2017年12月12日
在本实验方案中,我们描述了一种利用高密度肽微阵列发现寨卡病毒特异性诊断肽的技术。该方案可 readily 适用于其他新发传染病的研究。
本实验的总体目标是鉴定可用于检测寨卡病毒抗体诊断检测中的寨卡病毒特异性肽段。这一点至关重要,因为病毒在感染后约10天内即从血液中消失,而抗体则可持续存在数年。该方法利用包含整个寨卡病毒蛋白质组的微阵列,鉴定能够捕获感染者血清样本中IgM或IgG抗体的抗原和表位肽段。
同时检测早期抗体IgM和晚期抗体IgG的主要优势在于为临床医生提供感染的时间线,这一点在孕妇中尤为重要。尽管本方案揭示了寨卡病毒感染的原因,但若已知病原体的蛋白质序列,则可通过使用针对该病原体的特异性微阵列,将此方法应用于其他病原体的检测。
使用无粉手套捏住玻片边缘进行操作。玻片尺寸为75.4毫米 × 25.0毫米,厚度为1毫米。将玻片放入孵育托盘中,确保微阵列表面朝上。
在空的载片架中放入空白载片,以防止微阵列载片破裂。将密封条的光面朝下,覆盖在微阵列打印面上。为确保位置准确,需使密封条的螺丝孔与底板的螺丝孔对齐重叠。
将托盘上部放在密封垫上,形成一个微阵列反应室。通过手动以对角顺序依次均匀拧紧螺钉,将载玻片固定在托盘中。从左上角开始,逐步进行到右下角。
将盖子盖在孵育托盘上。操作微阵列时需小心谨慎,以避免划伤微阵列表面。溶液应从微阵列腔室的角落加入,随后也从角落移除。
干燥微阵列对于获得良好的扫描图像也非常重要。将微阵列置于旋转摇床上,每张微阵列加入2,000 µL标准缓冲液,在室温下以140 rpm孵育15分钟。用移液器从微阵列腔室的角落吸除标准缓冲液,然后在室温下以140 rpm的转速于旋转摇床上用封闭缓冲液封闭微阵列60分钟。
用移液器从微阵列腔室的角落吸出封闭缓冲液。将抗人IgM荧光染料标记的二抗用染色缓冲液按1:5,000比例稀释后加入微阵列中。然后将微阵列置于室温避光条件下,在140 rpm的振荡器上孵育30分钟。
使用移液器从微阵列腔室的角落吸取并移除二抗。在室温下,将微阵列置于摇床上,以每微阵列2000 µL标准缓冲液、140 rpm振荡洗涤1分钟。使用已展示的技术移除标准缓冲液,并重复洗涤两次。
接下来,将玻片浸入200毫升 freshly prepared dipping buffer 中两次。通过从玻片顶部到底部小心抽吸多余液体(避免接触玻片表面),仔细干燥微阵列约一分钟。随后按照本视频稍后演示的方法,在微阵列扫描仪中分析玻片。
将血清样本在 56 摄氏度灭活 30 分钟。然后在 4 摄氏度下以 16,000 RCF 离心 5 分钟。样本使用前需在 4 摄氏度保存。
然后将微阵列置于染色缓冲液中,在室温下于140 rpm的旋转摇床上孵育15分钟。用移液器从微阵列腔室的角落吸除染色缓冲液。从1:1,000的稀释度开始,用血清样本和染色缓冲液进行稀释。
将稀释后的样品在4°C下于旋转摇床上以140 rpm的速度与微阵列共同孵育过夜。使用演示的技术移除稀释的血清样品。然后按照之前的方法洗涤微阵列三次。
将二抗用染色缓冲液稀释。使用1:5,000稀释度的荧光素标记抗人IgM抗体或荧光素标记抗人IgG抗体。然后将对照标记抗体以1:1000的稀释度加入染色缓冲液中,再与稀释后的二抗混合。
在避光、室温条件下,于140 rpm的振荡摇床上与微阵列共同孵育30分钟。使用移液器从微阵列腔室的角落吸除稀释的二抗和标记抗体混合物。随后用标准缓冲液洗涤微阵列三次。
每次洗涤在140 rpm的摇床上进行,持续1分钟。最后,按前述方法从微阵列腔室中移除洗涤缓冲液。进行微阵列扫描时,将芯片浸入200毫升新鲜配制的浸渍缓冲液中,重复两次。
通过从上至下小心抽吸玻片表面的液体来干燥微阵列,约干燥一分钟,注意不要触碰玻片表面。根据扫描仪的说明对微阵列进行扫描。将玻片放置于扫描仪上时,确保打印面朝上。
创建一个新项目并选择扫描区域。将扫描仪参数设置为分辨率21微米,700和800纳米通道的强度均为7.0,扫描质量为中等,偏移量为0.8。获取扫描图像并以16位灰度TIF文件格式保存。
为了分析数据,首先打开原始图像,然后打开阵列网格文件。使用计算机的鼠标或键盘方向键将阵列网格与扫描图像对齐。
在特定软件中选择定量分析功能,该功能将生成一个读出文件,其中包含每个点的信号强度、背景值以及对应的肽序列。最后,将微阵列密封后置于避光环境中,在四摄氏度下以无氧氮气或氩气保存。此处显示的是将微阵列与稀释1:250的特异性寨卡病毒血清样本孵育后,使用抗人IgG染色所获得的原始荧光图像。
HA对照肽段位于微阵列的四周。在放大图中显示了与IgG强烈反应的肽段。类似地,此处还展示了一张原始荧光图像,该图显示了将特定的寨卡病毒血清样本以1:250稀释后孵育,再用抗人IgM染色微阵列的结果。
同样,HA对照肽位于微阵列的四周。在放大图中显示了与IgM强烈反应的肽段。此处展示的是寨卡病毒表位共识序列,该序列与宿主血清样本中的IgM发生反应。
表位共识序列中的肽段以红色标出,荧光强度最高的肽段以粗体标记。观看本视频后,您应能够充分理解如何处理高密度肽微阵列。一旦掌握该技术,若操作得当,可在24小时内完成。
在进行该实验操作时,重要的是要注意小心处理芯片,避免划伤芯片表面。完成该操作后,可进一步采用其他方法,如酶联免疫吸附试验(ELISA)或表面等离子共振结合实验,以确定所鉴定出的肽段是否特异性地与寨卡病毒抗体结合,而不与其他黄病毒属抗体结合。该技术建立后,将为诊断学领域的研究人员利用血清和唾液样本发现诊断性肽段提供新的途径。
请注意,处理寨卡病毒等传染性病原体可能具有极高的危险性,在进行本实验操作时,应始终采取热灭活血清样本、在生物安全二级(Biosafety Level 2)设施中操作等预防措施。
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本方案概述了一种利用高密度肽微阵列鉴定寨卡病毒特异性肽段的方法。该方法可适用于其他新发传染病的研究。
鉴定病原体特异性表位对于开发血清学诊断方法至关重要,可将检测窗口延长至病毒血症期之外。该方法通过IgM/IgG谱型分析实现感染阶段的区分,有助于在易感人群中支持临床决策。该技术为表位发现提供了一个可扩展的平台,适用于新发传染病威胁的研究。
该方法适用于从靶点鉴定到检测方法开发的整个发现过程,能够实现基于表位的诊断设计。