2023年毕业生费婕论文速览：小分子化合物夹心免疫分析的构建—思路与策略

学术 2024-11-20 21:50 海南

论文

毕业生

论文题目：阿维菌素抗体筛选、夹心免疫分析法建立及抗体分子识别机制研究

2023届毕业生费婕

壹

论文摘要

目前针对小分子化合物的免疫分析大多采用竞争免疫分析法，其灵敏度主要受限于抗体亲和力，且易对结构类似物产生交叉反应。与之相比，夹心免疫分析法理论上具有更高的灵敏度和特异性，但其在小分子化合物中应用很少。本实验室前期研究表明，夹心免疫分析法中小分子化合物的表位距离最小为2.4 Å，大于8.8 Å时成功率显著提升（Anal Chem,2022, 94, 51, 17843–17852）。但大部分真实小分子化合物表位距离大多在2.4~8.8 Å之间，针对真实小分子化合物尤其是环状分析物，如何确定小分子化合物表位及其距离、筛选抗体对，建立夹心免疫分析法尚未有报道。本研究以阿维菌素（ABM）为模式分子，确定了分子表位、表位表面积及其距离，设计并合成了半抗原，制备了兔多克隆抗体（pAbs）和鼠单克隆抗体（mAbs），成功建立了ABM 的夹心免疫分析法，并阐明了抗体分子识别机制，为小分子化合物夹心免疫分析法的建立提供了理论基础和实践经验。

简述如下：

（1）阿维菌素半抗原表位确定及抗体制备与鉴定：基于ABM 结构分析，采用计算化学确定了ABM 表位、表位表面积和表位距离。将ABM 拆分为三个独立表位，分别为表位A（α–β–齐墩果糖–α–β–齐墩果糖基）、表位B（六氢苯并呋喃环）和表位C（螺酮缩醇），表面积分别为318.99 Å²，201.62 Å² 和293.36 Å²，表位之间的距离分别为6.3 Å（表位A与B）、4.9 Å（表位A与C）、3.7 Å（表位B与C）。根据表位特点，在C4’’–OH 和C5–OH 处引入琥珀酸酐间隔臂，分别合成了ABM–4 和ABM–5 两个半抗原，免疫新西兰大白兔，共获得7种pAbs，其中4种针对ABM–4，3 种针对ABM–5，ABM 抑制率范围为47.5%~98.0%。免疫小鼠，共制备21株mAbs ，其中9株针对ABM–4，12株针对ABM–5 ，ABM 抑制率范围为0.1%~97%。

（2）阿维菌素抗体对筛选及夹心免疫分析法建立：将制备的 pAbs 和 mAbs 作为捕获抗体（cAb）和检测抗体（dAb）进行配对筛选。共获得 735 对组合，抗体配对成功率为 0.27%，表明小分子化合物表位距离在 2.4~8.8 Å时能成功建立夹心免疫分析法但成功率极低。其中7D11（cAb）–6G11（dAb）识别性能最佳，经SPR鉴定表明 7D11–ABM–6D11 形成了稳定三元复合物。基于7D11（cAb）–6G11（dAb），经反应条件及理化参数优化，建立了检测牛奶中ABM 的夹心免疫分析法，检测限0.23 μg/mL，检测范围0.68~4.80 μg/mL，添加回收率76.6%~95.8%，精密度4.4%~6.0%。与竞争免疫分析法相比，精密度较高。

（3）夹心免疫法中阿维菌素抗体分子识别机制研究：通过竞争免疫分析法测定了6G11、7D11 与ABM 及其7 种结构类似物的交叉反应率用于鉴定抗体识别表位。结果表明6G11 主要识别表位C，7D11 主要识别表位B和C，但6G11、7D11在表位C 处可能有识别表位的重叠。进一步通过抗体建模和分子对接表明6G11和7D11在ABM表位C 的C20 处存在重叠的结合位点，可产生空间位阻，影响6G11和7D11与ABM 的同时结合，导致夹心免疫分析法灵敏度较低。

本研究首次构建了小分子化合物表位及其距离确定、抗体对筛选和夹心免疫分析建立的技术路线，证明了合理半抗原设计和深度抗体筛选，对成功建立小分子化合物夹心免疫分析法的重要性，为夹心免疫分析法在检测小分子化合物中的应用提供了理论指导和技术支撑。

贰

科研成果&荣誉

科研成果

研究生期间发表的学术论文：

Bai Y, Fei J, Wu W, et al. Minimum Distance Between Two Epitopes in Sandwich Immunoassays for Small Molecules. Anal Chem. 2022, 94(51), 17843-17852.

