對硫磷半抗原分子設(shè)計研究.pdf

1、半抗原的分子設(shè)計與合成是建立小分子免疫化學分析方法的關(guān)鍵步驟，也是開展免疫化學研究的核心內(nèi)容。本研究選取代表性有機磷殺蟲劑對硫磷作為研究對象，通過研究農(nóng)藥半抗原結(jié)構(gòu)與由其制備的免疫原的免疫活性之間的結(jié)構(gòu)一活性關(guān)系(Structure Acfivity Relationship， SAR)，探索了影響抗原免疫活性的一般規(guī)律，初步建立了免疫半抗原合理設(shè)計模型。研究采用分子結(jié)構(gòu)參數(shù)化的方法，引入分子連接性指數(shù)法和分子模擬法設(shè)計農(nóng)藥免疫半抗原分

2、子結(jié)構(gòu)，計算了設(shè)計的42個免疫半抗原分子與對硫磷之間的歐氏距離，根據(jù)歐氏距離的大小來判定分子結(jié)構(gòu)之間的相似性，并通過平衡透析和ELISA測定對計算結(jié)果進行驗證和比較。研究表明分子連接性指數(shù)法適于表征半抗原的立體結(jié)構(gòu)而對電性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)不足；分子模擬法則相反，能較好地表征半抗原分子結(jié)構(gòu)的電性參數(shù)，這兩種方法的結(jié)合能夠更好地表征半抗原與目標化合物之間的分子相似度。因此采用分子連接性指數(shù)(MCI)與電性參數(shù)(EP)結(jié)合的方法建立了相應的分子設(shè)計模

3、型，該模型能夠較好地指導小分子農(nóng)藥免疫半抗原的分子設(shè)計。 在采用MCI+EP的方法建立小分子農(nóng)藥免疫半抗原分子設(shè)計模型的基礎(chǔ)上，進一步探討了小分子農(nóng)藥競爭半抗原分子設(shè)計原則。首次提出了目標物(P)、免疫半抗原(I)、競爭半抗原(C)之間關(guān)系的三角形模型理論：CP>CI，即CP-CI>0；Max(CP-IP)，且CP>IP，即CP-IP>0；Max(CI)。同時結(jié)合異源ELISA方法及其結(jié)果，研究建立競爭半抗原分子結(jié)構(gòu)與其反應原性

4、之間的SAR關(guān)系后，提出了小分子農(nóng)藥競爭半抗原分子設(shè)計模型，并進一步提出了三角模型的臨界條件CI=2-4;CP=1-4。然后采用競爭半抗原(hapten 0325)對提出的競爭半抗原分子設(shè)計模型及其臨界條件進行了驗證。 根據(jù)研究建立的免疫半抗原/競爭半抗原分子設(shè)計模型，在設(shè)計的42個半抗原中，篩選出0204/0322的組合，標準曲線方程為：y=10.012Ln(x)+32.768，IC50為5.60 ng/mL，IC10為0.1

5、0 ng/mL。進一步研究了免疫半抗原/競爭半抗原優(yōu)化組合對ELISA分析方法的影響，結(jié)果表明：0204/0322組合的異源ELISA方法異源分析方法對對硫磷的檢測靈敏度高于同源分析，以IC10計，0204/0322組合相對于同源方法，靈敏度提高了16.1倍，而且該異源ELISA方法與儀器分析結(jié)果具有可比性。0204/0322組合建立的異源競爭ELISA方法對對硫磷的其它結(jié)構(gòu)類似物的交叉反應率基本小于0.05％，僅甲基對硫磷為7.8％，

6、對氧磷為2.5％。該方法應用于水、土壤、黃瓜、大米和玉米樣品中對硫磷的殘留檢測，結(jié)果表明其檢測能力均符合農(nóng)藥殘留檢測準則的要求。 最后選取三唑磷、2,4,5-三氯苯酚和倍硫磷作為對象，對本研究提出的免疫半抗原和競爭半抗原分子設(shè)計模型進行了驗證，實驗數(shù)據(jù)來源均為其它研究者公開發(fā)表文章。模型驗證結(jié)果證明了免疫半抗原和競爭半抗原分子設(shè)計模型的適用性和正確性，可以采用免疫半抗原分子設(shè)計模型配合合理抗體制備獲得高親和力的抗體，同時將競爭半

7、抗原分子設(shè)計模型應用于小分子農(nóng)藥競爭半抗原設(shè)計，可以預測最佳競爭半抗原結(jié)構(gòu)，從而提高方法的靈敏度。 免疫半抗原和競爭半抗原分子設(shè)計模型的建立，對于解決目前半抗原設(shè)計從經(jīng)驗或是合成的難易出發(fā)而導致半抗原數(shù)量不足與設(shè)計角度的隨意性，致使結(jié)果的代表性不足，不能找到半抗原合理設(shè)計的一般規(guī)律等問題具有很好的指導作用。本研究實現(xiàn)了半抗原的定量化、導向性設(shè)計。尤其是競爭半抗原分子設(shè)計模型的建立，對于提高免疫分析方法的特異性和靈敏度有重要意義。