PL246108B1 - Biosensor do oznaczania neuropiliny-1 techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging - Google Patents

Biosensor do oznaczania neuropiliny-1 techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging Download PDF

Info

Publication number
PL246108B1
PL246108B1 PL441547A PL44154722A PL246108B1 PL 246108 B1 PL246108 B1 PL 246108B1 PL 441547 A PL441547 A PL 441547A PL 44154722 A PL44154722 A PL 44154722A PL 246108 B1 PL246108 B1 PL 246108B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
neuropilin
biosensor
plasmon resonance
surface plasmon
determination
Prior art date
Application number
PL441547A
Other languages
English (en)
Other versions
PL441547A1 (pl
Inventor
Ewa Gorodkiewicz
Anna Sankiewicz
Bogdan Wyrwas
Zenon Łukaszewski
Original Assignee
Politechnika Poznanska
Univ W Bialymstoku
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Poznanska, Univ W Bialymstoku filed Critical Politechnika Poznanska
Priority to PL441547A priority Critical patent/PL246108B1/pl
Publication of PL441547A1 publication Critical patent/PL441547A1/pl
Publication of PL246108B1 publication Critical patent/PL246108B1/pl

Links

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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (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)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest biosensor do specyficznego oznaczania neuropiliny-1 w płynach ustrojowych i homogenatach tkankowych techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji. Składa się on z podzielonej na partycje za pomocą siatki polimerowej (1) płytki szklanej (2) pokrytej warstwą tytanu (3) oraz złota (4). Warstwa receptorowa składa się z linkera - cysteaminy (5) oraz mysiego monoklonalnego przeciwciała (6) specyficznego na neuropilinę-1 połączonego kowalencyjnie z linkerem - cysteaminą. Warstwa receptorowa specyficznie wyłapuje neuropilinę-1 (7) z badanego roztworu.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest biosensor do oznaczania neuropiliny-1 techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging.
Neuropilina-1 jest markerem raka piersi (Rachner, T.D. Kasimir-Bauer, S., Goebel, A., Erdmann, K., Hoffmann, O., Rauner, M., Hofbauer, L.C., Kimmig, R., Bittner, A.-K., Soluble Neuropilin-1 is an independent marker of poor prognosis in early breast cancer, J. Cancer Res.Clin. Oncol. (2021) 147:2233-2238. https://doi.org/10.1007/s00432-021-03635-1). Jest także ważnym koreceptorem ataku wirusa SARS-CoV-2 na zaatakowaną komórkę (Gudowska-Sawczuk, M., Mroczko, B. The Role of Neuropilin-1 (NRP-1) in SARSCoV-2 Infection: Review . J. Clin. Med. 2021, 10, 2772. https://doi.org/10.3390/jcm10132772).
Biomarker odgrywa istotną rolę zarówno w regulacji angiogenezy podczas rozwoju embrionalnego, jak i podczas patologicznej angiogenezy w guzach nowotworowych. Angiogeneza jest procesem tworzenia naczyń krwionośnych. Neuropilina-1 promuje wzrost, migrację, inwazję i przeżycie komórek nowotworowych. [Liu SD, Zhong LP, He J, Zhao YX. Targeting neuropilin-1 interactions is a promising anti-tumor strategy. Chin Med J (Engl). 2020, 134(5): 508-517].
Neuripilina-1 jest białkiem o masie cząsteczkowej 246 kDa a jej poziom stężenia w surowicy krwi wynosi 1,88 ± 0,52 nM to jest 130,8 ± 36,2 ng/mL (Rachner, T.D. Kasimir-Bauer, S., Goebel, A., Erdmann, K., Hoffmann, O., Rauner, M., Hofbauer, L.C., Kimmig, R., Bittner, A.-K., Soluble Neuropilin-1 is an independent marker of poor prognosis in early breast cancer, J. Cancer Res.Clin. Oncol. (2021) 147:2233-2238. https://doi.org/10.1007/s00432-021-03635-1).
Neuropilina-1 jest oznaczana za pomocą testów immunoenzymatycznych ELISA z granicą oznaczalności 6,3 ng/mL.
Alternatywną do oznaczania neuropiliny-1 za pomocą testów ELISA może być zastosowanie techniki matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging. Technika ta odnosi sukcesy w oznaczaniu różnych biomarkerów w płynach ustrojowych, głównie osoczu lub surowicy krwi. Systematycznie jest rozwijana liczba biomarkerów możliwych do oznaczania ta technika. Świadczą o tym m.in. liczne wynalazki na biosensory.
Według obecnego stanu techniki istnieją liczne biosensory SPRi umożliwiające oznaczania stężenia substancji bioaktywnych. Takie biosensory ujawniają przykładowe opisy: JP2009133844 (A), US6239255, PL223400, PL210052, PL222548, PL222549, PL234488, PL235043, PL235044,
