PL241404B1 - Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza 4 (HE 4) - Google Patents
Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza 4 (HE 4) Download PDFInfo
- Publication number
- PL241404B1 PL241404B1 PL432625A PL43262520A PL241404B1 PL 241404 B1 PL241404 B1 PL 241404B1 PL 432625 A PL432625 A PL 432625A PL 43262520 A PL43262520 A PL 43262520A PL 241404 B1 PL241404 B1 PL 241404B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- biosensor
- concentration
- receptor
- layer
- glass plate
- Prior art date
Links
- 101000955067 Homo sapiens WAP four-disulfide core domain protein 2 Proteins 0.000 title description 14
- 102100038965 WAP four-disulfide core domain protein 2 Human genes 0.000 title description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 11
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 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 6
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 5
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 claims abstract description 4
- 201000010063 epididymitis Diseases 0.000 claims abstract description 4
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 229960003151 mercaptamine Drugs 0.000 claims abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 108090000144 Human Proteins Proteins 0.000 claims abstract description 3
- 102000003839 Human Proteins Human genes 0.000 claims abstract description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- UFULAYFCSOUIOV-UHFFFAOYSA-N cysteamine Chemical compound NCCS UFULAYFCSOUIOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 101000623901 Homo sapiens Mucin-16 Proteins 0.000 description 12
- 102100023123 Mucin-16 Human genes 0.000 description 12
- 206010033128 Ovarian cancer Diseases 0.000 description 11
- 238000001847 surface plasmon resonance imaging Methods 0.000 description 11
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 10
- 206010061535 Ovarian neoplasm Diseases 0.000 description 8
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 6
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 5
- 206010003011 Appendicitis Diseases 0.000 description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 4
- 102000004245 Proteasome Endopeptidase Complex Human genes 0.000 description 4
- 108090000708 Proteasome Endopeptidase Complex Proteins 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 4
- 208000007571 Ovarian Epithelial Carcinoma Diseases 0.000 description 3
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 3
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 201000009030 Carcinoma Diseases 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
- 208000007097 Urinary Bladder Neoplasms Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 201000000160 cryptorchidism Diseases 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 108010028309 kalinin Proteins 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002611 ovarian Effects 0.000 description 2
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 2
- 206010034260 pelvic mass Diseases 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000000107 tumor biomarker Substances 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
- 206010005003 Bladder cancer Diseases 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 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
- 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
- 101001069810 Homo sapiens Psoriasis susceptibility 1 candidate gene 2 protein Proteins 0.000 description 1
- 102000000380 Matrix Metalloproteinase 1 Human genes 0.000 description 1
- 108010016113 Matrix Metalloproteinase 1 Proteins 0.000 description 1
- 206010058823 Ovarian mass Diseases 0.000 description 1
- 102000008880 Peptidase C12, ubiquitin carboxyl-terminal hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108050000823 Peptidase C12, ubiquitin carboxyl-terminal hydrolases Proteins 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
- 102100034249 Psoriasis susceptibility 1 candidate gene 2 protein Human genes 0.000 description 1
- 102100039865 Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase 1 Human genes 0.000 description 1
- 101710167636 Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase 1 Proteins 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003748 differential diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000002357 endometrial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004696 endometrium Anatomy 0.000 description 1
- 210000000918 epididymis Anatomy 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 230000036210 malignancy Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000002493 microarray Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 208000015124 ovarian disease Diseases 0.000 description 1
- 230000036470 plasma concentration Effects 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 210000002307 prostate Anatomy 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 210000003079 salivary gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 210000001685 thyroid gland Anatomy 0.000 description 1
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 description 1
- 201000005112 urinary bladder cancer Diseases 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
- G01N21/552—Attenuated total reflection
- G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
-
- 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
- G01N33/6893—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids related to diseases not provided for elsewhere
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
- G01N2800/70—Mechanisms involved in disease identification
- G01N2800/7023—(Hyper)proliferation
- G01N2800/7028—Cancer
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)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza HE 4 w płynach ustrojowych i homogenatach tkankowych techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging, który zawiera płytkę szklaną pokrytą warstwą złota oraz siatkę polimeru tworzącą pęk miejsc aktywnych zawierających warstwę receptorową. Warstwę receptorową stanowi poliklonalne królicze antyciało specyficzne na HE 4 połączone kowalencyjnie z linkerem (5), w postaci cysteaminy, łączącym receptor z warstwą złota (3) pokrywającą płytkę szklaną.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest biosensor do specyficznego oznaczania podfrakcji 4 ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza (HE4) w płynach ustrojowych techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging.
