PL239340B1 - Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA - Google Patents
Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA Download PDFInfo
- Publication number
- PL239340B1 PL239340B1 PL432021A PL43202119A PL239340B1 PL 239340 B1 PL239340 B1 PL 239340B1 PL 432021 A PL432021 A PL 432021A PL 43202119 A PL43202119 A PL 43202119A PL 239340 B1 PL239340 B1 PL 239340B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cea
- biosensor
- layer
- receptor
- spri
- Prior art date
Links
- 101000914324 Homo sapiens Carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 5 Proteins 0.000 title abstract 3
- 101000914321 Homo sapiens Carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 7 Proteins 0.000 title abstract 3
- 239000000427 antigen Substances 0.000 title description 3
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 title description 3
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 title description 3
- 102100022019 Pregnancy-specific beta-1-glycoprotein 2 Human genes 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 claims abstract description 7
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229960003151 mercaptamine Drugs 0.000 claims abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 3
- 102100025475 Carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 5 Human genes 0.000 claims abstract 5
- UFULAYFCSOUIOV-UHFFFAOYSA-N cysteamine Chemical compound NCCS UFULAYFCSOUIOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 108010022366 Carcinoembryonic Antigen Proteins 0.000 claims description 41
- 241001529936 Murinae Species 0.000 claims description 2
- 102000012406 Carcinoembryonic Antigen Human genes 0.000 description 39
- 101100310856 Drosophila melanogaster spri gene Proteins 0.000 description 22
- 238000001847 surface plasmon resonance imaging Methods 0.000 description 10
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 9
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 7
- 206010009944 Colon cancer Diseases 0.000 description 6
- 208000001333 Colorectal Neoplasms Diseases 0.000 description 6
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 206010003011 Appendicitis Diseases 0.000 description 4
- 102000004245 Proteasome Endopeptidase Complex Human genes 0.000 description 4
- 108090000708 Proteasome Endopeptidase Complex Proteins 0.000 description 4
- 102100039865 Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase 1 Human genes 0.000 description 4
- 101710167636 Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase 1 Proteins 0.000 description 4
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 4
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000004416 surface enhanced Raman spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- INZOTETZQBPBCE-NYLDSJSYSA-N 3-sialyl lewis Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@H]([C@H](O)CO)[C@@H]([C@@H](NC(C)=O)C=O)O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@]2(O[C@H]([C@H](NC(C)=O)[C@@H](O)C2)[C@H](O)[C@H](O)CO)C(O)=O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 INZOTETZQBPBCE-NYLDSJSYSA-N 0.000 description 2
- 102000004266 Collagen Type IV Human genes 0.000 description 2
- 108010042086 Collagen Type IV Proteins 0.000 description 2
- 206010011498 Cryptorchism Diseases 0.000 description 2
- 102000000424 Matrix Metalloproteinase 2 Human genes 0.000 description 2
- 108010016165 Matrix Metalloproteinase 2 Proteins 0.000 description 2
- 208000005718 Stomach Neoplasms Diseases 0.000 description 2
- 208000007097 Urinary Bladder Neoplasms Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 208000006990 cholangiocarcinoma Diseases 0.000 description 2
- 201000000160 cryptorchidism Diseases 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 206010017758 gastric cancer Diseases 0.000 description 2
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 108010028309 kalinin Proteins 0.000 description 2
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 2
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 2
- 201000011549 stomach cancer Diseases 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 239000000439 tumor marker Substances 0.000 description 2
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 2
- LKDMKWNDBAVNQZ-UHFFFAOYSA-N 4-[[1-[[1-[2-[[1-(4-nitroanilino)-1-oxo-3-phenylpropan-2-yl]carbamoyl]pyrrolidin-1-yl]-1-oxopropan-2-yl]amino]-1-oxopropan-2-yl]amino]-4-oxobutanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC(=O)NC(C)C(=O)NC(C)C(=O)N1CCCC1C(=O)NC(C(=O)NC=1C=CC(=CC=1)[N+]([O-])=O)CC1=CC=CC=C1 LKDMKWNDBAVNQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010004593 Bile duct cancer Diseases 0.000 description 1
