，BVA） 日本Tokyo Kasei公司；四甲基聯苯胺（tetramethylbenzidine，TMB）、1-乙基-3-（3-二甲基胺丙基）碳化二亞胺鹽酸鹽（1-ethyl-3-(3-dimethyllaminopropyl) carbodiimide hydrochloride，EDAC） 中國生工生物公司；抗BPA單克隆抗體3H1由本實驗室自制。

包被緩沖液：0.01 mol/L磷酸鹽緩沖液（phosphate buffered saline，PBS，pH 7.4）；封閉液：取5 g脫脂奶粉溶于100 mL 50 ℃的蒸餾水；洗滌液：PBS T緩沖液即含0.05%吐溫-20的PBS；標準品稀釋液：超純水。其他試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

UV-2600紫外分光光度計 上海尤尼柯公司；Multiskan MK3酶標儀、WELLWASH VERSA洗板機美國Thermo公司；Milli-Q超純水系統 美國Millipore公司；Centrifuge 5804R型離心機 德國Eppendorf公司；酶標板 美國Costar公司。

1.3 方法

1.3.1 BPA人工抗原的合成

參照文獻[20]加以改進，以BVA作為BPA的半抗原引入羧基，稱取BVA 0.45 mg，NHS 1.49 mg和EDAC 2.28 mg溶于150 μL二甲基甲酰胺，17 ℃，130 r/min避光反應16 h。反應后所得溶液為A液。稱取5.8 mg OVA 溶于2 mL 0.13 mol/L NaHCO3溶液中，得到OVA溶液。將A液逐滴加入OVA溶液中，邊加邊攪拌，17 ℃，130 r/min避光反應12 h。然后將反應后的混合液轉入透析袋中，在4 ℃，0.01 mol/L pH 7.4的PBS中透析2 d，期間換液2 次，以去除未反應的BVA等小分子物質。透析后的偶聯物進行紫外掃描。免疫抗原BVA-血藍蛋白（keyhole limpet hemocyanin，KLH）以相同的方法制備。

1.3.2 BPA單克隆抗體的制備與純化

第3次免疫后21 d對免疫效價較好的小鼠尾靜脈注射人工抗原加強免疫，3 d后，取脾細胞與SP2/0骨髓瘤細胞在融合劑聚乙二醇作用下進行細胞融合。在HAT完全培養基中培養7 d，換HT完全培養基，觀察雜交瘤細胞生長情況，取培養上清液，用間接競爭ELISA方法篩選分泌抗BPA單克隆抗體的雜交瘤細胞。陽性細胞經有限稀釋法亞克隆3次的抗體陽性率均為100%后，建立細胞株并用液氮凍存。取8～10 周齡BALB/c小鼠注射液體石蠟，0.6 mL/只，一周后每只注入1 mL BPA雜交瘤細胞3H1，7～10 d后采集腹水用辛酸-硫酸銨法[21]純化，純化后的抗體用紫外掃描測定其蛋白含量。最后用單克隆抗體分型試劑盒進行亞型鑒定。

1.3.3 間接競爭ELISA法的建立

1.3.3.1 檢測抗原包被質量濃度和抗體最佳稀釋比例的確定

用PBS將BVA-OVA分別稀釋至0.5、1、2、4、6 μg/mL，4 ℃包被過夜，PBST洗板4 次，每 孔加入320 μL 5 mg/mL脫脂奶37 ℃溫育2 h。洗板機洗板4 次，加入PBS稀釋的抗BPA單克隆抗體3H1，按照1∶8 000、1∶16 000、1∶32 000、1∶64 000、1∶1 28 000、1∶256 000、1∶512 000的比例倍比稀釋，進行方陣滴定確定抗原的包被質量濃度和抗體的最佳稀釋比例。

1.3.3.2 有機溶劑對抗原抗體結合的影響

用pH 7.4的 0.01 mol/L的PBS緩沖液稀釋包被抗原至最佳質量濃度包被到酶標板上，分別用含不同體積分數甲醇溶液稀釋BPA標準品至系列質量濃度，然后按間接競爭ELISA法進行測定，比較最大光密度值和IC50值，考察有機溶劑對抗原抗體結合的影響，確立標準品最佳的稀釋緩沖液。

1.3.3.3 抗體稀釋緩沖液pH值的優化

用不同pH值（6.4、7.4、8.4、9.4）的PBS稀釋的抗體和最佳稀釋緩沖液稀釋的BPA標準品，按照間接競爭ELISA法反應，比較最大光密度值和IC50值的變化。

