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    硫酸去氫表雄酮定量測定試劑盒(化學(xué)發(fā)光免疫分析法)的研制及性能評價(jià)

    2017-09-20 03:16:20蘇立賈晨路
    分子診斷與治療雜志 2017年5期
    關(guān)鍵詞:包被化學(xué)發(fā)光硫酸

    蘇立 賈晨路

    硫酸去氫表雄酮定量測定試劑盒(化學(xué)發(fā)光免疫分析法)的研制及性能評價(jià)

    蘇立★賈晨路

    目的研制硫酸去氫表雄酮定量測定試劑盒(化學(xué)發(fā)光免疫分析法),并對其試劑盒性能進(jìn)行評價(jià)。方法利用競爭抑制法,對原料進(jìn)行篩選,建立硫酸去氫表雄酮定量測定試劑盒。并分別對本試劑盒的準(zhǔn)確性、最低檢測限、線性、重復(fù)性、特異性、參考范圍及樣本對比方面進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果經(jīng)過篩選,選用反應(yīng)模式:磁微粒包被羊抗鼠IgG?鼠抗硫酸去氫表雄酮單克隆抗體?吖啶酯標(biāo)記DHEAS?BSA;對此方法建立的試劑盒進(jìn)行方法學(xué)評價(jià),最低檢測限可達(dá)1.84μg/dL,線性在0~1 500μg/dL之間,相關(guān)系數(shù)r=0.999 8,準(zhǔn)確度的回收率為105.38%,重復(fù)性均小于8%;建立了健康人參考范圍(女性:47.9~407.5μg/dL,男性 97.1~522.5μg/dL),與西門子 ADVIA Centaur測定結(jié)果顯著相關(guān),線性方程為y=1.078 13+0.992 16x,相關(guān)系數(shù)r=0.994 7,2種試劑盒的測定結(jié)果具有較高的一致性。結(jié)論本研究建立的硫酸去氫表雄酮定量測定試劑盒(化學(xué)發(fā)光免疫分析法)各項(xiàng)性能均達(dá)到了臨床檢驗(yàn)的要求,為國產(chǎn)化66硫酸去氫表雄酮定量測定試劑盒(化學(xué)發(fā)光免疫分析法)的研發(fā)奠定了基礎(chǔ),有望用于臨床血清硫酸去氫表雄酮的檢測。

    硫酸去氫表雄酮;化學(xué)發(fā)光免疫分析法;定量測定試劑盒

    去氫表雄酮(dehydroepiandrosterone,DHEA),3β?羥基?5?雄烯?17?酮,亦稱脫氫異雄酮。血清中脫氫表雄酮大部分以硫酸結(jié)合物(DHEA?S)的形式存在。DHEA?S主要來源于腎上腺皮質(zhì)網(wǎng)狀帶,具有微弱的雄激素活性,是人體血循環(huán)中最為豐富的甾體物質(zhì)[1]。

    女性的DHEA?S幾乎全部來源于腎上腺皮質(zhì),是女性絕經(jīng)前75%和絕經(jīng)后100%的雄激素來源。在21~45歲月經(jīng)正常的育齡女性中,血清DHEA?S與年齡呈負(fù)相關(guān),可作為評估卵巢儲備功能的一項(xiàng)參考指標(biāo),為臨床診治提供參考[2?3]。而多囊卵巢綜合征(polycystic ovarian syndrome,PCOS)患者血清中的DHEA?S與性激素結(jié)核球蛋白(sex hormone binding globulin,SHBG)之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系,聯(lián)合檢查對PCOS的診斷具有一定的參考價(jià)值[4]。

    本研究的目的在于建立一種靈敏度、線性范圍、精密度等方面能夠與進(jìn)口廠家試劑盒相近甚至是更好的試劑盒。

    1 材料與方法

    1.1 材料

    1.1.1 試劑

    山羊抗鼠IgG、山羊抗兔IgG、鼠抗硫酸去氫表雄酮、兔抗硫酸去氫表雄酮、人工抗原DHEAS?BSA和吖啶酯均來自蘇州亞科科技股份有限公司;硫酸去氫表雄酮企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)品、質(zhì)控品由廣州市達(dá)瑞生物技術(shù)股份有限公司制備;伯樂質(zhì)控品購自 Bio?Rad公司。

