PL241900B1 - Biosensor do oznaczania interleukiny 6 (IL-6) techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging - Google Patents
Biosensor do oznaczania interleukiny 6 (IL-6) techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging Download PDFInfo
- Publication number
- PL241900B1 PL241900B1 PL434504A PL43450420A PL241900B1 PL 241900 B1 PL241900 B1 PL 241900B1 PL 434504 A PL434504 A PL 434504A PL 43450420 A PL43450420 A PL 43450420A PL 241900 B1 PL241900 B1 PL 241900B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- biosensor
- determination
- interleukin
- plasmon resonance
- surface plasmon
- Prior art date
Links
- 102000004889 Interleukin-6 Human genes 0.000 title claims abstract description 39
- 108090001005 Interleukin-6 Proteins 0.000 title claims abstract description 39
- 229940100601 interleukin-6 Drugs 0.000 title claims abstract description 39
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 19
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 claims abstract description 8
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 6
- QJAOYSPHSNGHNC-UHFFFAOYSA-N octadecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCS QJAOYSPHSNGHNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 101001076408 Homo sapiens Interleukin-6 Proteins 0.000 claims abstract description 4
- 229940116886 human interleukin-6 Drugs 0.000 claims abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229940124790 IL-6 inhibitor Drugs 0.000 claims abstract 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract 2
- SOIISBQQYAGDKM-VFYMIVFZSA-N chembl1993987 Chemical group C[C@@H]1C[C@@H]2CC[C@H](OC3=O)[C@]2(O)C3=C1 SOIISBQQYAGDKM-VFYMIVFZSA-N 0.000 claims description 3
- SOIISBQQYAGDKM-UHFFFAOYSA-N galiellalactone Natural products CC1CC2CCC(OC3=O)C2(O)C3=C1 SOIISBQQYAGDKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001847 surface plasmon resonance imaging Methods 0.000 description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 206010009944 Colon cancer Diseases 0.000 description 5
- 208000001333 Colorectal Neoplasms Diseases 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 5
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 5
- 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
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 4
- 102100032752 C-reactive protein Human genes 0.000 description 3
- 208000025721 COVID-19 Diseases 0.000 description 3
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 3
- 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
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 2
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 2
- 102000000424 Matrix Metalloproteinase 2 Human genes 0.000 description 2
- 108010016165 Matrix Metalloproteinase 2 Proteins 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000007097 Urinary Bladder Neoplasms Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 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
- 206010073071 hepatocellular carcinoma Diseases 0.000 description 2
- 231100000844 hepatocellular carcinoma Toxicity 0.000 description 2
- 208000027866 inflammatory disease Diseases 0.000 description 2
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 108010028309 kalinin Proteins 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissue 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
- 108010074051 C-Reactive Protein Proteins 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010022366 Carcinoembryonic Antigen Proteins 0.000 description 1
- 102000012406 Carcinoembryonic Antigen Human genes 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
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 1
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 230000035986 JAK-STAT signaling Effects 0.000 description 1
- 102000000380 Matrix Metalloproteinase 1 Human genes 0.000 description 1
- 108010016113 Matrix Metalloproteinase 1 Proteins 0.000 description 1
- 241001529936 Murinae Species 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
- 206010040047 Sepsis Diseases 0.000 description 1
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010090804 Streptavidin Proteins 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
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000010398 acute inflammatory response Effects 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 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
- 230000036765 blood level Effects 0.000 description 1
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000006143 cell culture medium Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000002357 endometrial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004696 endometrium Anatomy 0.000 description 1
- ADRVRLIZHFZKFE-UHFFFAOYSA-N ethanediperoxoic acid Chemical compound OOC(=O)C(=O)OO ADRVRLIZHFZKFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000028709 inflammatory response Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229960003151 mercaptamine Drugs 0.000 description 1
- -1 mercaptoundecyl Chemical group 0.000 description 1
- 239000013610 patient sample Substances 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 239000000107 tumor biomarker Substances 0.000 description 1
- 239000000439 tumor marker Substances 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
- G01N33/6863—Cytokines, i.e. immune system proteins modifying a biological response such as cell growth proliferation or differentiation, e.g. TNF, CNF, GM-CSF, lymphotoxin, MIF or their receptors
- G01N33/6869—Interleukin
-
- 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)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego interleukiny 6 (IL-6) 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, którą stanowi galiellakton jako inhibitor IL-6 (5) połączony poprzez oddziaływania hydrofobowe z linkerem (4), w postaci 1-oktadekanotiolu, łączącym receptor z warstwą złota (3) na podłożu z chromu (2) pokrywającą płytkę szklaną (1).