HE 4 jest markerem stosowanym w diagnostyce raka jajnika. Jest to marker bardziej specyficzny dla raka jajnika niż równolegle stosowany marker CA125/MUC 16 [Moore RG, Brown AK, Miller MC, et al. “The use of multiple novel tumor biomarkers for the detection of ovarian carcinoma in patients with a pelvicmass.”, Gynecologic Oncology, 2008, 108, 402-8; Escudero JM, Auge JM, Filella X, Torne A, Pahisa J, Molina R. “Comparison of serum human epididymis protein 4 with cancer antigen 125 as a tumor marker in patients with malignant and nonmalignant diseases.”, Clinical Chemistry, 2011, 57, 1534-44; Lenhard M, Stieber P, Hertlein L, et al. “The diagnostic accuracy of two human epididymis protein 4 (HE4) testing systems in combination with CA125 in the differential diagnosis of ovarian masses. ” Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 2011,49, 2081-8.].
HE 4 jest wytwarzany nie tylko przez złośliwe, ale także zdrowe tkanki (tchawicę, ślinianki, płuca, tarczycę i prostatę), jednak najwyższe stężenia HE4 stwierdzono w nabłonkowym raku jajnika [Hertlein L, Stieber P, Kirschenhofer A, et al. “Human epididymis protein 4 (HE4) in benign andmalignant diseases.” Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 2012, 50, 2181-8., Bast Jr RC, Xu FJ, Yu YH, Barnhill S, Zhang Z, Mills GB. “CA125: the past and the future.”, The International Journal of Biological Markers, 1998,13, 179-87].
Progowe stężenie HE 4 w osoczu krwi (wartość cut-off) jest określane na 70 picomoli/L (1,75 ng/mL). Im wyższe stężenie powyżej tej progowej wartości tym większe prawdopodobieństwo występowania raka jajnika. [Ying Xu, Rihui Zhong, JianHe, Rui Ding, Haixiong Lin, Yawen Deng, Lijun Zhou, Xiaohui Li, Junyi Jiang, Yunwen Bao, Xiaohong Luo, Chaohui Duan, Modification of cut-off values for HE4, CA125 and the ROMA algorithm for early-stage epithelial ovarian cancer detection: Results from 1021 cases in South China, Clinical Biochemistry 2016, 49, 32-40].
HE4 ma znacznie wyższą czułość w raku jajnika w stadium I niż CA125/MUC16. [Urban N, Thorpe JD, Bergan LA, et al. “Potentialrole ofHE4 in multimodal screening for epithelial ovarian cancer.”, Journal of the National Cancer Institute, 2011, 103, 1630-4].
W łagodnych chorobach jajników w przypadku HE 4 rzadziej obserwuje się błędnie pozytywne wskazania niż w przypadku markera CA125/MUC16 [Wang K, Gan L, Jeffery E, et al. ”Mon/tor/ng gene expression profile changes in ovarian carcinomas using cDNA microarray.”, Gene, 1999, 229, 101-8]. Czułość HE 4 wynosiła 76% u kobiet w okresie przedmenopauzalnym i 92% w okresie pomenopauzalnym przy swoistości 75% [Moore R.G., McMeekin D.S., Brown A.K., et al. “ A novel multiplemarker bioassay utilizing HE 4 and CA125 for the prediction of ovarian cancer in patients with a pelvic mass. ” Gynecologic Oncology 2009, 112, 40-46].
Oprócz diagnostycznego stosowania wartości stężenia HE4 w osoczu krwi, ten marker jest także wykorzystywany do wyznaczania algorytmu ROMA (Risk of Ovarian Malignancy Algorithm), w skład którego wchodzą markery HE 4 i CA125/MUC 16 a który często daje lepsze wyniki diagnostyczne, niż te markery stosowane oddzielnie [Ying Xu, Rihui Zhong, JianHe, Rui Ding, Haixiong Lin, Yawen Deng, Lijun Zhou, Xiaohui Li, Junyi Jiang, Yunwen Bao, Xiaohong Luo, Chaohui Duan, Modification of cut-off values for HE4, CA125 and the ROMA algorithm for early-stage epithelial ovarian cancer detection: Results from 1021 cases in South China, Clinical Biochemistry 2016, 49, 32-40], HE 4 jest cząsteczką wielkości 25 kDa.
HE 4 jest oznaczane za pomocą metody elektrochemicznego testu immunologicznego typu sandwich (Lingsong Lu, Bei Liu, Jianhang Leng, Keyi Wang, Xiao Ma, Shun W u Electrochemical sandwich immunoassay for human epididymis-specific protein 4 using a screen-printed electrode modified with graphene sheets and gold nanoparticles, and applying a modular magnetic detector device produced by 3D laser sintering, Microhimica Acta, Volume 183, pp 837-843) a także przy użyciu metody elektrochemiluminescencyjnej oraz 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, 2007: 26).