    1.1.2 樣本

    健康人群血清樣本及臨床血清樣本均來自鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院。

    1.1.3 儀器

    全自動化學(xué)發(fā)光免疫分析儀,型號:Caris200,來源于廈門優(yōu)邁科醫(yī)學(xué)儀器有限公司。

    1.1.4 耗材

    樣本杯、反應(yīng)杯及槍尖均購自廈門優(yōu)邁科醫(yī)學(xué)儀器有限公司。

    1.2 方法

    1.2.1 磁珠包被

    磁微粒用 Binding Buffer(0.1 mol/L MES,pH=5)洗滌5次后加入新配置的活化劑活化30min;用Binding Buffer洗滌5次,加入抗體,室溫下反應(yīng)16 h;用含2%BSA的Tris緩沖液洗滌兩次,定容后于2~8℃保存。

    1.2.2 吖啶酯標(biāo)記

    將0.05 mg吖啶酯加入到0.5 mg DHEAS?BSA中,置于搖床上,室溫避光反應(yīng)6 h;然后用葡聚糖凝膠色譜柱分離純化,流動相為PB(pH=6.3)。純化后于2~8℃保存。

    1.2.3 全自動化學(xué)發(fā)光免疫分析實(shí)驗(yàn)

    1.2.3.1 包被羊抗鼠IgG二抗 向反應(yīng)杯中加入樣本50μL、包被羊抗鼠IgG的磁微粒50μL、鼠抗硫酸去氫表雄酮單克隆抗體50μL,在37℃條件下反應(yīng)14min,再加入按1∶5 000稀釋的吖啶酯標(biāo)記的DHEAS?BSA,繼續(xù)在37℃條件下反應(yīng)15min。用洗液清洗4遍后將反應(yīng)杯內(nèi)洗液全部吸出,加入預(yù)激發(fā)液 100μL,混合均勻,再加入 100μL 激發(fā)液并即刻檢測發(fā)光值。

    1.2.3.2 包被羊抗兔IgG二抗 向反應(yīng)杯中加入樣本50μL、包被羊抗兔IgG的磁微粒50μL、兔抗硫酸去氫表雄酮多克隆抗體50μL,在37℃條件下反應(yīng)14min,再加入按1∶5 000稀釋的吖啶酯標(biāo)記的DHEAS?BSA,繼續(xù)在37℃條件下反應(yīng)15min。用洗液清洗4遍后將反應(yīng)杯內(nèi)洗液全部吸出,加入預(yù)激發(fā)液 100μL,混合均勻,再加入 100μL 激發(fā)液并即刻檢測發(fā)光值。

    1.2.3.3 包被鼠單抗DHEA?S抗體 向反應(yīng)杯中加入樣本50μL、包被鼠抗硫酸去氫表雄酮單克隆抗體的磁微粒50μL,在37℃條件下反應(yīng)14min,再加入按1∶5 000稀釋的吖啶酯標(biāo)記的DHEAS?BSA,繼續(xù)在37℃條件下反應(yīng)15min。用洗液清洗4遍后將反應(yīng)杯內(nèi)洗液全部吸出,加入預(yù)激發(fā)液100μL,混合均勻,再加入100μL激發(fā)液并即刻檢測發(fā)光值。

    1.2.3.4 包被兔多抗DHEA?S抗體 向反應(yīng)杯中加入樣本50μL、包被兔抗硫酸去氫表雄酮多克隆抗體的磁微粒50μL,在37℃條件下反應(yīng)14min,再加入按1∶5 000稀釋的吖啶酯標(biāo)記的DHEAS?BSA,繼續(xù)在37℃條件下反應(yīng)15min。用洗液清洗4遍后將反應(yīng)杯內(nèi)洗液全部吸出,加入預(yù)激發(fā)液100μL,混合均勻,再加入 100μL 激發(fā)液并即刻檢測發(fā)光值。