Description
Przedmiotem wynalazku jest biosensor do specyficznego oznaczania interleukiny 6 (IL-6) w płynach ustrojowych techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging.
Główną rolą IL-6 w organizmie jest inicjowanie i regulacja ostrej reakcji zapalnej (Rincon M. “Interleukin-6: from an inflammatory marker to a target for inflammatory diseases” Trends in Immunology, 33(2012)571-577.). Z tego powodu IL-6 jest perspektywicznym markerem sepsy (Huang D., Ying H., Jiang D., Liu F., Tian Y., Du C., Zhang L., Pu X., Rapid and sensitive detection of interleukin-6 in serum via time-resolved lateral flow immunoassay, Anal. Biochem., 588(2020)113468) a ostatnio także reakcji zapalnej w przypadku infekcji wirusa Covid-19 (Liu F., Li L., Da M., Juan X., Ding W., Yu L., Zhu S., Xi B., Xiao L., Song Z., Zhou X., Prognostic value of interleukin-6, C-reactive protein, andprocalcitonin in patients with COVID-19, J. Clin. Virol., 127(2020), 104370).
Poziom markera w krwi jest także znacząco podwyższony w przypadku szeregu nowotworów takich jak rak jelita grubego (Belluco C., Nitti D., Frantz M., Toppan P., Basso D., Plebani M., Lise M., J. Jessup J.M., Interleukin-6 Blood Level Is Associated With Circulating Carcinoembryonic Antigen and Prognosis in Patients With Colorectal Cancer, Ann. Surg. Oncol., 7(1) (2000)133-138) czy raka wątrobowokomórkowego (Lokau J., Schoeder V., Haybaeck J., Garbers C., Jak-Stat Signaling Induced by Interleukin-6 Family Cytokines in Hepatocellular Carcinoma, Cancers 11(2019) 1704).
Ludzka interleukina 6 jest stosunkowo małą glikoproteiną zbudowaną z 184 aminokwasów o masie cząsteczkowej 26 kDa (Rincon M. Inter leukin-6: from an inflammatory marker to a target for inflammatory diseases. Trends in Immunology, 33(2012) 571-577.). Stężenie IL-6 w osoczu krwi zdrowych dorosłych ludzi znajduje się na bardzo niskim poziomie poniżej 10 pg/ml. W przypadku infekcji wirusa Covid-19 jako stężenie wskazujące na trudny przebieg choroby wskazuje się wyższe od 32 pg/ml. (Liu et al., 2020). ‘
IL-6 jest oznaczana w płynach ustrojowych za pomocą kilku metod:
• testu ELISA (Timmons B.W., Hamadeh M.J., Tarnopolsky M.A. Two methods for determining plasma IL-6 in humans at rest and following exercise. Eur J Appl Physiol. 105(1)2009)13-18), • testu immunochemiluminiscencyjnego (Luo L., Zhang Z., Hou L., Wang J., Tian W., The study of a chemiluminescence immunoassay using the peroxyoxalate chemiluminescent reaction and its application, Talanta 72 (2007) 1293-1297.), • elektrochmicznego sensora (T. Li, M. Yang, Electrochemical sensor utilizing ferrocene loaded porous polyelectrolyte nanoparticles as label for the detection of protein biomarker IL-6, Sens. Actuators B Chem. 158 (2011) 361-365), • lub elektrochemicznych immunosensorów różnych konstrukcji (Y. Lou, T. He, F. Jiang, J.-J. Shi, J.-J. Zhu, A competitive electrochemical immunosensor for the detection of human interleukin-6 based on the electrically heated carbon electrode and silver nanoparticles functionalized labels, Talanta 122 (2014) 135-139; I. Ojeda, M. Moreno-Guzman, A. Gonzalez-Cortes, P. Yanez-Sedeno, J.M. Pingarrón, Electrochemicalmagnetoimmunosensor for the ultrasensitive determination of interleukin-6 in saliva and urine using poly-HRP streptavidin conjugates as labels for signal amplification, Anal. Bioanal. Chem. 406 (2014) 6363-6371; G.-C. Fan, X.-L. Ren, C. Zhu, J.-R. Zhang, J.-J. Zhu, A new signal amplification strategy of photoelectrochemical immunoassay for highly sensitive interleukin-6 detection based on TiO2/CdS/CdSe dual co-sensitized structure, Biosens. Bioelectron. 59 (2014) 45-53; M. Terti§, B. Ciui, M. Suciu, R. Sandulescu, C. Cristea, Label-free electrochemicalaptasensor basedon goldandpolypyrrole nanoparticles for interleukin 6 detection, Electrochim. Acta 258 (2017) 1208-1218.).