- 206010005003 Bladder cancer Diseases 0.000 description 1
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 102000004225 Cathepsin B Human genes 0.000 description 1
- 108090000712 Cathepsin B Proteins 0.000 description 1
- 102000004173 Cathepsin G Human genes 0.000 description 1
- 108090000617 Cathepsin G Proteins 0.000 description 1
- 102000004172 Cathepsin L Human genes 0.000 description 1
- 108090000624 Cathepsin L Proteins 0.000 description 1
- 102000005600 Cathepsins Human genes 0.000 description 1
- 108010084457 Cathepsins Proteins 0.000 description 1
- 208000005443 Circulating Neoplastic Cells Diseases 0.000 description 1
- 206010052358 Colorectal cancer metastatic Diseases 0.000 description 1
- 102000012192 Cystatin C Human genes 0.000 description 1
- 108010061642 Cystatin C Proteins 0.000 description 1
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 1
- 201000009273 Endometriosis Diseases 0.000 description 1
- 102000016359 Fibronectins Human genes 0.000 description 1
- 108010067306 Fibronectins Proteins 0.000 description 1
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 1
- 206010058467 Lung neoplasm malignant Diseases 0.000 description 1
- 102000000380 Matrix Metalloproteinase 1 Human genes 0.000 description 1
- 108010016113 Matrix Metalloproteinase 1 Proteins 0.000 description 1
- 208000000407 Pancreatic Cyst Diseases 0.000 description 1
- 206010061902 Pancreatic neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 108050000823 Peptidase C12, ubiquitin carboxyl-terminal hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 102000008880 Peptidase C12, ubiquitin carboxyl-terminal hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 102100037265 Podoplanin Human genes 0.000 description 1
- 101710118150 Podoplanin Proteins 0.000 description 1
- 102000007584 Prealbumin Human genes 0.000 description 1
- 108010071690 Prealbumin Proteins 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N aminothiocarboxamide Natural products NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 208000026900 bile duct neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 208000002458 carcinoid tumor Diseases 0.000 description 1
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 1
- 201000010989 colorectal carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 210000002726 cyst fluid Anatomy 0.000 description 1
- 230000002357 endometrial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004696 endometrium Anatomy 0.000 description 1
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 150000002343 gold Chemical class 0.000 description 1
- 239000003547 immunosorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 201000007450 intrahepatic cholangiocarcinoma Diseases 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 201000005202 lung cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000020816 lung neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 208000015486 malignant pancreatic neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 1
- 230000001613 neoplastic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 201000002528 pancreatic cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000008443 pancreatic carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 230000035935 pregnancy Effects 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical group 0.000 description 1
- -1 thiourea modified gold Chemical class 0.000 description 1
- 239000000107 tumor biomarker Substances 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
- 201000005112 urinary bladder cancer Diseases 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest biosensor do specyficznego oznaczania ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA w płynach ustrojowych i homogenatach tkankowych techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging, który zawiera płytkę szklaną (1) pokrytą warstwą złota (3) na podłożu chromu (2) oraz siatkę polimeru tworzącą pęk miejsc aktywnych zawierających warstwę receptorową. Warstwę receptorową stanowi monoklonalne mysie przeciwciało (5) specyficzne na CEA połączone kowalencyjnie z linkerem (4), w postaci cysteaminy, łączącym receptor z warstwą złota (3) pokrywającą płytkę szklaną (1) na podłożu z chromu (2).
Description
Przedmiotem wynalazku jest biosensor do specyficznego oznaczania ludzkiego antygenu rakowo-płodowego (CEA) w płynach ustrojowych techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging.