    1.2.4 分析性能評價(jià)

    1.2.4.1 最低檢測限 將零濃度校準(zhǔn)品進(jìn)行測定,重復(fù)測定20次,計(jì)算20次測定結(jié)果發(fā)光值的平均值(mean,M)和標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation,SD),得出M?2SD的發(fā)光值,根據(jù)零濃度校準(zhǔn)品和相鄰校準(zhǔn)品的濃度?發(fā)光值的結(jié)果進(jìn)行兩點(diǎn)回歸擬合得出一次方程,將零濃度校準(zhǔn)品的平均值M?2SD的發(fā)光值代入上述方程中,求出對應(yīng)的濃度值,即為最低檢測限。

    1.2.4.2 線性 將濃度接近線性范圍上限的高值樣本按一定比例稀釋為5個濃度,其中低值濃度樣本需接近線性范圍下限。每一濃度樣本均重復(fù)測試2次,計(jì)算其平均值,將結(jié)果平均值和稀釋比例用最小二乘法進(jìn)行直線擬合,并計(jì)算線性相關(guān)系數(shù)r。

    1.2.4.3 準(zhǔn)確度 將濃度接近線性范圍上限(允許其濃度偏差為±20%)的硫酸去氫表雄酮樣品(A)加入到血清或其他相應(yīng)基質(zhì)的樣品B中,所加入A的體積宜不超過總體積(A+B)的10%,將樣品(A+B)重復(fù)測試2次并計(jì)算其平均值,根據(jù)公式(1)計(jì)算回收率R。

    式中:R?回收率;V?樣品 A 液的體積;V0?樣品B液的體積;C?樣品B液加入A液后的檢測平均濃度;C0?樣品B液的檢測濃度;Cs?樣品A液的濃度。

    1.2.4.4 重復(fù)性 將低、中、高濃度樣本各重復(fù)檢測10次,計(jì)算10次測量結(jié)果的平均值(M)和標(biāo)準(zhǔn)差(SD),計(jì)算公式為:變異系數(shù)(variable coeffi?cient,CV)CV=SD/M×100%。

    1.2.4.5 分析特異性 測定一定濃度的DHEA、皮質(zhì)醇、醛固酮、雌二醇,各檢測2次,并計(jì)算其交叉反應(yīng)率。

    1.2.5 參考值范圍建立

    測定健康人群空腹血清,采用百分位數(shù)法建立本試劑盒健康人群空腹硫酸去氫表雄酮參考值范圍。

    1.2.6 樣本比對

    西門子公司的硫酸去氫表雄酮測定試劑盒(化學(xué)發(fā)光法)作為對照試劑,對臨床樣本進(jìn)行測定,計(jì)算并分析本試劑盒測定結(jié)果與西門子對照試劑的相關(guān)性及一致性。

    1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

    用OrigiPro 7.5對不同反應(yīng)模式的濃度梯度DHEAS的劑量?反應(yīng)擬合Hill曲線,選擇線性關(guān)系較好的曲線對應(yīng)的反應(yīng)模式。用最小二乘法將零濃度校準(zhǔn)品和相鄰校準(zhǔn)品及梯度濃度樣本的測定結(jié)果進(jìn)行計(jì)算及分析,得到新建立試劑盒的最低檢測限及線性相關(guān)系數(shù)r。用SPSS 24.0分別將健康男性和健康女性的測定結(jié)果進(jìn)行直方圖分析、百分?jǐn)?shù)法和正態(tài)分布分析,得到健康男性和健康女性測值的直方圖、正態(tài)分布曲線及95%置信區(qū)間。

