內毒素是革蘭氏陰性菌細胞壁上的一種脂多糖,主要由類(lèi)脂A、0-特異性多糖側鏈和核心寡聚糖三部分組成。
內毒素的生物學(xué)功能:
1、致熱性
2、對細菌細胞外膜有保護作用
3、誘導白細胞粘連分子粘連到內皮細胞上
4、刺激中性粒細胞,誘導其形態(tài)發(fā)生改變
5、促發(fā)凝血系統,導致彌散性血管內凝血
6、導致器官損傷,中毒性休克
7、誘導細胞凋亡
8、具有免疫佐劑活性
9、激活補體,發(fā)揮天然的免疫應答效應
內毒素的檢測方法
鱟試劑法
具有快速、簡(jiǎn)便、靈敏度高和重復性好等優(yōu)點(diǎn),是目前檢測內毒素的金標準。但這種方法有兩大缺陷,檢測結果易受樣品本身的顏色及濁度影響,必須對樣品進(jìn)行前處理;需要捕殺大量保護動(dòng)物鱟。因此,鱟試劑法的替代方法備受關(guān)注,如:羅氏蛋白染色法、焚光偏振法、同位素標記法、ELISA等,其中ELISA應用較為廣泛。
ELISA
具有特異性好、準確性高等優(yōu)點(diǎn),可以直接檢測含高濃度內毒素(如發(fā)熱病人血清)的樣本,但其檢測靈敏度較當試劑法有較大差距,對于環(huán)境中的低濃度內毒素,往往需要進(jìn)行樣品預處理后才能檢測。此外,使用的內毒素抗體產(chǎn)品劑量少、成本高,對溫度、有機溶劑耐受性差,極大的限制了ELISA在環(huán)境樣品內毒素檢測中的應用。
利用分子印跡技術(shù)所制備的人工抗體(MIP),可特異性識別和結合IE分子,并具有穩定性好、能耐受高溫高壓和強酸強堿等特點(diǎn),已廣泛用于固相萃取、親和層析等樣品預處理和分析技術(shù)中。將MIP與ELISA技術(shù)相結合,可以充分發(fā)揮MIP的特異性吸附作用,高效分離和富集樣品中殘留的內毒素,同時(shí)在ELISA中引入發(fā)光物質(zhì)進(jìn)行檢測,以提高內毒素檢測的靈敏度和準確性。
內毒素的去除
內毒素分子結構復雜且不均一,導致內毒素可以多種方式與溶液中的蛋白質(zhì)相互作用,形成復合物,大大增加了去除的難度。
內毒素的去除可采用親合層析法、離子交換層析法、疏水層析法、凝膠過(guò)濾層析法、超濾法、吸附法等。
去除方法
親合層析法
原理:利用被分離的生命大分子物質(zhì)和特異性配體之間能可逆結合與解離;從內毒素的空間排布及立體結構的特點(diǎn),篩選能與其互補親和的配基
優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單快速,分離效率高,保留活性,作用力強,選擇性高
不足:必須找到與分離物質(zhì)合適的配體,成本高,范圍受限
離子交換層析法
原理:內毒素在pH>2時(shí)帶負電荷,與陰離子交換介質(zhì)Q或DEAE基團有較強結合,可用高鹽緩沖液或NaOH去除
優(yōu)點(diǎn):適于從堿性蛋白質(zhì)中去除,成本低,吸附容量大
不足:不適合于溶液中存在其他帶負電荷物質(zhì)的情況
疏水層析法
原理:內毒素的脂肪A部份有很強的疏水性,在高鹽下會(huì )凝集,無(wú)法掛上疏水層析柱
優(yōu)點(diǎn):可選擇能結合目標蛋白的疏水介質(zhì)而去除內毒素
不足:適用對象受限
凝膠過(guò)濾層析法
原理:內毒素多為多聚體,根據分子大小可以有效分離
簡(jiǎn)單有效
不足:處理量小,耗時(shí)長(cháng)
超濾法
原理:原液及保護劑的分子量與內毒素分子量差別較大,選擇合適的超濾膜
優(yōu)點(diǎn):適用于目標產(chǎn)物分子量小的溶液
不足:活性損失大
吸附法
原理:熱原在水溶液中可被活性炭、石棉、白陶土等吸附而除去
優(yōu)點(diǎn):?適合于組分較為簡(jiǎn)單的小分子的溶液中去除
不足:易吸附有效成分,殘余活性炭不易去除