Antygen rakowo-płodowy CEA jest markerem nowotworowym stosowanym do diagnozowania i prognozowania raka jelita grubego (T. Yamao, S. Kai, A. Kazami, K. Koizumi, T. Handa, N. Takemoto, M. Maruyama, Tumor Markers CEA, CA19-9 and CA125 in Monitoring of Response to Systemie Chemotherapy in Patients with Advanced Gastric Cancer. Jpn J Clin Oncol, 29 (1999)550-555.; C. Aggarwal, N. J. Meropol, C. J. Punt, N. Iannotti, B. H. Saidman, K. D. Sabbath, N. Y. Gabrail, J. Picus, M. A. Morse, E. Mitchell, Relationship among circulating tumor cells, CEA and overall survival in patients with metastatic colorectal cancer. Annals of Oncology, 24(2013) 420-428; Chien-ChihChen, ShungHaurYang, Jen-KouLin, Tzu-ChenLin, Wei-Shone Chen, Jeng-Kae Jiang, Huann-ShengWang, ShihChingChang. Is it reasonable to add preoperative serum level of CEA and CA19-9 to staging for colorectal cancer? J Surgical Res. 124(2005) 169-174).
CEA jest także markerem raka piersi, trzustki (Y. Yu, Q. Zhang, J. Buscaglia, C.C. Chang, Y. Liu, Z. Yang, Y. Guo, Y. Wang, K. Levon, M. Rafailovich, Quantitative real-time detection of carcinoembryonic antigen (CEA) from pancreatic cyst fluid using 3-D surface molecular imprinting, Analyst, 2016, 141, 4424-4431) a także raka dróg żółciowych (M. Jaklitsch, H. Petrowsky, The power to predict with biomarkers: carbohydrate antigen 19-9 (CA 19-9) and carcinoembryonic antigen (CEA) serum markers in intrahepatic cholangiocarcinoma, Translational Gastroenterology and Hepatology, 4(2019)23).
CEA jest wysokocząsteczkową rakowo-płodową glikoproteiną o masie cząsteczkowej 180-200 kDa składającą się w około 60% z fragmentów cukrowych (P. Thomas, C. A. Toth, K. S. Saini, J. M. Jessup, G. Steele Jr. The structure, metabolizm and function of the carcinoembryonic antigen gene family. Biochim Biophys Acta. 1032(1990)177-189; M. J. Duffy, Carcinoembryonic antigen as a marker for colorectal cancer: is it clinically useful? Clin Chem. 47(2001)624-630).
U zdrowych ludzi CEA powstaje głównie w stadium rozwoju płodowego. Dlatego stężenie CEA w krwi zdrowych ludzi utrzymuje się na bardzo niskim poziomie (około 1-2 ng/ml (K. Konstantopoulos, S. N. Thomas, Cancer cells in transit: the vascular interactions of tumor cells, Annual Rev. Biomed. 11(2009) 177-202) z medianą 0,7ng/ml (S. Ercan, O. Kaymaz, N. Yucel, A. Orcun, Serum concentrations of CA 125, CA 15-3, CA 19-9 and CEA in normal pregnancy: a longitudinal study, Arch. Gynecol. Obstet. 285(2012)579-584).
Jednak aż do wartości 5 ng/ml w osoczu stężenie CEA uważa się za mieszczące się w normie (S.-B. Tian, J.-C.Yu, W.-M. Kang, Z.-Q. Ma, X. Ye,'z.-J. Cao, C. Yan, Combined Detection of CEA, CA 19-9, CA 242 and CA 50 in the Diagnosis and Prognosis of Resectable Gastric Cancer, Asian Pac. J. CancerPrev., 15(2014)6295-6300.;Z.Vukobrat-Bjedic, A.Husic-Selimovic, A. Sofic, N. Bjedic, I. Bjelogrlic, B. Gogov, A. Mehmedovic, Cancer Antigens (CEA and CA 19-9) as Markers of Advanced Stage of Colorectal Carcinoma Med Arh. 67(2013) 397-401).
