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自从纳米抗体于1993年发现以来,已经在多个领域展现出巨大的应用潜力。如何优化纳米抗体的制备技术,提高纳米抗体尤其是小分子化合物纳米抗体制备的成功率,一直是纳米抗体研究领域的重点和难点。目前,大部分有关提高纳米抗体制备成功率的研究集中在以下三个方面:半抗原的设计和合成、纳米抗体展示平台的替换、淘选方法和条件的改变。然而以上研究仅仅是从体外实验操作技术优化的角度,试图提高免疫原的特异性来获得更强的动物免疫应答,更换纳米抗体展示平台来提高其体外表达的效率和产量,尝试不同的淘选方法来降低阳性克隆的丢失率。目前小分子化合物纳米抗体制备的技术仍是挑战。本研究在前人研究结果的基础上对实验方案进行了优化,成功建立了一套有效的纳米抗体制备方法。本研究主要结论如下:(1)不同驼科动物体内同种异型重链抗体分布及其基因转录本丰度的研究。补充和完善了同种异型重链抗体在三种驼科动物体内的分布。不同驼科动物体内同种异型重链抗体的基因转录本丰度规律,同前人基于血清中抗体蛋白丰度的规律相同。重链抗体基因转录本丰度(62.9-97%)明显高于血清中重链抗体蛋白丰度(10-80%)。证明了骆驼是纳米抗体制备的理想动物,为下一步纳米抗体基因文库构建技术的优化打下了重要的基础。(2)纳米抗体基因文库构建技术的优化。基于前人所用旧引物的固有缺陷,重新设计了一系列用于驼科纳米抗体基因片段扩增的特异性引物,将新的三种同种异型重链抗体补充到纳米抗体基因文库中;通过比较一系列不同特性的DNA聚合酶,解决了前人研究中常见的纳米抗体基因片段扩增困难的问题,同时说明特异性较低、保真性较低的DNA聚合酶更加适合本实验的要求,对保持纳米抗体基因片段的完整性和多样性起到了重要的作用。形成了一套全新的纳米抗体制备技术方案。(3)纳米抗体的筛选。通过应用优化后的纳米抗体制备技术,将同种异型重链抗体IgG3a补充到纳米抗体基因文库中,并成功制备了源于IgG3a的特异性的三唑磷和氟虫腈的纳米抗体,对氟虫腈和三唑磷的检测灵敏度(IC50)分别达到3.68和6.6 ng/mL。淘选得到的阳性纳米抗体中60%以上来源于同种异型重链抗体IgG3a,不仅验证了本研究纳米抗体制备技术优化方案的成功,同时还意外发现了一种全新的驼源同种异型重链抗体IgG2k,为将来进一步研究铰链区对纳米抗体功能和特性的影响提供了新的思路与材料,为将来纳米抗体制备技术的进一步优化打下了良好的基础。(4)氟虫腈特异性纳米抗体的应用。建立了基于两种氟虫腈的特异性纳米抗体F1和F2的VHH-ELISA方法,应用于氟虫腈喂食大鼠和土拨鼠血液样品中氟虫腈及其主要代谢产物氟虫腈砜化物的残留检测。VHH-ELISA检测结果同HPLC-MS检测结果具有很好的相关性,相关系数为0.962-0.996,表明VHH-ELISA适用于血清中氟虫腈及其代谢产物的检测。