一种高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白、相关生物材料及其应用、检测试纸和检测试剂盒制造技术

本发明专利技术公开了一种高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白、相关生物材料及其应用、检测试纸和检测试剂盒，涉及生物技术和生物医药领域，本发明专利技术是通过对新冠病毒表面的最佳抗原刺突蛋白，即S蛋白的内部交联改造，突破业界瓶颈，在哺乳动物中表达并纯化获得高稳定性的全长S蛋白三聚体，最大限度地保留新冠病毒表面刺突蛋白的所有抗原表位，并以此稳定S蛋白为抗原捕获病人样本中的新冠病毒抗体，制作准确度高，灵敏度高，稳定性高的新型冠状病毒抗体即时检测试剂盒。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白、相关生物材料及其应用、检测试纸和检测试剂盒
本专利技术涉及生物技术及生物医药领域，尤其涉及一种高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白、相关生物材料及其应用、检测试纸和检测试剂盒，涉及基于内部交联的稳定态S蛋白新型冠状病毒抗体定量即时检测试剂盒，具体地说是应用新冠病毒表面最佳抗原稳定态全长S蛋白、胶体金和纳米磁微粒技术，实现对血液中抗新型冠状病毒S蛋白IgM抗体和(或)IgG抗体进行即时检测的试纸和试剂盒。
技术介绍
新型冠状肺炎(COVID-19)是由新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染引起的传染病。新型冠状病毒传播性强，潜伏期长，对人群普遍易感。新型冠状肺炎患者以发热、乏力、干咳为主要表现，严重者可致死。部分患者并无症状，隐蔽性高。由于疫情发展迅速且无特效药和疫苗，早期诊断成为疫情防控的关键。核酸检测虽是疑似患者确诊的“金标准”，但其技术壁垒高、耗时长且假阴性率高，因而核酸单项检测不能满足疫情期间对疑似病例快速筛查的要求。血清学特异性抗体检测是诊断病毒感染的另一关键证据，该手段通过SARS-CoV-2抗原对血清中特异性抗体(IgM或者IgG)的存在及含量进行检测，来间接判断病毒的感染情况。抗体检测采用静脉血取样，相较与核酸检测的取样更加稳定。目前针对SARS-CoV-2的抗体检测主要有刺突蛋白(S蛋白)和核衣壳蛋白(N)蛋白两种抗原，其中病毒表面的刺突蛋白(S蛋白)承担病毒与宿主细胞膜受体结合及膜融合功能。不同冠状病毒S蛋白彼此之间同源性低，特异性强，因此S蛋白是开发免疫诊断产品的首选抗原。然而由于S蛋白提纯后稳定性较差，无法长期保存，因此目前市面上开发的免疫学检测试剂均采用N蛋白或者S蛋白的一部分(例如受体结合区域RBD)。这些试剂无法完整的表征病毒表面的抗原特性，同时无法保证抗原蛋白在试剂盒储备中的稳定性，存在特异性差和假阳性高等诸多问题，无法满足大规模排查疑似病例和无症状患者的疫情防控要求。针对上述问题，特提出本专利技术，通过中科院武汉病毒所公布的2019新型冠状病毒基因组序列中刺突蛋白编码序列的基础上，在新型冠状病毒表面S蛋白内部构建二硫键形式的交联位点，移除S蛋白内部剪切位点，获得高稳定性；通过在N端插入分泌信号肽，在C段插入酶切位点、聚合信号肽以及亲和纯化标签，在哺乳动物细胞中实现S蛋白三聚体的高产量分泌表达，解决产业化难题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白、相关生物材料及其应用、检测试纸和检测试剂盒。本专利技术的第一目的在于提供一种SARS-CoV-2高稳定性高特异性抗原。本专利技术的第二目的在于提供一种胶体金捕获法检测SARS-CoV-2抗体的检测试纸或试剂盒。本专利技术的第三目的在于提供一种胶体金间接法检测SARS-CoV-2抗体的检测试纸或试剂盒。本专利技术的第四目的在于提供一种胶体金双抗原夹心法检测SARS-CoV-2抗体的检测试纸或试剂盒。本专利技术的第五目的在于提供一种纳米磁微粒捕获法检测SARS-CoV-2抗体的检测试纸或试剂盒。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白(高稳定性S蛋白)，在中科院武汉病毒所公布的2019新型冠状病毒基因组序列(全球流感序列数据库GISAID获取编号：EPI_ISL_402124)中刺突蛋白编码序列的基础上，通过设计一系列特定的氨基酸突变，以实现S蛋白的内部交联，从而获得超高的稳定性其特征在于，所述的携带突变位点的核苷酸序列如SEQIDNO：1所示；所述的氨基酸突变位点包括：S383C、G413C、D985C、K986P、V987C。所述的氨基酸突变由设计突变引物和通过Q5聚合酶(NEB公司)扩增实现。进一步的，其实现在人胚胎细胞HEK293F中稳定态全长S蛋白的高效表达以及后续的蛋白纯化，重组表达序列包括了2段插入序列，所述插入序列包括：N端分泌信号肽和C端聚合信号肽以及6xHis表达标签，其中N端插入序列如SEQIDNO：2所示，其中C端插入序列如SEQIDNO：3所示；完整的表达序列如SEQIDNO.4所示。一种与稳定性新型冠状病毒刺突蛋白的相关生物材料，所述生物材料至少为如下任何一种：(a)核酸分子：编码权利要求1和2所述的氨基酸序列；(b)重组载体：含有(a)中核酸分子；(c)重组真核细胞：含有(a)中核酸分子或(b)中重组载体。本专利技术还公开了上述稳定性新型冠状病毒刺突蛋白或相关生物材料于检测SARS-CoV-2抗体或制备SARS-CoV-2抗体中的应用；其中：优选地，SARS-CoV-2抗体为IgM或IgG；优选地，检测SARS-CoV-2抗体的方法包括胶体金捕获法、胶体金间接法、胶体金双抗原夹心法或ELISA，以及纳米磁微粒检测法；优选地，产品包括试纸或试剂盒。本专利技术提供了多种相关检测试纸，具体如下：一种胶体金捕获法检测SARS-CoV-2抗体的检测试纸，包括底板、结合垫、测试垫、包被膜和吸收垫，沿待测液体样品流动方向，结合垫、测试垫、包被膜和吸收垫依次固定于底板上；结合垫负载有金标蛋白，所述金标蛋白包括权利要求1或2所述的高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白；包被膜设有检测区和质控区，检测区分别负载有鼠抗人IgG和IgM单克隆抗体，质控区负载有羊抗鼠IgG多克隆抗体。一种胶体金间接法检测SARS-CoV-2抗体的检测试纸，包括底板、结合垫、测试垫、包被膜和吸收垫，沿待测液体样品流动方向，结合垫、测试垫、包被膜和吸收垫依次固定于底板上；结合垫负载有金标蛋白，所述金标蛋白包括鼠抗人IgG或IgM单克隆抗体，包被膜设有检测区和质控区，所述检测区负载有如权利要求1或2所述的高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白；质控区负载有羊抗鼠IgG多克隆抗体。一种胶体金捕获法检测SARS-CoV-2抗体的检测试纸，包括底板、结合垫、测试垫、包被膜和吸收垫，沿待测液体样品流动方向，结合垫、测试垫、包被膜和吸收垫依次固定于底板上；结合垫负载有金标蛋白，所述金标蛋白包括如权利要求1或2所述的高稳定性S蛋白；包被膜设有检测区和质控区，检测区负载权利要求1或2所述的高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白；质控区负载有羊抗鼠IgG多克隆抗体。一种结合纳米磁微粒的侧向流层析技术检测SARS-CoV-2抗体的检测试纸，包括底板、结合垫、测试垫、包被膜和吸收垫，沿待测液体样品流动方向，结合垫、测试垫、包被膜和吸收垫依次固定于底板上；结合垫负载有纳米磁颗粒标记蛋白，所述纳米磁颗粒标记蛋白包括如权利要求1或2所述的高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白；包被膜设有检测区和质控区，检测区分别负载有鼠抗人IgG和IgM单克隆抗体；质控区负载有羊抗鼠IgG多克隆抗体。进一步的，所述高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白的序列构成为分泌信号-包含权利要求1中一个或多个突变位点的S蛋白序列-连接肽-酶切位点-连接肽-聚合肽-表达标签。本专利技术最后还提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白，在中科院武汉病毒所公布的2019新型冠状病毒基因组序列中刺突蛋白编码序列的基础上，通过设计一系列特定的氨基酸突变，以实现S蛋白的内部交联，从而获得超高的稳定性其特征在于，所述的携带突变位点的核苷酸序列如SEQIDNO：1所示；所述的氨基酸突变位点包括：S383C、G413C、D985C、K986P、V987C。/n