CEA jest oznaczane za pomocą metody immunochemiluminescencyjnej, elektrochemiluminescencyjnej, immunosorpcyjunych testów ELISA (J. Wu, Z. Fu, F. Yan, H. Ju, Biomedical and clinical applications of immunoassays and immunosensors for tumor markers. Trends in Analytical Chemistry, 26(2007) a także elektrochemicznie za pomocą złotej elektrody modyfikowanej tiomocznikiem (W. Limbut, P. Kanatharana, B. Mattiasson, P. Asawatreratanakul, P. Thavarungkul, A reusable capacitive immunosensor for carcinoembryonic antygen (CEA) detection using thiourea modified gold electrode. Anal. Chim. Acta 561(2006)55-61) oraz wzmacnianej powierzchniowo spektroskopii Ramana SERS (H. Chon, S. Lee, S. W. Son, C. H. Oh, J. Choo, Highly Sensitive Immunoassay of Lung Cancer Marker Carcinoembryonic Antigen Using Surface-Enhanced Raman Scattering of Hollow Gold Nanospheres. Anal. Chem. 81(2009) 3029-3034).
Alternatywną możliwością oznaczania antygenu rakowo-płodowego (CEA) jest zastosowanie biosensora i techniki powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji obrazowej (Imaging) (SPRi). Została ona przedstawiona m.in. w pracach: A. Sankiewicz, L. Romanowicz, P. Laudanski, B. ZelazowskaRutkowska, B. Puzan, B. Cylwik, E. Gorodkiewicz, SPR imaging biosensor for determination of laminin-5 as a potential cancer marker in biological material, Anal Bioanal Chem. 2016;408: 5269-5276; A. Sankiewicz, Z. Łukaszewski, K. Trojanowska, E. Gorodkiewicz, Determination of collagen type IV by Surface Plasmon Resonance Imaging using a specific biosensor, Anal Biochem. 2016; 515: 40-46;
PL 239 340 B1
A. Sankiewicz, A. Markowska, Z. Łukaszewski, B. Puzan, E. Gorodkiewicz, Methods for 20S Immunoproteasome and 20S Constitutive Proteasome Determination Based on SPPI Biosensors, Cell Molec Bioengin. 2017; 10:174-185.40-46; A. Tokarzewicz, L. Romanowicz, I. Sveklo, E. Gorodkiewicz, The development of a matrix metalloproteinase-1 biosensor based on the surface plasmon resonance imaging technique, Anal Methods. 8(2016) 6428-6435; A. Tokarzewicz, L. Romanowicz, I. Sveklo, E. Matuszczak, A. Hermanowicz, E. Gorodkiewicz. SPRI biosensors for quantitative determination of matrix metalloproteinase-2, Anal Methods. 9(2017) 2407-2414; A. Sankiewicz, L. Romanowicz, M. Pyc, A. Hermanowicz, E. Gorodkiewicz, SPR imaging biosensor for the quantitation of fibronectin concentration in blood samples, J Pharmac Biomed. Anal. 150(2018)1-8; A. Tokarzewicz, L. Romanowicz, A. Sankiewicz, A. Hermanowicz, K. Sobolewski, E. Gorodkiewicz, A New Analytical Method for Determination of Cathepsin L Based on the Surface Plasmon Resonance Imaging Biosensor, Int J Mol Sci.;20(2019)2166. Zastosowanie bioanalityczne SPRi przedstawiają m.in. publikacje: A. Sankiewicz, T. Guszcz , R. Mena-Hortelano, K. Zukowski, E. Gorodkiewicz E, Podoplanin serum and urine concentration in transitional bladder cancer, Cancer Biomark. 