Alternatywną możliwością oznaczania interleukiny 6 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. 408(2016) 5269-5276; A. Sankiewicz, Z. Lukaszewski, K. Trojanowska, E. Gorodkiewicz, Determination of collagen type IV by Surface Plasmon Resonance Imaging using a specific biosensor, Anal Biochem. 515(2016) 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. 10(2017) 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
PL 241 900 B1 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. 16(2016) 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. 46(2016) 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. 218(2018) 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. 62(2017) 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, 44(2018) 931940; 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, Plos One,13(2018) 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. 42(2018) 22592264; 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. 31(2018) 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. 41(2018) 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. 191(2018) 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. 27(2018)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. 182(2014) 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. 169(2013) 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.
Obecny stan techniki obejmuje także biosensor do oznaczania IL-6 w oparciu o klasyczną technikę SPR (Chou T.-H., Chuang C.-Y., Wu C.-M., Quantification of Interleukin-6 in cell culture medium using surface plasmon resonance biosensors, Cytokine 51 (2010) 107-111). Biosensor ten stosuje przeciwciało specyficznie oddziaływujące z IL-6 jako receptor zimmobilizowany na powierzchni biosensora za pomocą linkera kwasu merkaptoundecylowego a także drugie biotynylowane przeciwciało specyficznie oddziaływujące z IL-6 w celu wytworzenia agregatu typu sandwich. Operacja ta ma na celu wzmocnienie sygnału analitycznego. Pomimo tego zabiegu biosensor współpracujący z techniką SPR
PL 241 900 B1 zdecydowanie nie osiąga parametrów analitycznych koniecznych do oznaczania IL-6 w krwi. Wymagana granica wykrywania (LOD) jest 1000-krotnie niższa.
W stanie techniki z opisu patentowego P.433106 znany jest również biosensor do specyficznego oznaczania IL-6, który jako warstwę receptorową wykorzystuje monoklonalne mysie antyciało specyficzne wobec IL-6 połączone kowalencyjnie z linkerem, w postaci cysteaminy.
Istotą wynalazku jest biosensor do specyficznego oznaczania IL-6 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 galiellalakton - inhibitor specyficzny wobec IL-6 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 wymieniony wyżej inhibitor zimmobilizowany na powierzchni złota wiązaniem hydrofobowym za pośrednictwem linkera - 1-oktadekanotiolu (ODM) związanego ze złota warstwa chipa dzięki grupie tiolowej.
Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia IL-6 w płynach ustrojowych w przykładzie realizacji został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny widok biosensora, a fig. 2 pokazuje krzywą kalibracyjną IL-6 - zmienność liniową sygnału w zależności od stężenia IL-6.
Przykładowy biosensor składa się z płytki szklanej BK7 1 pokrytej 50 nm warstwą złota 3 na podłożu 1 nm chromu 2 oraz siatki polimeru tworzącą pęk miejsc aktywnych zawierających warstwę receptorową. Warstwa receptorowa składa się z linkera 4 - 1-oktadekanotiolu (ODM) oraz galiellalaktonu - inhibitora 5 specyficznego wobec IL-6 połączonego hydrofobowo z linkerem. Warstwa receptorowa specyficznie wyłapuje IL-6 6 z badanego roztworu.
Biosensor jest specyficzny w tym sensie, że wychwytuje tylko marker IL-6 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 IL-6 w serii próbek osocza krwi pacjentów ze stwierdzonym rakiem jelita grubego. 3 μL próbka osocza krwi rozcieńczonego buforem PBS jest nanoszona na jedno z aktywnych miejsc biosensora. Próbki pacjentów z rakiem jelita grubego były 10-krotnie rozcieńczone buforem PBS. Po upływie 10 min próbka jest 6-krotnie przemywana buforem HBS-ES oraz wodą. Mierzy się sygnał SPRi. Stężenie IL-6 odczytuje się z krzywej kalibracyjnej. Uzyskany wynik jest mnożony przez współczynnik rozcieńczenia.