    2 結(jié)果

    2.1 反應(yīng)模式的選擇

    分別用羊抗鼠IgG、羊抗兔IgG、鼠抗硫酸去氫表雄酮單克隆抗體、兔抗硫酸去氫表雄酮多克隆抗體包被磁微粒,并用吖啶酯標(biāo)記DHEAS?BSA,以競爭抑制法建立DHEA?S的化學(xué)發(fā)光免疫分析法,檢測濃度梯度的DHEA?S。將劑量?反應(yīng)擬合Hill曲線,由表1結(jié)果可以看出,4個反應(yīng)模式均顯示Hill曲線線性關(guān)系較好,其中磁微粒包被羊抗鼠IgG的線性關(guān)系為優(yōu),R2達(dá)到0.993 1。

    表1 濃度與發(fā)光值的Hill曲線方程Table1 Hill curve equation of concentration and luminescence

    2.2 分析性能評價(jià)

    2.2.1 試劑盒定標(biāo)與質(zhì)量控制

    試劑定標(biāo)后分別測量企業(yè)質(zhì)控品及第三方質(zhì)控品,得到定標(biāo)結(jié)果如圖1質(zhì)控結(jié)果如表2所示,兩者結(jié)果均在質(zhì)控標(biāo)示范圍內(nèi),實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

    圖1 硫酸去氫表雄酮標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 1 Master curve of DHEA?S

    表2 質(zhì)控品測量結(jié)果Table 2 Measurement results of control

    2.2.2 最低檢測限

    根據(jù)零濃度校準(zhǔn)品和相鄰校準(zhǔn)品的濃度?發(fā)光值的結(jié)果進(jìn)行兩點(diǎn)回歸擬合得出一次方程,將零濃度校準(zhǔn)品的平均值M?2SD的發(fā)光值代入上述方程中,得到的結(jié)果如表3。

    表3 最低檢測限檢測結(jié)果(n=20)Table 3 Measurement results of sensitivity(n=20)

    2.2.3 線性

    用濃度約為1 500μg/dL的高值樣本按一定比例稀釋為5個濃度,每一濃度樣本均重復(fù)測試2次,計(jì)算其平均值,將結(jié)果平均值和稀釋比例用最小二乘法進(jìn)行直線擬合,得到曲線方程為:y=-0.002 15+0.000 7x,線性相關(guān)系數(shù)r=0.999 8,由此可知試劑在0~1 500μg/dL的測定范圍內(nèi)線性相關(guān)性良好(見表4、圖2)。

    表4 線性檢測結(jié)果Table 4 Measurement results of linearity

    圖2 硫酸去氫表雄酮線性擬合Figure 2 Linear fitting of DHEA?S

    2.2.4 準(zhǔn)確度

    將濃度接近1 500μg/dL的硫酸去氫表雄酮樣品 100μL(A)加入到 900μL 相應(yīng)基質(zhì)的樣品 B中,將樣品A、B和(A+B)重復(fù)測試2次并計(jì)算其平均值,根據(jù)公式(1)計(jì)算回收率R,結(jié)果見表5。

    表5 準(zhǔn)確度檢測結(jié)果Table 5 Measurement results of accuracy

    2.2.5 重復(fù)性

    用濃度分別為(25±5)μg/dL、(150±30)μg/dL和(1 000±200)μg/dL的樣本各重復(fù)檢測10次,計(jì)算10次測量結(jié)果的平均值(M)和標(biāo)準(zhǔn)差(SD),再計(jì)算變異系數(shù)(CV),結(jié)果顯示該試劑重復(fù)性良好,見表6。

    表6 重復(fù)性檢驗(yàn)結(jié)果(n=10)Table 6 Measurement results of repeatability(n=10)

    2.2.6 分析特異性

    測定一定濃度的 DHEA(4 000μg/dL)、皮質(zhì)醇(10 000μg/dL)、醛固酮(5 000μg/dL)、雌二醇(5 000μg/dL),各檢測2次,得到測量濃度小于3μg/dL,其交叉反應(yīng)率小,見表7。