2016; 16: 343-350; E. Matuszczak, M. Tylicka, A. Hermanowicz, W. Debek, A. Sankiewicz, E. Gorodkiewicz, Application of SPR imaging biosensor for the measurement of 20S proteasomes in blood plasma of children with thermal injury, Annal Clin Lab Sci. 2016; 46: 407-411; A. Tokarzewicz, T. Guszcz, A. Onopiuk, R. Kozlowski, E. Gorodkiewicz, Utility of cystatin C as a potential bladder tumour biomarker confirmed by surface plasmon resonance technique, Indian J A Med Res. 2018; 218: 46-50; E. Matuszczak, M. Tylicka, W. Debek, A. Sankiewicz, E. Gorodkiewicz, A. Hermanowicz, Overexpression of ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase LI (UCHL1) in serum of children after thermal injury, Adv Med Sci. 2017; 62: 83-86; A. Weremijewicz, E. Matuszczak, A. Sankiewicz, M. Tylicka, M. Komarowska, A. Tokarzewicz et al. Matrix metalloproteinase-2 and its correlation with basal membrane components laminin-5 and collagen type IV in paediatric burn patients measured with Surface Plasmon Resonance Imaging (SPRI) biosensors, Burns, 2018; 44: 931-940;D. Toliczenko-Bernatowicz, E. Matuszczak, M. Tylicka, B. Szymańska, M. Komarowska, E. Gorodkiewicz, et al. Overexpression of ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase 1 (UCHL1) in boys with cryptorchidism, Rios One, 2018; 13: eO191806; E .Matuszczak, M. Tylicka, W. Debek, A. Sankiewicz, E. Gorodkiewicz, A. Hermanowicz, Concentration of Proteasome in the Blood Plasma of Children with Acute Appendicitis, Before and After Surgery, and Its Correlation with CRB, World J Surg. 2018; 42: 2259-2264; E. Matuszczak, M. Tylicka, W. Debek, A. Tokarzewicz, E. Gorodkiewicz, A. Hermanowicz, Concentration ofUHCLl in the Serum of Children with Acute Appendicitis, Before and After Surgery, and Its Correlation with CRB and Prealbumin, J Investig Surg. 2018; 31: 136-141; D. Toliczenko-Bernatowicz, E. Matuszczak, M. Tylicka, A. Sankiewicz, M. Komarowska, E. Gorodkiewicz, et al. 20S proteasome in the blood plasma of boys with cryptorchidism, J Endocrinol Investig. 2018; 41: 1103-1106; E. Matuszczak, A. Sankiewicz, W. Debek, E. Gorodkiewicz, R. Milewski, A. Hermanowicz, Immunoproteasome in the blood plasma of children with acute appendicitis, and its correlation with proteasome and UCHL1 measured by SPR imaging biosensors, Clin Exper Immun. 2018; 191:125-132; E. Matuszczak, M. Komarowska, M. Tylicka, W. Debek , E. Gorodkiewicz, A. Tokarzewicz, et al, Determination of the concentration of cathepsin B by SPRI biosensor in children with appendicitis, and its correlation with proteasomes, Adv Clin Exp Med. 2018; 27:1529-1534: R. Grzywa, E. Gorodkiewicz, E. Burchacka, A. Lesner, P. Laudanski, Z. Łukaszewski, M. Sienczyk, Determination of cathepsin G in endometrial tissue using a surface plasmon resonance imaging biosensor with tailoredphosphonic inhibitor, Eur J Obstetr Gynecol ReprodBiol. 2014;182: 3842; P. Laudanski, E. Gorodkiewicz, B. Ramotowska, R. Charkiewicz, M. Kuźmicki, J. Szamatowicz, Determination of cathepsins B, D and G concentration in eutopic proliferative endometrium of women with endometriosis by the surface plasmon resonance imaging (SPRI) technique, Eur J Obstetr Gynecol Reprod Biol. 2013; 169: 80-83.
