针对传染性脾肾坏死病毒(ISKNV)的快速侧流免疫层析检测

《Talanta》:A Rapid Lateral Flow Immunoassay for Infectious Spleen and Kidney Necrosis Virus (ISKNV)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月03日 来源:Talanta 6.7

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   摘要开发并验证了一种快速、无需仪器的侧向流免疫分析 (LFIA) 装置,用于筛选 ISKNV 抗原。基于夹心免疫分析格式,采用了两种针对不同病毒表位的单克隆抗体进行捕获和检测。检测抗体与金纳米颗粒 (AuNPs) 偶联,而捕获抗体则固定在硝化纤维素膜上的检测点。在存在 ISK

  

摘要

开发并验证了一种快速、无需仪器的侧向流免疫分析 (LFIA) 装置,用于筛选 ISKNV 抗原。基于夹心免疫分析格式,采用了两种针对不同病毒表位的单克隆抗体进行捕获和检测。检测抗体与金纳米颗粒 (AuNPs) 偶联,而捕获抗体则固定在硝化纤维素膜上的检测点。在存在 ISKNV 抗原的情况下,通过形成抗体 - 抗原 - 抗体夹心复合物产生明显的红色信号。在优化的 0.010 M 硼酸盐缓冲体系 (pH 8.5) 下操作,含有 1% w/v 蔗糖,0.5% w/v BSA,0.1% v/v Tween-20 和 0.05% w/v NaN3,开发的 LFIA 试纸条在 15 分钟检测内的视觉检测限 (LOD) 为 0.25 g mL-1。纳入快速的检测后金增强步骤,成功实现了 5 倍灵敏度增强,将视觉检测限降低至 0.050 g mL-1。该增强步骤需要额外 10 分钟,导致总检测时间为 25 分钟。LFIA 平台表现出可接受的精度,日内和日间 %RSD 值分别保持在 11.50% 和 12.17% 以下。55 °C 加速老化表明超过 80% 的相对信号强度,相当于 25 °C 下 32 天的估计储存期。当应用于分析实际鲈鱼粘液样本时,检测结果与标准 PCR 确认高度一致,表明没有基质效应和假阳性干扰。总体而言,这种便携式且经济高效的平台展示了作为现场 ISKNV 筛选和水产养殖疾病监测的快速、用户友好的即时检测工具的潜力。

引言

传染性脾肾坏死病毒 (ISKNV),是虹彩病毒科 (Iridoviridae) 下大细胞病毒属 (Megalocytivirus) 的成员,是一种毁灭性的全球性病原体,于 20 世纪 90 年代首次在中国被确认为养殖鳜鱼中高发死亡率爆发的致病因子。[1] 目前,它在亚洲水产养殖业中造成严重的经济损失。[1], [2] 医学症状包括腹水,鳞片脱落,变色,凸眼,蒙眼,鳍侵蚀和过量粘液产生;然而,受感染鱼类经常没有外部异常。这些无症状携带者无声地加速了病毒在水产养殖系统中的传播,使得该疾病极难控制。[2], [3]
在过去几年中,已开发出各种诊断方法用于 ISKNV 检测。这些包括现场诊断方法,如观察临床症状 [4] 和行为变化 [4];基于实验室的临床方法,如大体和微观病理学 [5] 和基于抗体的抗原检测 (例如,酶联免疫吸附测定,ELISA)[6], [7];以及分子方法,如聚合酶链式反应 (PCR)。[3], [4], [5], [6]
观察临床症状和行为变化仅用于初步现场筛选,因为不同的细菌、病毒或寄生虫病原体通常表现出高度重叠的症状。虽然像 ELISA 这样的实验室检测方法提供了高特异性,但它们耗时,劳动密集型,且不适合现场测量。同样,常规 PCR 提供极高的灵敏度,但仍局限于集中设施,因为它依赖于昂贵的仪器和受过训练的技术人员。[8] 因此,开发一种无需仪器的即时检测 (POC) 测试平台用于快速 ISKNV 检测,对于实现即时现场干预,最小化爆发风险,并降低水产养殖系统中的死亡率至关重要。
侧向流分析 (LFAs) 被广泛认为是能够快速检测多种目标的测试平台,包括病原体,食品污染物,农药和重金属,通常在 5–30 分钟内产生结果。[9], [10], [11], [12], [13], [14] LFAs 的主要优点包括操作简便,便携性,以及完全独立于专业人员或昂贵设备。最近,开发了一种快速胶体金 LFIA 试纸条用于检测宿主针对 ISKNV 主要衣壳蛋白 (MCP) 的抗体。[15] 虽然该检测方法在 10 分钟内提供快速结果,但抗体检测仅提供感染的间接证据,且不太适合识别急性病例,因为可检测的反应需要感染后一段时间才能产生。这种延迟对于 ISKNV 尤为关键,它可在感染后不久引起高死亡率。死亡率通常在感染后 6 天左右开始 [16],此后不久发生大量损失,远早于适应性抗体达到可检测水平。
相比之下,病毒抗原的直接检测能够独立于宿主的抗体反应识别活跃感染,这使得它对于早期阶段筛选和爆发管理至关重要。然而,抗原检测存在固有的局限性:信号强度取决于病毒载量,感染阶段和样本基质,并可能随着病毒复制在后期阶段减弱而降低。因此,抗原和抗体检测提供互补的诊断价值。抗原检测最适合用于快速早期阶段筛选,以便在广泛传播发生之前进行及时隔离,而抗体检测则在确认既往暴露或晚期感染方面表现出色。在水产养殖应用中,快速基于抗原的筛选方法因此可以促进早期识别受感染鱼类,从而实现及时干预以减轻疾病传播并防止高死亡率。
为了解决这一关键缺口,本文展示的工作引入了一种用于快速检测 ISKNV 抗原的侧向流免疫分析 (LFIA)。直接抗原检测对于识别活跃和早期阶段感染至关重要,能够在全面爆发发生之前实现及时干预。开发的 LFIA 平台被设计为一种高选择性和高灵敏度的夹心免疫分析,无需复杂仪器,使其理想地适用于用户友好的现场应用。为了克服常规试纸条的灵敏度限制,通过检测后金染色方法增强了视觉信号。除了定性肉眼评估外,通过使用图像分析将比色读数强度与已知 ISKNV 抗原浓度相关联,可以轻松实现半定量分析。据我们所知,这项工作是关于开发用于 ISKNV 抗原筛选的 LFIA 平台的首次报告,为水产养殖行业的早期现场监测和主动疾病控制提供了一种低成本且强大的诊断工具。