    表7 分析特異性Table 7 Result of analytical specificity

    2.3 參考值范圍建立

    本試劑盒對370例健康人血清樣本進(jìn)行檢測,其中男性樣本177例,女性樣本193例,分別用SPSS 24.0軟件進(jìn)行分析,并按照百分?jǐn)?shù)法[5]對測定結(jié)果進(jìn)行分布排序,得到正常人95%置信區(qū)間(女性:47.9~407.5μg/dL;男性:97.1~522.5μg/dL),結(jié)果如圖3、圖4所示。

    2.4 樣本比對

    測定218例樣本,與西門子公司的硫酸去氫表雄酮測定試劑盒(化學(xué)發(fā)光法)作測值進(jìn)行比對,計(jì)算并分析本試劑盒測定結(jié)果與西門子對照試劑的相關(guān)性及一致性。

    圖3 177例健康男性DHEAS測值直方圖Figure 3 Histogram of DHEAS in 177 health male

    圖4 193健康女性DHEAS測值直方圖Figure4 Histogram of DHEAS in 193 health female

    2種試劑測定結(jié)果線性相關(guān)方程為y=1.078 13+0.992 16x(斜率95%置信區(qū)間為0.985 15~0.999 17,P<0.01),相關(guān)系數(shù)r=0.994 7(圖 4),由此可知兩者具有良好的相關(guān)性。

    采用Bland?Altmen統(tǒng)計(jì)下方法對2種試劑測值進(jìn)行分析,以2種試劑測值的平均值為橫坐標(biāo),2種試劑測值的比值為縱坐標(biāo),結(jié)果顯示兩者比值的均值為1.01,95%置信區(qū)間為(0.79~1.24),其中在95%置信區(qū)間外占總樣本數(shù)的4.13%(9/218)(圖5),由此分析2種試劑盒的測定結(jié)果一致性較高。

    圖5 2種試劑樣本測值相關(guān)性散點(diǎn)圖Figure 5 The scatter plot of correlation analysis of 2 assays

    圖6 2種試劑Bland?Altmen分析比對圖Figure 6 Bland?Altmen Plot assays with 2 reagents

    3 討論

    DHEA?S的檢測在臨床上具有重要的意義,而DHEA?S的定量測定方法有很多,其中以色譜法最為普遍。2015年P(guān)atrick等人[6]用色譜/串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測定10種內(nèi)源性類固醇激素;2017年Zang等人[7]開發(fā)了可以同時(shí)測定人血清中9種羥基雄激素及其結(jié)合物的方法——液相色譜?電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜法(liquid chromatogra?phy?mass spectrometry,LC?MS)。質(zhì)譜、色譜等方法具有靈敏度、精密度和準(zhǔn)確度高以及特異性好等優(yōu)點(diǎn),但由于儀器成本高昂,在普通的臨床檢驗(yàn)中推廣應(yīng)用成本非常高。為了有效降低檢測成本,有研究者通過聯(lián)合化學(xué)發(fā)光免疫分析法和LC?MS分析不同類型PCOS的雄激素水平,除有力證明血清睪酮、雄烯二酮、DHEA?S以及雌激素指數(shù)均為診斷PCOS高雄激素血癥的敏感指標(biāo)外,也呈現(xiàn)了化學(xué)發(fā)光免疫分析法和LC?MS對PCOS高雄激素血癥的診斷具有一致性這一重要結(jié)果[8]。

    上述的LC?MS和免疫診斷技術(shù)配合使用雖有效減少單純LC?MS應(yīng)用所帶來的高成本、耗時(shí)長等缺點(diǎn),但在現(xiàn)代臨床檢驗(yàn)和生命科學(xué)研究中,單純的免疫診斷技術(shù)的使用更為普遍和易于推廣。免疫診斷技術(shù)的日新月異,使傳統(tǒng)的手工操作復(fù)雜,反應(yīng)時(shí)間長,對環(huán)境污染性強(qiáng)的低端檢測技術(shù)逐步被新型的化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)所取代,化學(xué)發(fā)光免疫分析具有速度快,結(jié)果精確,靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),通常可測定納克級或皮克級的化學(xué)成分。為腫瘤[9]、糖尿?。?0]、性腺分泌異常,甲狀腺功能障礙[11]等疾病提供了有力的診斷工具。本研究中建立的試劑盒同樣具有化學(xué)發(fā)光免疫分析的特點(diǎn),最低檢測限可達(dá)1.84μg/dL,線性在10~1 500μg/dL之間(西門子、雅培:最低檢測限:3μg/dL;線性范圍:0~1 500μg/dL),相關(guān)系數(shù)r=0.999 8,準(zhǔn)確度的回收率為105.38%,重復(fù)性均小于8%,并且與DHEA、皮質(zhì)醇、醛固酮、雌二醇交叉反應(yīng)值小于最低檢測限,特異性良好。

