关于半抗原制备的小结
小分子抗原现在做的最多的是农药和兽药, 这方面的文献也很多。 以前查过 一些材料, 作者觉得小分子抗原能否制备出高性能的单克隆抗体主要以下几点决 定。
1、对于半抗原结构的选择,如果待测物本身含有 NH 2
, COOH , OH 等活性基团, 可以利用待测物活性基团加入间隔臂, 然后联入载体蛋白就可以成功合成人工抗 原, 制备特异性良好的抗体。 但大部分待测物上并不含有活性基团或活性基团对 药物的特异性和极性影响很大, 所以大部分用于人工抗原合成的半抗原要经过改 造或从头合成。 例如在关于有机磷农药倍硫磷的免疫检测方法的研究中, 半抗原 物的获得采用的合成方法并不是从倍硫磷开始合成, 而是采用另一途径, 从起始 物重新合成, 这样反而能取得较好的效果, 这一点对于制备具有多残留检测能力 的抗体来说更为重要, 只需合成出几种待测药物共有的结构就有可能制备出具有 多残留检测能力的抗体。
2、待测物本身的结构有时对建立方法的性能有很重要的影响,在分子量在 111 -1202Da 的化合物制备的单克隆抗体的亲和系数的试验中,半抗原的分子量在 334– 374Da 之间时,制备的单克隆抗体具有很高的亲和系数。但当要检测的小 分子化合物的分子量小于 300Da 时, 产生具有良好灵敏度和特异性单克隆抗体的 可能性下降。 这说明药物的分子量是影响抗体性能的重要因素。 同时待测物的结 构对于制备人工抗原的难易程度有重要影响, 有些半抗原经过理论分析能制备出 高质量的抗体, 但从化学合成的角度, 这些化合物可能是合成不出来的或工艺过 于复杂, 所以半抗原结构能否合成出来, 也是半抗原结构设计过程中要考虑的问 题。
3、如果待测物结构过于简单,可能也是不能建立免疫检测方法的。待测物的结 构最好含有特征性的环状结构或侧链结构, 甚至含有杂原子, 都能够增加制备出 高质量抗体的可能性。 在对脂肪酸类物质制备抗体的试验中, 对于脂肪酸类物质 来说, 如果含有两个以上的羰基, 及与蛋白偶联之后还有多余的羰基增强亲水性, 同时酰基
的不饱和双键和极性的头部结构都可以做为 B 细胞的抗原决定簇, 可以 将其他抗原性很弱的部分变成强抗原性。 再者如果脂肪酸含有平面结构, 也可以 作为抗原决定表位,使产生特异性的抗体。这说明小分子的极性以及不饱和键,
苯环结构都可以增强抗原性, 简单的直链结构很难产生特异性很强的抗体, 这也 是一般选用直链作为间隔臂的原因。 直链碳链本身的抗原决定性很差, 不会产生 针对间隔臂的抗体。
4、 合成人工抗原的过程中, 即使半抗原绝大部分的官能团与待测物都是一致的, 它也可能在联入蛋白载体的过程中受到屏蔽作用。 小分子药物在与载体蛋白连接 的部位很容易受到屏蔽。 从而产生的抗体就会丧失对那些屏蔽基团的特异性。 确 定半抗原不受蛋白的屏蔽作用在人工抗原合成中非常重要, 解决这一问题的最佳 方法就是联入间隔臂。
5、间隔臂的连接位点的选择对于抗体质量至关重要,最好不要影响小分子化合 物中特征性的基团暴露于免疫 B 细胞的抗原表位, 这也是待测物本身的羧基, 氨 基一般不能直接联入间隔臂, 因为这些基团对小分子药物的电性和极性影响非常 大。 而且引入的间隔臂不能影响主要基团的电子分布, 例如苯环和其他杂环类的 电子分布, 这就要求间隔臂的极性和能量要低, 将对小分子药物的电子排布和空 间结构的影响降到最低,从这个角度来说,低能量的直链间隔臂是最佳的选择。 联入间隔臂的半抗原的电子分布与目标待测物的电子特性一致性对抗体针对待 测物的特异性至关重要。
6、半抗原间隔臂的连接位点,最好选择极性较低且远离半抗原的特征性结构。 如果待测物的极性较高, 半抗原合成的过程中最好保持其与目标待测物极性的一 致性。人工抗原具有较高的极性,对于引发免疫反应有重要作用。在结构 3Bentazon 的抗体制备过程中,有三个介入位点。异丙基远离杂环,是联入间隔 臂的理想位点, 可以最小程度的改变待测物的物理和化学特性。 但异丙基是这物 质的特异性基团,对于保证制备抗体的特异性很重要,所以不能选择这个位点。 7、 Bentason II位的亚氨基具有很强的极性,如果间隔臂联入这个位点极性将 会消失。 这种化合物的衍
生物大多为非极性, 如果要制备多残留的抗体, 增加交 叉反应率, 这个位点将是理想的间隔臂介入位点。 但对特异性要求高的抗体制备, 就必须要保证半抗原的极性, 所以对于高特异性的抗体制备来说, 这一位点也不 适合连入间隔臂。在 III 位介入直链的间隔臂,可以保证与待测物极性的一致, 而且中性的多甲基直链对杂环的电子排布影响也较小。试验结果显示 II , III 联入间隔臂制备的抗体对 Bentason 的灵敏度很差, 但是对 II 位氨基衍生的样品
的灵敏度高于目标待测物,说明衍生物的非极性是灵敏度高于原形 Bentason 的 原因。这也与 MQCA 抗体对原型药物识别能力较差,但对丁胺衍生后的样品具有 高灵敏度的实验结果相一致。 说明半抗原与待测药物电荷状态的一致性, 在这些 极性很强的药物小分子免疫残留检测方法中要重点考虑。 但 III 位接入间隔臂的 人工抗原制备的抗体的灵敏度与预期不一致,这可能因为再 III 位联入间隔臂 时,间隔臂上面自由的羧酸基团可能与 II 位自由的氨基发生偶联,所以 III 位 联入间隔臂的人工抗原的极性与目标待测物不一致, 这也是抗体对目标待测物识 别能力较差的原因。在 Eva M.Brun等(2004的实验中,根据待测物杀螟松的 结构设计了多种半抗原的组合, 具有特异性的结构的是用椭圆标记出来的, 在连 接偶联臂时就要充分考虑暴露这一重要的抗原表位, 研究中通过对比接入偶联臂 的不同结构的半抗原,显示充分暴露该结构的 F7半抗原制备人工抗原免疫动物 得到的多克隆抗体,具有最好的灵敏度和效价。
8、间隔臂的介入位点,最好远离特征性的基团,而且要尽可能保存特异性较大 的杂原子或带侧链的碳链结构,联入的间隔臂最好在苯环或其他杂环的碳原子 上, 这样可以最大程度的保证半抗原的极性与目标待测物的一致性, 如果有远离 大环的碳链结构, 那么碳链的末端也是一个很好的介入位点, 因为这样的结构对 大环的电子排布影响较小。
9、除了间隔臂的接入位点以外,间隔臂本身的结构也是影响半抗原合成是否成 功的重要因素。 虽然半抗原接入间隔臂是必要的, 但间隔臂太长会导致半抗原分 子的折叠, 使其更接近载体蛋白, 屏蔽作用增强。 一些学者认为理想的间隔臂长 度是中度的 3-6个直链碳原子构成,这时得到抗体的灵敏度要高于间隔臂很短 的人工抗
关于半抗原制备的小结.