Z serii próbek osocza krwi pacjentów ze stwierdzonym rakiem jelita grubego otrzymano następujące wyniki:
| Próbka 1 | sygnał SPRi | 2987 | wynik 202,2 pg/mL |
| Próbka 2 | sygnał SPRi | 1000 | wynik 66,0 pg/mL |
| Próbka 3 | sygnał SPRi | 3151 | wynik 212,2 pg/mL |
| Próbka 4 | sygnał SPRi | 1480 | wynik 98,4 pg/mL |
| Próbka 5 | sygnał SPRi | 1720 | wynik 114,6 pg/mL |
| Próbka 6 | sygnał SPRi | 3041 | wynik 203,8 pg/mL |
| Próbka 7 | sygnał SPRi | 1560 | wynik 103,8 pg/mL |
| Próbka 8 | sygnał SPRi | 2450 | wynik 163,9 pg/mL |
| Próbka 9 | sygnał SPRi | 3090 | wynik 207,1 pg/mL |
Zastrzeżenie patentowe
Claims (1)
1. Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego interleukiny 6 (IL-6) 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, znamienny tym, że warstwę receptorową stanowi galiellalakton jako inhibitor IL-6 (5) połączony poprzez oddziaływania hydrofobowe z linkerem (4), w postaci 1-oktadekanotiolu, łączącym receptor z warstwą złota (3) na podłożu z chromu (2) pokrywającą płytkę szklaną (1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL434504A PL241900B1 (pl) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | Biosensor do oznaczania interleukiny 6 (IL-6) techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL434504A PL241900B1 (pl) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | Biosensor do oznaczania interleukiny 6 (IL-6) techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL434504A1 PL434504A1 (pl) | 2022-01-03 |
| PL241900B1 true PL241900B1 (pl) | 2022-12-19 |
Family
ID=80001127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL434504A PL241900B1 (pl) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | Biosensor do oznaczania interleukiny 6 (IL-6) techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL241900B1 (pl) |
-
2020
- 2020-06-30 PL PL434504A patent/PL241900B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL434504A1 (pl) | 2022-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huang et al. | Rapid and sensitive detection of interleukin-6 in serum via time-resolved lateral flow immunoassay | |
| PL241405B1 (pl) | Biosensor do oznaczania interleukiny 6 (IL-6) techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging | |
| Rebelo et al. | Electrochemical immunosensor for detection of CA 15-3 biomarker in point-of-care | |
| CN102292637B (zh) | 用于检测或监测急性肾损伤的方法、装置和试剂盒 | |
| Tokarzewicz et al. | SPRI biosensors for quantitative determination of matrix metalloproteinase-2 | |
| WO2019178588A1 (en) | Apparatus and methods for detection of diabetes-associated molecules using electrochemical impedance spectroscopy | |
| CN114199969B (zh) | 一种基于核酸适配体的纳米电极生物传感器及其应用 | |
| PL239340B1 (pl) | Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA | |
| KR101851003B1 (ko) | 대장암 진단용 조성물과 진단 마커 검출 방법 | |
| CN103018456B (zh) | 降钙素原检测试纸条及其制备方法 | |
| Silva et al. | A Vicia villosa agglutinin biosensor for cancer-associated Tn antigen | |
| Sankiewicz et al. | An SPR imaging immunosensor for leptin determination in blood plasma | |
| CN101718779A (zh) | 检测人血清铜蓝蛋白的免疫纳米金同步散射光谱试剂盒及其使用方法 | |
| Tang et al. | Highly sensitive electrochemical immunosensor based on SiO2 nanospheres for detection of EGFR as colorectal cancer biomarker | |
| Ming-Qing et al. | Research progress of C-reactive protein analysis | |
| Wajs et al. | A novel split mode TFBAR device for quantitative measurements of prostate specific antigen in a small sample of whole blood | |
| CN113406328B (zh) | CST1、CEA及SCC-Ag在制备食管鳞状细胞癌早期诊断试剂盒中的应用 | |
| Guo | Advances in the detection of rheumatoid arthritis related biomarker by highly sensitive electrochemical sensors | |
| WO2021070934A1 (ja) | がんの検査方法 | |
| Supraja et al. | PPY-fMWCNT nanocomposite-based chemicapacitive biosensor for ultrasensitive detection of TBI-specific GFAP biomarker in human plasma | |
| CN115201294A (zh) | 基于铂包金纳米探针的肿瘤标志物的电化学检测方法 | |
| JP7267527B2 (ja) | 新規肝癌マーカー | |
| Cao et al. | Ultrasensitive detection of specific IgE based on nanomagnetic capture and separation with a AuNP-anti-IgE nanobioprobe for signal amplification | |
| CN106680512A (zh) | 一种核基质蛋白22的快速检测试剂盒及其应用 | |
| CN115786490B (zh) | 糖尿病合并结核病标志物及其用途 |