1.3.3.4 ELISA標準工作曲線的建立

根據確定的抗原最佳包被質量濃度和抗體的最佳稀釋比例，建立BPA間接競爭ELISA的標準曲線。用PBS將BVA-OVA稀釋至最佳質量濃度包被酶標板，120 μL/孔，4 ℃包被過夜，用5 mg/mL的脫脂牛奶封閉。PBST洗板4 次，加入系列超純水稀釋的BPA（0、0.25、0.5、1、2.5、5、10、25、50、100、200 ng/mL）和最佳稀釋比例的抗體各50 μL，混勻，37 ℃溫育40 min；洗板4 次后每孔加1∶2 500的酶標二抗100 μL，37 ℃溫育40 min；洗板4 次，每孔加100 μL TMB顯色液37 ℃顯色8min；取出每孔加50 μL 2 mol/L H2SO4終止反應，酶標儀測定OD450nm值。按式（1）計算各質量濃度的結合率，并繪制標準曲線。

式中：B0為未加BPA的OD450nm值；B為加BPA的OD450nm值。

1.3.3.5 交叉反應率的測定

用超純水溶解不同質量濃度的雙酚S、BVA、對苯二酚、鄰羥基苯甲酸標準品，取50 μL進行競爭ELISA測定，按式（2）計算交叉反應率：

1.3.3.6 加標回收率的測定

以某品牌塑料瓶裝的礦泉水為樣品。用礦泉水配制質量濃度為100 ng/mL的BPA加標溶液。分別吸取BPA加標溶液（100 ng/mL）1.25、2.5、12.5、50 mL于50 mL容量瓶中定容，混合搖勻，得到一系列不同質量濃度的BPA加標溶液，以礦泉水為對照樣品，分別按照間接ELISA法進行測定，每個質量濃度平行測定5次，計算加標回收率。

2 結果與分析

2.1 BPA人工抗原的紫外掃描結果

采用活潑酯法將BVA與OVA偶聯，合成了人工抗原BVA-OVA。紫外分光光度計對BVA、OVA和BVA-OVA進行掃描，結果見圖1。對比3條曲線可以看出，同質量濃度的OVA和BVA-OVA偶聯物在280 nm左右均有特征吸收峰，而偶聯物在280 nm的峰高相對較高，且發生了一定的位移。這說明BVA和OVA的特征吸收峰發生了疊加，因此可以判斷BVA與載體蛋白OVA偶聯成功。同理，由圖2可以判斷BVA與載體蛋白KLH偶聯成功。

圖2 BVA、KLH和其偶聯物的紫外掃描圖Fig.2 UV spectra of BVA, KLH and BVA-KLH

2.2 BPA單克隆抗體的制備

經細胞融合，篩選得到一株分泌抗BPA單克隆抗體的細胞株，命名為3H1。分泌的單克隆抗體經測定屬于IgG1亞型，輕鏈為κ鏈。注射雜交瘤細胞的小鼠，7 d左右小鼠腹部明顯膨脹，行動遲緩。觀察小鼠狀況，采集腹水，辛酸-硫酸銨法純化腹水。腹水純化后，采用紫外分光光度計法計算抗體蛋白含量。根據公式[22]C/（mg/mL）=（1.45A280nm－0.74A260nm）×稀釋倍數，計算得到抗體蛋白質量濃度為7.56 mg/mL。

2.3 包被抗原質量濃度和抗體最佳稀釋比例的確定

采用方陣滴定法進行間接ELISA測定，選擇光密度值為1.0左右時包被抗原的質量濃度和抗體稀釋比作為最佳條件。在抗體稀釋度為1∶512 000時，包被抗原質量濃度達到1 μg/mL后，對應的光密度值隨抗原質量濃度的增大變化不明顯，且光密度值達到1.0，因此選擇1 μg/mL為抗原的包被質量濃度。

2.4 標準品稀釋緩沖液的優化

圖3 BPA稀釋液甲醇體積分數對ELISA檢測的影響Fig.3 Effect of methanol concentration of BPA diluent on ELISA

從圖3可以看出，隨著甲醇體積分數的增大，ELISA最大光密度值無明顯變化，但ELISA方法IC50值逐漸增大，表明高體積分數的甲醇對BPA抗體競爭抑制效率有明顯影響，因此選用超純水作為標準品稀釋緩沖液。

2.5 抗體稀釋緩沖液pH值的優化

從圖4可以看出，隨著pH值的增大，最大光密度值逐漸降低，IC50值也逐漸減小，可能是由于較高的pH值會對抗原抗體的結合具有干擾作用，雖然pH值為6.4時，光密度值最大，但IC50值最大，結合標準曲線的相關系數，pH值為7.4時相關系數最大，所以選擇緩沖液pH值為7.4比較合適。

圖4 緩沖液pH值對ELISA檢測的影響Fig.4 Infl uence of buffer pH on ELISA

2.6 ELISA標準曲線的建立

BVA-OVA包被質量濃度為1 μg/mL，抗體最終稀釋比例為1∶512 000，酶標二抗濃度為1∶2 500時，建立BPA間接競爭抑制曲線。抗體在1～50 ng/mL之間具有良好的 線性，線性方程為y=－0.339x＋1.116，相關系數R2=0.995，抑制率為50%時，BPA的質量濃度為6.56 ng/mL。一般選擇抑制率為10%對應的質量濃度為最低檢測限，該方法的最低檢測限，即IC10為0.43 ng/mL。