    市場上硫酸去氫表雄酮的檢測以進(jìn)口試劑盒為主,本文作者對各個進(jìn)口廠家硫酸去氫表雄酮(化學(xué)發(fā)光免疫分析法)試劑盒的反應(yīng)模式進(jìn)行比較分析,可以看到除了與雅培包被抗DHEA?S抗體外,貝克曼包被山羊抗兔IgG二抗,羅氏、西門子2個進(jìn)口廠家均采用磁珠包被鏈霉親和素的反應(yīng)模式,該模式可以利用鏈霉親和素系統(tǒng)的信號放大作用達(dá)到更好的靈敏度。本研究在不同的反應(yīng)模式中比較、選擇了與這幾個進(jìn)口廠家不一樣的模式,該方法則是利用了二抗的信號放大作用,提高靈敏度,除此之外還可以使得標(biāo)記和檢測更加靈活。

    本研究新建立的試劑盒精密度、分析靈敏度和檢測范圍等性能與進(jìn)口廠家相比,有很大的競爭優(yōu)勢。為更好地滿足臨床檢測的需要,本文作者未來將對該試劑盒進(jìn)行覆蓋線性范圍的大量樣本進(jìn)行檢測和比對,并研究該試劑盒的各項(xiàng)穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證和評估,有望替代國外昂貴試劑應(yīng)用于臨床檢測。

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    Development and evaluation of a quantitative assay for dehydroepiandros?terone sulfate:chemiluminescence immunoassay

    SU Li★,JIA Chenlu
    (The Neonatal Disease Screening Center,The Third Affiliated Hospital of Zhengzhou University,Zhengzhou,Henan,China,450052)

    ObjectiveTo develop and evaluate the performance of the Dehydroepiandrosterone sulfate quantitative determination kit:chemiluminescent immunoassay.MethodsThe method of competitive inhibition was used to screen the raw materials and to establish the Dehydroepiandrosterone sulfate quantitative determination kit with chemiluminescent immunoassay.The performance of accuracy,limit of detection,lineari?ty,repeatability,analytical specificity,reference interval and samples comparison were determined.ResultsAfter screening,the reaction mode of magnetic particle coated goat anti mouse IgG?mouse anti DHEAS antibody?acridine ester labeled DHEAS?BSA was selected.The limit of detection was less to 1.84μg/dL.This assay was designed to be linear across the measurement range of 0~1 500μg/dL with valuer=0.999 8.The recovery rate was 105.38%.The repeatability was less than 8%.The DHEAS reference interval of healthy population was established(female:47.9~407.5μg/dL,male:97.1~522.5μg/dL).The determination results of serum samples were significantly correlated with results tested by SIEMENS ADVIA Centaur assay with the linear equation was y=1.078 3+0.992 16x and the valuer=0.994 7.The results of these 2 assays showed high consistency.ConclusionAll the performance characteristics of this kit reached the requirements for clinical detection andlaid a foundation for establishing the domestic quantitative assay of dehydroepiandrosterone sulfate,which is able to apply to the clinical detemination of serum DHEA?S.

    Dehydroepiandrosteronesulfate;Chemiluminescence immunoassay;Quantitative deter?mination kit

    作者單位:鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院新生兒疾病篩查中心,河南,鄭州450052

    ★通訊作者:蘇立,E?mail:29715562@qq.com

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