Biosensor wychwytuje wyłącznie oznaczaną substancję z roztworu, a aparatura SPRi reaguje na przyrost masy na powierzchni biosensora i przekształca go w sygnał analityczny. Rozwiązanie takie charakteryzuje prostota zarówno wykonania biosensora, jak i przeprowadzenia procesu pomiarowego. Dlatego rozwiązanie to może konkurować z obecnie stosowanymi metodami oznaczania substancji biologicznie aktywnych. Według obecnego stanu techniki istnieją liczne biosensory SPRi umożliwiające oznaczania stężenia substancji bioaktywnych. Takie biosensory ujawniają przykładowe opisy JP2009133844 ‘(A), US6239255, PL223400, PL210052, PL222548, P.417435 czy też P.422096.
Dotychczas jednak me opracowano biosensora SPRi do oznaczania CEA.
Istotą wynalazku jest biosensor do specyficznego oznaczania CEA w płynach ustrojowych (osocze lub surowica krwi, mocz) lub homogenatach tkankowych dostosowany do współpracy z techniką
PL 239 340 B1 powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji obrazowej (Imaging). Biosensor wykorzystuje monoklonalne mysie przeciwciało specyficzne wobec CEA jako receptora i spełnia warunki analityczne pod względem zakresu pomiarowego, specyficzności, precyzji i dokładności pomiaru. Biosensor według wynalazku zawiera płytkę szklaną pokrytą warstwą złota oraz siatkę polimeru tworzącą pęk miejsc aktywnych zawierających warstwę receptorową. Warstwę receptorową tworzy wymienione wyżej przeciwciało zimmobilizowane na powierzchni złota wiązaniem kowalencyjnym za pośrednictwem linkera - cysteaminy.
Podstawowe założenie i wiedza o tym, że dane przeciwciało specyficznie wiąże CEA, stanowiło w toku prac nad wynalazkiem zaledwie punkt wyjścia do podjęcia projektu opracowania biosensora współpracującego z techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging. W czasie trwania prac badawczo-rozwojowych nad wynalazkiem konieczne było:
• znalezienie odpowiedniego linkera na podstawie wiedzy o budowie chemicznej przeciwciała;
• doświadczalne sprawdzenie czy przeciwciało immobilizuje się na powierzchni złota (mikroskop sił atomowych, lub rentgenowski mikroskop skaningowy);
• doświadczalne sprawdzenie czy zimmobilizowane przeciwciało wychwytuje skutecznie CEA;
• doświadczalne sprawdzenie czy zimmobilizowane przeciwciało wychwytuje skutecznie tylko CEA;
• optymalizację warunków działania biosensora;
• doświadczalne sprawdzenie czy wytworzony biosensor tworzy sygnał analityczny użyteczny do ilościowej analizy (zakres stężeń, liniowość sygnału analitycznego);
• zbadania precyzji i dokładności odpowiedzi analitycznej.
Mając powyższe na uwadze dobór właściwej warstwy receptorowej cechował się nieoczywistością względem prowadzonych prac eksperymentalnych.
Biosensor do specyficznego oznaczania ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA w płynach ustrojowych w przykładzie realizacji został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat biosensora, a fig. 2 pokazuje krzywą kalibracyjną CEA - zmienność liniową sygnału SPRi w zależności od stężenia CEA.
Biosensor w przykładzie realizacji składa się z płytki szklanej ze szkła BK7 1 pokrytej warstwą złota 3 o grubości 50 nm na podłożu chromu 2 o grubości 1 nm oraz siatki polimeru tworzącą pęk miejsc aktywnych zawierających warstwę receptorową. Warstwa receptorowa składa się z linkera 4 - cysteaminy (tiol) oraz monoklonalnego mysiego antyciała 5 specyficznego na CEA połączonego kowalencyjnie z linkerem. Warstwa receptorowa specyficznie wyłapuje CEA 6 z badanego roztworu.