2.7 交叉反應率的測定

將單抗分別與雙酚S、BVA、對苯二酚和鄰羥基苯甲酸進行間接競爭ELISA，測定IC50值，并計算交叉反應率，結果見表1。雙酚S交叉反應率為0.29%，BVA交叉反應率為0.25%，對苯二酚和鄰羥基苯甲酸的交叉反應率均小于0.066%。4種物質的交叉反應率均小于1%，對BPA的檢測幾乎無干擾。實驗結果表明，本實驗室制備的3H1單克隆抗體對BPA具有較好的特異性。

表1 交叉反應率的測定Table1 Cross-reactivity of the assay

2.8 加標回收率測定結果

表2 BPA加標回收率Table2 Recovery rates of BPA in water

采用間接競爭ELISA方法檢測礦泉水中BPA含量，以未檢出BPA的礦泉水進行BPA加標實驗。結果見表2，顯示BPA回收率為82.83%～101.94%，變異系數為2.94%～12.95%。

3 討論與結論

BPA作為重要的化工原料，廣泛應用于生活中。因其具有多種毒性作用，對人類的健康造成嚴重的危害。世界各國針對BPA的殘留制定了相應的殘留標準并建立了各種分析方法，進行嚴格監管。目前，ELISA方法已被廣泛應用于BPA的快速檢測，而建立高靈敏的ELISA法的關鍵在于特異性抗體的制備。如果要制備高親和性和特異性的抗體，選用的半抗原分子的反應基團應遠離其特征結構，如羧基、氨基、羥基、苯環和雜環等，使半抗原特征結構充分暴露。BPA分子上具有兩個羥基基團，在半抗原分子的兩個苯環上，不適合用作反應基團與載體大分子偶聯制備人工抗原。

本研究選用了BPA的結構類似物BVA作為半抗原引入了羧基，采用活潑酯法制備了人工抗原，使BPA分子中的特征結構充分暴露。用抗原免疫BALB/c小鼠，對免疫抗原的劑量和免疫程序進行了優化，首次免疫抗原劑量為80 μg/只，隔3周進行加強免疫，免疫劑量為55μg/只，共免疫3 次。第3次免疫后篩選出血清效價和特異性較高的小鼠。采用聚乙二醇法進行細胞融合，經過3次篩選，成功獲得一株分泌抗BPA單克隆抗體的細胞株3H1，并應用制備的單克隆抗體初步建立了BPA的間接競爭ELISA方法，線性范圍為1～50 ng/mL，最低檢測限為0.43 ng/mL，IC50為6.56 ng/mL。回收率為82.83%～101.94%，變異系數為2.94%～12.95%。本方法簡便、靈敏、快速，可用于檢測水體中的BPA污染情況，具有較好的應用前景。

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Preparation of Monoclonal Antibody for the Detection of Bisphenol A by Enzyme-Linked Immunoassay

XU Long1, ZHANG Ying2, ZHU Lixin1, FAN Yan1, LAI Xiao2, M ENG Wei1, HU Na1, LIU Renrong1,*
(1. College of Life Science, Jiangxi Science and Technology Normal University, Nanchang 330013, China; 2. Nanchang Center for Disease Control and Prevention, Nanchang 330038, China)

4,4-Bis (4-hydroxyphenyl) valeric acid (BVA), a derivative of bisphenol A (BPA), was chosen as the hapten to prepare the artifi cial antigen. An active ester method was used for coupling BPA hapten with keyhole limpet hemocyanin (KLH) and ovalbumin (OVA), respectively. BALB/c mice were immunized with the immune antigen to produce antibo dy. After cell fusion with PEG method, the hybridoma cell lines generating anti-BPA monoclonal antibodies were obtained. The monoclonal antibody was identifi ed as IgG1 subtype with κ light chain. An indirect competitive enzyme-linked immunoassay (ELISA) was set up using the monoclonal antibody. The linear range of the inhibition curve was between 1 and 50 ng/mL. The limit of detection was 0.43 ng/mL, and the IC50value was 6.56 ng/mL. The recovery rates of BPA in water ranged from 82.83% to 101.94% with variation coeffi cients of 2.94%-12.95%.The propose d immunoassay offer s a great potential for sensitive and specifi c detection of BPA in food safety monitoring.

bisphenol A; monoclonal antibody; enzyme-linked immunoassay

TQ323.5

A

1002-6630（2015）20-0202-05

10.7506/spkx1002-6630-201520039

2014-12-04

國家自然科學基金地區科學基金項目（81360429）；江西省高等學校科技落地計劃項目（GJJ13573/13574）；

南昌市科技計劃項目（洪財企[2012]，37號-23）

許龍（1990—），男，碩士研究生，研究方向為食品安全檢測。E-mail：xu_lon@163.com

*通信作者：劉仁榮（1969—），男，教授，博士，研究方向為食品安全檢測。E-mail：lilirenrong@hotmail.com