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性新型冠状病毒刺突蛋白，在中科院武汉病毒所公布的2019新型冠状病毒基因组序列中刺突蛋白编码序列的基础上，通过设计一系列特定的氨基酸突变，以实现S蛋白的内部交联，从而获得超高的稳定性其特征在于，所述的携带突变位点的核苷酸序列如SEQIDNO：1所示；所述的氨基酸突变位点包括：S383C、G413C、D985C、K986P、V987C。


2.根据权利要求1所述的稳定性新型冠状病毒刺突蛋白，其特征在于，其实现在人胚胎细胞HEK293F中稳定态全长S蛋白的高效表达以及后续的蛋白纯化，重组表达序列包括了2段插入序列，所述插入序列包括：N端分泌信号肽和C端聚合信号肽以及6xHis表达标签，其中N端插入序列如SEQIDNO：2所示，其中C端插入序列如SEQIDNO：3所示；完整的表达序列如SEQIDNO.4所示。


3.一种与稳定性新型冠状病毒刺突蛋白的相关生物材料，其特征在于，所述生物材料至少为如下任何一种：
(a)核酸分子：编码权利要求1和2所述的氨基酸序列；
(b)重组载体：含有(a)中核酸分子；
(c)重组真核细胞：含有(a)中核酸分子或(b)中重组载体。


4.根据权利要求1或2所述的稳定性新型冠状病毒刺突蛋白或权利要求3所述的相关生物材料于检测SARS-CoV-2抗体或制备SARS-CoV-2抗体中的应用；
其中：
优选地，SARS-CoV-2抗体为IgM或IgG；
优选地，检测SARS-CoV-2抗体的方法包括胶体金捕获法、胶体金间接法、胶体金双抗原夹心法或ELISA，以及纳米磁微粒检测法；
优选地，产品包括试纸或试剂盒。


5.一种胶体金捕获法检测SARS-CoV-2抗体的检测试纸，其特征在于，包括底板、结合垫、测试垫、包被膜和吸收垫，沿待测液体样品流动方向，结合垫、测试垫、包被膜和吸收垫依次固定于底板上；结合垫负载有金标蛋白，所述金标蛋白包括权利要求1或2所述的高稳定性新型...

【专利技术属性】
技术研发人员：张影，熊晓犁，李宁宁，张秦鲁，徐涤非，范恒新，陈明，徐朋奇，何俊，周光前，
申请(专利权)人：张影，
类型：发明
国别省市：广东;44