Biosensor jest specyficzny w tym sensie, że wychwytuje tylko marker CEA spośród setek innych substancji obecnych w płynach ustrojowych. Biosensor współpracujący z pomiarem SPRi zapewnia pomiary w zakresie stężeń dostosowanym do poziomu występującego w krwi i innych płynach ustrojowych. Odpowiedź biosensora jest liniowa (fig. 2), co jest istotne dla dokładnego wyznaczenia wyniku. Biosensor zapewnia dobrą precyzję i dokładność pomiaru.
Biosensor w przykładzie działania został wykorzystany do oznaczania CEA w serii próbek osocza krwi pacjentów ze stwierdzonym rakiem jelita grubego. 3 μL próbka osocza krwi jest nanoszona na jedno z aktywnych miejsc biosensora. Po upływie 10 min próbka jest 6-krotnie przemywana buforem HBS-ES oraz wodą. Mierzy się sygnał SPRi. Stężenie CEA odczytuje się z krzywej kalibracyjnej.
Z serii próbek osocza krwi pacjentów ze stwierdzonym rakiem jelita grubego otrzymano następujące wyniki:
| Próbka 1 | sygnał SPRi | 478,76 | wynik | 2,59 ng/mL |
| Próbka 2 | sygnał SPRi | 848,74 | wynik | 5,03 ng/mL |
| Próbka 3 | sygnał SPRi | 1272,49 | wynik | 7,83 ng/mL |
| Próbka 4 | sygnał SPRi | 461,73 | wynik | 2,48 ng/mL |
| Próbka 5 | sygnał SPRi | 2188,52 | wynik | 13,9 ng/mL |
| Próbka 6 | sygnał SPRi | 632,65 | wynik | 3,61 ng/mL |
| Próbka 7 | sygnał SPRi | 2043,05 | wynik | 12,9 ng/mL |
| Próbka 8 | sygnał SPRi | 591,53 | wynik | 3,34 ng/mL |
| Próbka 9 | sygnał SPRi | 722,84 | wynik | 4,21 ng/mL |
| Próbka 10 | sygnał SPRi | 1004,18 | wynik | 6,06 ng/mL |
| Próbka 11 | sygnał SPRi | 4966,40 | wynik | 25,8 ng/mL |
| Próbka 12 | sygnał SPRi | 4001,25 | wynik | 64,4 ng/mL |
PL 239 340 Β1
Próbka 13 sygnał SPRi
Próbka 14 sygnał SPRi
789,21 wynik 4,68 ng/mL
795,70 wynik 4,64 ng/mL
Claims (1)
1. Biosensor do specyficznego oznaczania ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA w płynach ustrojowych i homogenatach tkankowych techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging, który zawiera płytkę szklaną pokrytą warstwą złota na podłożu chromu oraz siatkę polimeru tworzącą pęk miejsc aktywnych zawierających warstwę receptorową, znamienny tym, że warstwę receptorową stanowi monoklonalne mysie przeciwciało (5) specyficzne wobec CEA połączone kowalencyjnie z linkerem (4), w postaci cysteaminy, łączącym receptor z warstwą złota (3) pokrywającą płytkę szklaną (1) na podłożu z chromu (2).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432021A PL239340B1 (pl) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432021A PL239340B1 (pl) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL432021A1 PL432021A1 (pl) | 2021-05-31 |
| PL239340B1 true PL239340B1 (pl) | 2021-11-22 |
Family
ID=76133115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL432021A PL239340B1 (pl) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL239340B1 (pl) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL246108B1 (pl) * | 2022-06-26 | 2024-12-02 | Politechnika Poznanska | Biosensor do oznaczania neuropiliny-1 techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging |
| PL247216B1 (pl) * | 2023-04-19 | 2025-06-02 | Univ W Bialymstoku | Biosensor do oznaczania hormonu folikulotropowego FSH techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging |
| PL247217B1 (pl) * | 2023-04-19 | 2025-06-02 | Univ W Bialymstoku | Biosensor do specyficznego oznaczania białka fosfo-Tau p181 z wykorzystaniem techniki powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji obrazowej Imagining |
| PL248715B1 (pl) * | 2023-12-27 | 2026-01-19 | Univ W Bialymstoku | Biosensor do oznaczania mezoteliny techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging |
