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精密科学仪器协助三聚氰胺人工抗原的合成

2015-03-15 20:52:59
[导读]建立三聚氰胺残留的免疫分析方法。方法:以三聚氰胺结构类似物2- 氯-4,6- 二氨基-1,3,5- 三嗪为原料,分别与6- 氨基己酸和对氨基苯甲酸,各经两步化学反应合成两种具有不同长度间隔臂的半抗原MEA 和MEB

摘 要:目的:建立三聚氰胺残留的免疫分析方法。方法:以三聚氰胺结构类似物2- 氯-4,6- 二氨基-1,3,5- 三嗪为原料,分别与6- 氨基己酸和对氨基苯甲酸,各经两步化学反应合成两种具有不同长度间隔臂的半抗原MEA 和MEB,并分别通过碳二亚胺法和混合酸酐法将MEA和MEB 与牛血清白蛋白(BSA)和卵清蛋白(OVA)偶联,制备三聚氰胺的免疫原(MEA-BSA)和包被原(MEB-OVA)。结果:经质谱和紫外光谱表征,证明所合成的产物为目标半抗原MEA和MEB,并且与载体蛋白偶联比可达到25.28:1(MEA-BSA)和13.11:1(MEA-OVA)。结论:半抗原MEA和MEB 及人工抗原合成成功。

关键词:三聚氰胺;半抗原;人工抗原

自2 0 0 8 年发生“三鹿奶粉”事件以来,“三聚氰胺”一词已成为家喻户晓、妇孺皆知的化学物质。三聚氰胺并不是食品原料,不允许添加到乳及乳制品中,在乳中违法添加该物质,主要是为了虚增乳中蛋白质含量[1],牟取不法利益。对食品中非法添加物的控制除了建立严格的监管机制外,快速、灵敏的现场检验方法与检验工具是遏制食品掺假、掺杂的重要手段。为此,需要建立一种方便快捷、灵敏度高的三聚氰胺检测方法,以遏制奶类食品中三聚氰胺的添加现象。

目前,常用的三聚氰胺残留检测方法是色谱分析法[2-3],而免疫分析法[4]相对较少,市场上用于商业检测的试剂盒以国外进口产品为主,国内的产品最低检出限较高,给现场分析带来了一定的难度。为此,笔者拟采用免疫原和异源包被原进行免疫化学检验,以提高抗体与被检物质的相对亲和力,降低最低检出限,提高检验的灵敏度。本实验采用三聚氰胺的结构类似物,以6- 氨基己酸、对氨基苯甲酸为间隔臂与载体蛋白偶联制备不同的人工抗原,为三聚氰胺检验试剂盒的制备提供免疫原和包被原。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

三聚氰胺、6- 氨基已酸、对氨基苯甲酸、乙基[3-(二甲胺基)丙基]碳二亚胺盐酸(EDC·HC1) 国药集团化学试剂有限公司;2- 氯-4,6- 二氨基-1,3,5- 三嗪(纯度97%)上海西域机电系统有限公司;牛血清白蛋白(BSA)、卵清蛋白(OVA)、N- 羟基琥珀酰亚胺(NHS) 美国 Sigma公司;三乙胺(化学纯) 北京益利精细化工品有限公司;氯甲酸异丁酯(纯度> 98%) 力得士化工北京业务部;12000~14000D 透析袋北京拜尔迪有限公司。ZAB-HS 质谱仪英国 VG公司;RE-52 旋转蒸发器德国IKA 公司; ZF-C 三用紫外分析仪、756PC 型紫外- 可见分光光度计上海雷磁新泾仪器有限责任公司;X-4 数字显示显微熔点测定仪北京泰克仪器有限公司;722S 分光光度计上海精密科学仪器有限公司;LGJ-10 冷冻干燥机北京四环科学仪器厂;ROTINA-35高速离心机德国 Hettich Gmbh 公司。

1.2 方法

1.2.1 三聚氰胺半抗原的合成

三聚氰胺的分子结构见图1A,其类似物2- 氯-4,6-二氨基-1,3,5- 三嗪分子结构见图1B,由图1A、图1B可见这两种物质结构基本相似,仅在2 位以氯取代了氨基,因此采用6- 氨基己酸和对氨基苯甲酸可以在2 位形成含有羧基的化合物如图1C、图1D 所示,以羧基与载体蛋白的氨基偶联,产生的人工抗原将具有和三聚氰胺相同的抗原决定簇。

1.2.1.1 半抗原MEA 的合成

以2- 氯-4,6- 二氨基-1,3,5- 三嗪为原料,在强碱性条件下与6 - 氨基己酸反应合成半抗原[ 5- 6],合成路线见图2 。准确称取2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪3g(20.61mmol)和6- 氨基己酸2.7g(20.61mmol)置于250mL 圆底烧瓶中,加入150mL 蒸馏水加热搅拌溶解,待加热回流1~2h 后

再滴入2mol/L 氢氧化钠溶液30mL,继续加热回流4.5h,反应过程中采用薄层色谱(TLC)[7]监测反应进程。冷却至室温后加入1.2mol/L盐酸溶液20mL,即有大量白色沉淀出现,将沉淀过滤,置于蒸发皿中,蒸发烘干得粗产物,命名为2-(氨基己酸)-4,6- 二氨基-1,3,5- 三嗪(MEA),称质量为2.26g,产率为39.7%。称取粗产物1g,用三蒸水加热进行洗涤、过滤,重复3 次,干燥后得白色粉末64.91mg,产率为64.91%。合成产物用数显显微熔点仪测定熔点,以确定产物的纯度;再通过质谱分析法[8]鉴定,以确定产物的相对分子质量,从而判断合成产物是否为目标产物MEA。

1.2.1.2 半抗原MEB 的合成

以2- 氯-4,6- 二氨基-1,3,5- 三嗪为原料,在强碱性条件下与对氨基苯甲酸反应合成半抗原[5-6], 合成路线见图3 。准确称取2- 氯-4,6- 二氨基-1,3 ,5- 三嗪600mg(4.12mmol)和对氨基苯甲酸565mg(4.12mmol)置于250mL圆底烧瓶中,加入80mL 蒸馏水加热搅拌溶解,待加热回流1~2h 后再滴入2mol/L 氢氧化钠溶液18mL,继续加热回流4.5h,反应过程中采用薄层色谱(TLC)[7]监测反应进程。冷却至室温后加入1.2mol/L 盐酸溶液15mL,边滴边搅拌并开始出现白色絮状混浊物,直至pH 值为5~6 时出现大量白色沉淀,将过滤所得沉淀物置于蒸发皿中,蒸发烘干得粗产物,命名为2 - ( 氨基苯甲酸)-4,6- 二氨基-1,3,5- 三嗪(MEB),称质量为281.4mg,产率为46.9%。称取粗产物100mg,用三蒸水加热进行洗涤、过滤,重复3 次,干燥后得白色粉末68.8mg,产率为68.8%。合成产物用数显显微熔点仪测定熔点,以确定产物的纯度;再通过质谱分析法鉴定[8],以确定产物的相对分子质量,从而判断合成产物是否为目标产物MEB。


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