Alternatywną możliwością oznaczania białka z komórek nabłonkowych najądrza 4 (HE 4) 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. Zelazowska-Rutkowska, 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:
PL 241 404 B1
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; A. Sankiewicz, A. Markowska, Z. Lukaszewski, B. Puzan, E. Gorodkiewicz, Methods for 20S Immunoproteasome and 20S Constitutive Proteasome Determination Based on SPRI 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 L1 (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. Over expression of ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase 1 (UCHL1) in boys with cryptorchidism, Plos One, 2018; 13: e0191806; 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 CRP, World J Surg. 2018; 42: 2259-2264; E. Matuszczak, M. Tylicka, W. Debek, A. Tokarzewicz, E. Gorodkiewicz, A. Hermanowicz, Concentration of UHCL1 in the Serum of Children with Acute Appendicitis, Before and After Surgery, and Its Correlation with CRP 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 SPR1 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. Lukaszewski, M. Sienczyk, Determination of cathepsin G in endometrial tissue using a surface plasmon resonance imaging biosensor with tailored phosphonic inhibitor, Eur J Obstetr Gynecol Reprod Biol. 2014;182: 38-42; P. Laudanski, E. Gorodkiewicz, B. Ramotowska, R. Charkiewicz, M. Kuzmicki, 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
PL 241 404 B1
PL223400, PL210052, PL222548, PL417435 czy też PL422096. Dotychczas jednak nie opracowano biosensora SPRi do oznaczanie HE 4.
Podstawowe założenie i wiedza o tym, że wartości stężenia HE4 w osoczu krwi stanowią marker stosowanym w diagnostyce raka jajnika, było w toku prac nad wynalazkiem punktem 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 antyciała;
• doświadczalne sprawdzenie czy antyciało immobilizuje się na powierzchni złota (mikroskop sił atomowych, lub rentgenowski mikroskop skaningowy);
• doświadczalne sprawdzenie czy zimmobilizowane antyciało wychwytuje skutecznie HE 4;
• doświadczalne sprawdzenie czy zimmobilizowane antyciało wychwytuje skutecznie tylko HE 4;
• optymalizacja warunków działania biosensora;
• doświadczalne sprawdzenie czy wytworzony biosensor tworzy sygnał analityczny użyteczny do ilościowej analizy (zakres stężeń, liniowość sygnału analitycznego) • zbadanie precyzji i dokładności odpowiedzi analitycznej.
Mając powyższe na uwadze dobór właściwej warstwy receptorowej wynik prac cechował się nieoczywistością.
Istotą wynalazku jest biosensor do specyficznego oznaczania HE 4 w płynach ustrojowych (osocze lub surowica krwi, mocz) lub homogenatach tkankowych dostosowany do współpracy z techniką powierzchniowego rezonansu plamonów w wersji obrazowej (Imaging). Opracowany biosensor wykorzystuje poliklonalne królicze przeciwciało specyficzne wobec HE 4 jako receptor 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.
Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia HE 4 w płynach ustrojowych w przykładzie realizacji został przedstawiony na rysunku na którym fig. 1 i 2, przedstawiają schemat biosensora, a fig. 3 pokazuje krzywą kalibracyjną HE 4 - zmienność liniową sygnału w zależności od stężenia HE 4.
Biosensor (fig. 2) składa się z płytki szklanej (1) pokrytej warstwą złota (3) na podłożu chromu (2) oraz siatki polimeru (4) tworzącą pęk miejsc aktywnych zawierających warstwę receptorową. Warstwa receptorowa składa się z linkera - cysteaminy (5) oraz poliklonalnego króliczego antyciała specyficznego wobec HE 4 (6), połączonego kowalencyjnie z linkerem. Warstwa receptorowa specyficznie wyłapuje HE 4 (7) z badanego roztworu.
Biosensor jest specyficzny w tym sensie, że wychwytuje tylko marker HE 4 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. 3), co jest istotne dla dokładnego wyznaczenia wyniku. Biosensor zapewnia dobrą precyzję i dokładność pomiaru.
Biosensor w przykładzie działania został wykorzystany do oznaczania HE 4 w serii próbek osocza krwi pacjentów ze stwierdzonym rakiem jajnika. 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 HE 4 odczytuje się z krzywej kalibracyjnej.