| PL249778B1 (pl) * | 2024-06-14 | 2026-06-15 | Guszcz | Biosensor do specyficznego i jednoczesnego oznaczania 2,3-dioksygenazy indolaminy IDO-1 oraz interferonu gamma IFN-γ w ludzkim materiale biologicznym z wykorzystaniem techniki powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging |
-
2019
- 2019-11-29 PL PL432021A patent/PL239340B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL432021A1 (pl) | 2021-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Szymanska et al. | An immunosensor for the determination of carcinoembryonic antigen by Surface Plasmon Resonance imaging | |
| Yumashev et al. | Optical-based biosensor for detection of oncomarker CA 125, recent progress and current status | |
| Shahbazlou et al. | Biotinylated aptamer-based SPR biosensor for detection of CA125 antigen | |
| US20130274136A1 (en) | Prostate cancer point of care diagnostics | |
| Hu et al. | Bioplasmonic paper–based assay for perilipin-2 non-invasively detects renal cancer | |
| Attia et al. | A new method for early diagnosis of liver cancer using a biosensor embedded in an alginate polymer thin film | |
| PL241405B1 (pl) | Biosensor do oznaczania interleukiny 6 (IL-6) techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging | |
| JP6998626B2 (ja) | 自己抗体－抗原結合体を利用した肺癌診断用免疫学的組成物、これを用いた肺癌診断方法及びこれを含む肺癌診断用キット | |
| Guszcz et al. | Plasma aromatase as a sensitive and selective potential biomarker of bladder cancer and its role in tumorigenesis | |
| Shahbazlou et al. | Recent advances in surface plasmon resonance for the detection of ovarian cancer biomarkers: A thorough review | |
| Zhao et al. | Construction and evaluation of AuNPs enhanced electrochemical immunosensors with [Fe (CN) 6] 3−/4− and PPy probe for highly sensitive detection of human chorionic gonadotropin | |
| Wajs et al. | A novel split mode TFBAR device for quantitative measurements of prostate specific antigen in a small sample of whole blood | |
| EP3550304B1 (en) | Method for estimating gleason score of prostate cancer, method for estimating pathological stage, and method for acquiring supplementary information, all on the basis of specific psa content in specimen | |
| US4578349A (en) | Immunoassay for carcinoembryonic antigen (CEA) | |
| Kim et al. | Sensitive fiber-optic localized surface plasmon resonance sensor for early pancreatic cancer detection via carbohydrate antigen 19-9 and supplementary biomarkers | |
| JP5221825B1 (ja) | 肺扁平上皮癌の検出方法 | |
| PL241404B1 (pl) | Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza 4 (HE 4) | |
| Zhang et al. | Optical fiber SPR probe platform combined with oriented antibody optimized modification for ultrasensitive and portable detection of human thyroglobulin | |
| Attia et al. | Terbium bipyridyl complex as a photo probe for the determination of carbohydrate antigen CA15. 3 in different breast cancer patient samples | |
| Zhao et al. | Time-resolved fluorescence immunoassay for detection of CEA in saliva | |
| JP7673984B2 (ja) | 膵臓がん又は悪性膵管内乳頭粘液性腫瘍における新規がんバイオマーカー | |
| Sehgal et al. | Biosensor-based early diagnosis of hepatic cancer | |
| Darwish et al. | Development of highly Efficient KinExA immunosensor-based assay for the measurement of carcinoembryonic antigen in serum | |
| Hwang et al. | Evaluation of MARK B TM for Quantitative Measurement of Three Tumor Markers: Prostate Specific Antigen, Alpha Fetoprotein, and Carcinoembryonic Antigen. | |
| Prylutskyi et al. | Detection of biogenic polyamines in blood of patients with breast cancer |