章节摘要

化学试剂与材料

磷酸盐缓冲液 (PBS) 片,三 (羟甲基 ) 氨基甲烷,三氯金酸三水合物 (HAuCl4·3H2O),Tween-20 和盐酸羟胺 (NH2OH·HCl) 购自 Sigma-Aldrich (美国)。牛血清白蛋白 (BSA),碳酸钾 (K2CO3) 和叠氮化钠 (NaN3) 购自 Merck (德国)。胶体金溶液 (AuNPs, 40 nm, Cat. No. KB-07IH11040) 源自 K.Bio Sciences (泰国)。蔗糖购自东京化学工业 (日本东京)。硼

用于 ISKNV 检测的侧向流免疫分析 (LFIA)

用于 ISKNV 的 LFIA 试纸条的检测原理如图 1(a) 示意图所示。施加到样品垫后,样本溶液通过毛细作用迁移到结合垫,其中 ISKNV 抗原被 AuNP 偶联 mAb-10F3 结合形成抗原 - 抗体复合物。该复合物沿 NC 膜流动并被固定抗体 (mAb-3H10) 捕获,在检测点 (TS) 形成夹心复合物,在 TS 产生可见的红色斑点。过量

结论

本工作展示了首次开发了一种专为快速 ISKNV 抗原检测量身定制的侧向流免疫分析装置。运行缓冲液被优化为 0.010 M 硼酸盐缓冲液 (pH 8.5),含有 1% w/v 蔗糖,0.5% w/v BSA,0.1% v/v Tween-20 和 0.05% w/v NaN3 作为防腐剂。在这些优化条件下,LFIA 试纸条表现出 0.25 μg mL-1 的视觉检测限 (LOD)。通过检测后金染色进行信号放大,进一步将视觉 LOD 增强至 0.050 μg mL-1,

CRediT 作者贡献声明

Kwanchanok Wajasen: 可视化,验证,调查,数据整理。Watthana Panphut: 资源。Orawon Chailapakul: 监督,资金获取。Sakda Jampasa: 验证,方法论。Pakkakul Sangsuriya: 资源。Monpichar Srisa-Art: 写作 – 回顾与编辑,方法论,资金获取

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系,这可能影响本文报告的工作。

致谢

这项研究由 泰国科学研究与创新 基金 朱拉隆功大学 (FOOD_FF_69_247_2300_056) 资助。
Kwanchanok Wajasen|Watthana Panphut|Pakkakul Sangsuriya|Orawon Chailapakul|Sakda Jampasa|Monpichar Srisa-Art
朱拉隆功大学理学院化学系电化学与光学光谱卓越中心,泰国曼谷巴吞旺区,10330,泰国
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