学术交流：

[1] 费婕，王战辉，史为民，张素霞.阿维菌素单克隆抗体的制备[C]， 2021，福州：中国畜牧兽医学会2021年学术年会暨兽医公共卫生与健康养殖学术研讨会

所获荣誉

[1] 2022年11月，中国农业大学硕士学业二等奖学金。

[2] 2020年11月，中国农业大学硕士学业二等奖学金。

叁

毕业感想

我

们

毕

业

啦

三年求学路，一路跌跌撞撞，途中有风雨亦有彩虹，行至旅途终点时，回首再看这段旅程，科研路上虽艰辛，但仍有很多乐趣和美好的回忆，临别时对实验室的老师和同学也有万千不舍，我的生命中无疑有无数个三年，但没有哪一个会像这三年般充实、美好、难忘。

临别寄语

作为毕业生，我在这里也有很多话想对师弟师妹们说：

1.不要苛责自己。没有什么人是一开始什么都会的，大家都是从对自己领域一窍不通到后来逐渐深入、熟悉了解自己研究领域的，这并不是一瞬间的事，要给自己一定的时间沉淀积累。只要珍惜时间，抓住学习的机会，坚持沉下心去慢慢学习积累，量变终将引起质变。

2.人生没有白走的路，每一步都算数。不要轻言放弃，科研本就是探索未知，并不只是落到书面上的成果才有意义，看不见的成长也有，过程中的好的、坏的经历都是有意义的，专注过程，“你若不辜负光阴，光阴亦不会辜负你”。

3.适当减少抱怨，提升自己解决问题的能力。他人的轻松有时只是表象，科研路上，没有谁是真正容易的，可以适当抒发自己的情绪，但一味抱怨并不能解决问题本身，反而可能让自己陷入情绪的旋涡。逐渐学会让自己成长，勇敢战胜自己，多思考解决问题的思路办法，提升自己解决问题的能力，积极采取实际行动，下次遇到同样的情况，它或许就不再是问题。

最后，希望大家能成长成为更好的自己，不忘来时意，为保障动物源性食品安全贡献自己的力量。

致谢

始于初秋终于夏，求学三载，感慨良多。三年来幸得良师益友相伴相助，让我度过了读书生涯中最美好、成长最快的一段时光，之前总觉来日方长，可不觉间竟已到临别之时，只字片语，难以书尽感恩情。

首先，感谢我的导师王战辉研究员，从实验选题到论文落笔完成，您在这过程中给予了我很多帮助，虽无过多言语，但仍能从一件件小事中感受到您的包容和关心。初入实验室时，我懵懂无知，是您耐心解答我的困惑，言语点拨，循序渐进带我入门；独立做自己的课题时，您时刻关注我的研究进度，提出建议和新的思路，当实验试剂难以买到时，您亲自出面帮我询问并解决问题，当遇到相关研究内容，您也第一时间分享给我；书写文章时，您百忙中腾出时间来与我探讨思路框架，定期与我确定文章进度，帮助我解决写作过程中的困难，完稿后您又逐句帮我修改文章中的错误，让我从中学到颇多……有幸成为您的学生，点滴相处，每每思及，皆深为感动，在这里由衷感谢您的付出与指导。同时，也感谢温凯老师、余文博老师、于雪芝老师以及基础兽医学系药理学与毒理学课题组的老师的悉心教导。

感谢米佳飞师兄教我实验技能、实验设计以及很多科研外的东西，在困难时给予了我很多帮助；感谢白宇琛师姐带领我从对课题一窍不通到能独立设计和思考，在这过程中，你帮助我解答实验中的困惑，给予我鼓励，教会我如何写好文章，不是授之以鱼而是授之以渔，让我在科研的道路上成长、独立了许多；感谢张英杰师兄耐心解答我的各种问题，给予我的指导、帮助与鼓励；感谢杨慧娟师姐教我设计序列，帮助我分析实验问题，并提出了很多宝贵意见；感谢罗亮师兄在各个方面对我的帮助，也给予了我很多非常有价值的意见；感谢李青师姐在实验和生活的帮助，教会了我很多实验技能；同时，也要感谢窦磊娜、李培培、段长飞、王晓楠、刘明刚、刘睿、南黎、李红芳、李园、邵仕贝、李强、潘彦彤、郭柳川等师兄师姐的指导和帮助。感谢吴伟林、赵相钧师弟对我实验的帮助，同时也感谢你们在实验和生活中的陪伴；感谢尚文华师妹对我实验的帮助，一起做实验的日子真的很开心；同时，也感谢郭利娜、孔屹桧、杨玄、申晴、姜嘉群等师弟师妹的帮助。感谢我的同学高晨曦，三年来我们一起哭过笑过，感谢你的陪伴；感谢我的同学鲁智敏、寇家倩，三年来我们相互学习、相互支持，一起毕业，祝你们来日之路光明灿烂。感谢陪伴我的所有人，谢谢你们赠予我的珍贵记忆，祝愿你们往后前程似锦，有所爱亦被爱。

最后，感谢父母二十余载的养育之恩，感谢你们倾尽所有的付出。

就在这个盛夏说再见吧。聚散离合终有时，望此别非别，此情永情，山水有来路，早晚复相逢。

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2MjY1MTA3Mw==&mid=2247497441&idx=3&sn=990b6fa27c4bfa461bf7f1bcc2fdbc9e

抗体故事

分享中国农业大学沈建忠院士团队王战辉教授课题组抗菌药物环境污染物、激素等小分子化合物半抗原设计、单克隆抗体发现和进化、免疫传感原理和构建、免疫检测技术及产品研发等方面的研究进展。联系方式：zhanhui.wang@foxmail.com

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