Z serii próbek osocza krwi pacjentów ze stwierdzonym rakiem jajnika otrzymano następujące wyniki:
| Próbka 1 | sygnał SPRi | 3249,3 | wynik 54,2 ng/mL |
| Próbka 2 | sygnał SPRi | 3713,9 | wynik 62,6 ng/mL |
| Próbka 3 | sygnał SPRi | 1981,7 | wynik 31,5 ng/mL |
| Próbka 4 | sygnał SPRi | 3740,1 | wynik 63,3 ng/mL |
| Próbka 5 | sygnał SPRi | 3348,9 | wynik 56,0 ng/mL |
| Próbka 6 | sygnał SPRi | 1576,4 | wynik 24,2 ng/mL |
| Próbka 7 | sygnał SPRi | 2684,1 | wynik 44,1 ng/mL |
| Próbka 8 | sygnał SPRi | 2532,8 | wynik 41,4 ng/mL |
| Próbka 9 | sygnał SPRi | 1512,2 | wynik 23,1 ng/mL |
PL 241 404 Β1
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza 4 (HE 4) 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 poliklonalne królicze antyciało specyficzne wobec na-HE 4 (6) połączone kowalencyjnie z linkerem (5), w postaci cysteaminy, łączącym receptor z warstwą złota (3) pokrywającą płytkę szklaną (1) poprzez podłoże chromowe (2).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432625A PL241404B1 (pl) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza 4 (HE 4) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432625A PL241404B1 (pl) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza 4 (HE 4) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL432625A1 PL432625A1 (pl) | 2021-07-26 |
| PL241404B1 true PL241404B1 (pl) | 2022-09-26 |
Family
ID=77077870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL432625A PL241404B1 (pl) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza 4 (HE 4) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL241404B1 (pl) |
-
2020
- 2020-01-20 PL PL432625A patent/PL241404B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL432625A1 (pl) | 2021-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2003262554B2 (en) | Method for solution based diagnosis. | |
| El-Houseini et al. | Enhanced detection of hepatocellular carcinoma | |
| Nakamichi et al. | Detection of serum/salivary exosomal Alix in patients with oral squamous cell carcinoma | |
| Cho et al. | Clinical significance of osteopontin expression in cervical cancer | |
| PL239340B1 (pl) | Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA | |
| CN106771258A (zh) | 一种半乳糖凝集素‑3结合蛋白的检测试剂盒及其方法和应用 | |
| CA2700125A1 (en) | Detection of saliva proteins modulated secondary to ductal carcinoma in situ of the breast | |
| AU2018202110A1 (en) | Methods of identification, assessment, prevention and therapy of lung diseases and kits thereof including gender- based disease identification, assessment, prevention and therapy | |
| CN106370744A (zh) | 8‑羟基脱氧鸟苷作为尿液标志物的应用 | |
| EP2894477A1 (en) | Method for determining breast cancer | |
| PL241405B1 (pl) | Biosensor do oznaczania interleukiny 6 (IL-6) techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging | |
| Guszcz et al. | Plasma aromatase as a sensitive and selective potential biomarker of bladder cancer and its role in tumorigenesis | |
| Kuntamung et al. | Simultaneous immunodetection of multiple cervical cancer biomarkers based on a signal-amplifying redox probes/polyethyleneimine-coated gold nanoparticles/2D tungsten disulfide/graphene oxide nanocomposite platform | |
| Alber et al. | Multicenter evaluation of the analytical and clinical performance of the Elecsys® S100 immunoassay in patients with malignant melanoma. | |
| KR102713301B1 (ko) | 췌장암 및 췌장관 내 유두상 점액성 종양의 마커 | |
| Katoh et al. | Immunoperoxidase staining for estrogen and progesterone receptors in archival formalin fixed, paraffin embedded breast carcinomas after microwave antigen retrieval | |
| US20240345100A1 (en) | Diagnostic biomarker for cancer and use thereof | |
| Zhou et al. | Increases urinary HMGA1 in serous epithelial ovarian cancer patients | |
| CN117969840A (zh) | 检测生物标志物水平的试剂在制备早期肝癌诊断或预测的产品中的用途 | |
| Ivnitski et al. | Hand-held amperometric sensor for saliva and other oral fluid-based diagnostics | |
| CN110553997A (zh) | 基于太赫兹衰减全反射模式的早期癌症检测方法 | |
| Goto et al. | The prognosis in spindle‐cell sarcoma depends on the expression of cyclin‐dependent kinase inhibitor p27Kip1 and cyclin E | |
| WO2012109025A2 (en) | Breast cancer diagnosis using nipple discharge | |
| Lithgow et al. | C-reactive protein in nipple aspirate fluid associated with Gail model factors | |
| JP2006308576A (ja) | 膵液による膵管内乳頭粘液性腺癌および膵臓癌の検出法及び検出キット |