植物源重组荧光免疫球蛋白G的创新生产及其在免疫诊断试剂中的应用

本研究通过植物分子农业（PMF）技术，成功构建了融合绿色荧光蛋白（GFP）和蓝光激发橙红荧光蛋白（CyOFP1）的重组免疫球蛋白G（IgG），实现了在烟草（Nicotiana benthamiana）中高效表达（80-35 mg/kg），并验证其作为即用型诊断试剂的潜力。该抗体保留了原单抗5H3对黄曲霉毒素M1（AFM1）的高亲和力，同时具备荧光信号输出能力，为开发低成本、高灵敏度的侧流免疫层析（LFIA）和OLED生物传感器提供了新策略。

　　

植物源荧光抗体的创新生产与诊断应用

研究背景
随着即时检测（POCT）需求增长，传统化学标记抗体成本高、稳定性差的问题日益凸显。本研究利用植物分子农业（Plant Molecular Farming, PMF）技术，将单克隆抗体5H3重链分别与绿色荧光蛋白（GFP）和蓝光激发橙红荧光蛋白（CyOFP1）融合，开发出具有双重功能的重组荧光抗体。

技术突破
通过农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导的瞬时转化技术，在烟草叶片中高效表达两种重组抗体5H3GFP和5H3CyOFP1，产量分别达80 mg/kg和35 mg/kg。Western blot验证显示，融合蛋白分子量符合预期（77 kDa和76 kDa），且保留了完整的抗原结合能力。值得注意的是，CyOFP1因与叶绿素荧光光谱重叠，无法实现活体监测，但其体外荧光强度显著优于GFP。

功能验证
竞争性ELISA证实，两种荧光抗体对AFM1的半数抑制浓度（IC₅₀）与原抗体相当（P>0.05），其中5H3CyOFP1表现更优的亲和力（K_d降低）。凝胶过滤色谱显示完整IgG占比超65%，但存在轻链二聚体现象，提示后续需优化表达平衡。

诊断应用

1. 侧流免疫层析（LFIA）：
   在Tris-HCl缓冲体系（pH 8.5）中，5H3CyOFP1可实现9.38 ng/条的检测限，信号强度与抗体浓度呈指数相关。竞争实验证实，添加2 ng AFM1即可显著抑制测试线荧光，为乳制品毒素检测奠定基础。

2. OLED生物传感器：
   采用490 nm发射的Alq3微腔OLED激发CyOFP1时，荧光信号较标准OLED提升3倍。在竞争实验中，100 pg/mL AFM1即引起显著信号衰减，灵敏度满足欧盟标准（25 ng/kg婴幼儿食品限值）。

未来展望
尽管存在CyOFP1表达量较低、抗体片段降解等问题，该研究首次实现了植物源全长荧光IgG的规模化生产。通过优化连接肽设计或采用轻链标记策略，有望进一步提升产量，为低成本、可持续的诊断试剂开发提供新范式。