PL 235045, PL234329, PL236387, PL236773, PL239340 czy także PL239339.
Technikę matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging cechuje prostota budowy biosensorów w połączeniu ze skutecznością w wykonywaniu praktycznych pomiarów. W odróżnieniu od bardziej rozpowszechnionej przepływowej techniki SPR, oznaczanie techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging nie wymaga skomplikowanego wzmacniania sygnału np. za pomocą wprowadzania do biosensora nanocząsteczek złota. Technika jest z powodzeniem stosowana w licznych badaniach klinicznych o czym świadczą m.in. opublikowane ostatnio prace eksperymentalne opublikowane w prestiżowych czasopismach:
Bogdan, S.; Puścion-Jakubik, A.; Klimiuk, K.; Socha, K.; Kochanowicz, I; Gorodkiewicz, E. UCHL1 and Proteasome in Blood Serum in Relation to Dietary Habits, Concentration of Selected Antioxidant Minerals and Total Antioxidant Status among Patients with Alzheimer s Disease. J. Clin. Med. 2022, 11, 412. https://doi-lorg-10000387b5567.han3.library.put.poznan.pl/10.3390/jcm11020412
Sankiewicz, A.; Guszcz, T.; Gorodkiewicz, E. Application of SPRi Biosensors for Determination of 20S Proteasome and UCH-L1 Levels in the Serum and Urine of Transitional Bladder Cancer Patients. Appl. Sci. 2021, 11, 7835. https://doi-lorg-10000387b5567.han3.library.put.po- znan.pl/10.3390/app11177835
Matuszczak, E.; Cwalina, I.; Tylicka, M.; Wawrzyn, K.; Nowosielska, M.; Sankiewicz, A.; Ołdak, Ł.; Gorodkiewicz, E.; Hermanowicz, A. Levels of Selected Matrix Metalloproteinases-MMP-1, MMP-2 and Fibronectin in the Saliva of Patients Planned for Endodontic Treatment or Surgical Extraction. J. Clin. Med. 2020, 9, 3971. https://doi-lorg-10000387b5567.han3.library.put.poznan.pl/10.3390/jcm9123971
Komarowska, M., Szymańska, B., Ołdak, Ł., Sankiewicz, A., Matuszczak, E., Gorodkiewicz, E., Debek, W., Milewski, R., Hermanowicz, A., Plasma level of laminin 5 and collagen IV in cryptorchidism, Advances in Medical Sciences, 65, (2020) 176-181, https://doi.org/10.1016/j.advms.2019.10.004
Technika matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging została omówiona na tle innych podobnych osiągnięć w pracach przeglądowych: [Gorodkiewicz E., Łukaszewski Z., Recent Progress in Surface Plasmon Resonance Biosensors (2016 to Mid-2018), Biosensors, 2018, 4,
132,] [Falkowski P, Łukaszewski Z., Gorodkiewicz E., „Potential of Surface Plasmon Resonance Biosensors in cancer detection”, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2021, 194, 113802]. Dotychczas nie opracowano biosensora SPRi do oznaczania neuropiliny-1.
Istotą wynalazku jest biosensor do specyficznego oznaczania neuropiliny-1 w ludzkim materiale biologicznym (osocze, surowica krwi, ślina), dostosowany do współpracy z techniką matrycowego Powierzchniowego Rezonansu Plazmonów w wersji obrazowej (Imaging). Opracowany biosensor wykorzystuje mysie monoklonalne przeciwciało specyficzne wobec neuropiliny-1 jako receptor i spełnia warunki analityczne pod względem zakresu pomiarowego, specyficzności, precyzji i dokładności pomiaru. Biosensor według wynalazku zawiera płytkę szklaną pokrytą warstwą tytanu oraz złota oraz polimerem w postaci siatki, który wyodrębnia miejsca aktywne z warstwą receptorową. Receptor czyli wyżej wymienione przeciwciało jest zimmobilizowane na powierzchni złota wiązaniem kowalencyjnym za pośrednictwem linkera - cysteaminy.
Zastosowanie cysteaminy zapewnia korzystne zorientowanie przeciwciała na powierzchni biosensora z częścią Fc zawierającą grupy karboksylowe związaną z linkerem a częścią Fab zawierającą aktywne elementy - skierowaną w kierunku roztworu. Biosensor częścią Fab mysiego monoklonalnego przeciwciała wychwytuje wyłącznie oznaczaną substancję z roztworu w postaci niezwiązanej. Aparatura SPRi mierzy sygnał analityczny będący odpowiedzią na przyrost masy na powierzchni biosensora. Rozwiązanie takie cechuje prostota wykonania biosensora oraz przeprowadzenia całego procesu pomiarowego.
Biosensor do specyficznego oznaczania neuropiliny-1 w przykładzie realizacji uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat biosensora i przekrój pionowy przez miejsce aktywne, a fig. 2 przedstawia zakres prostoliniowy zależności sygnału SPRi od stężenia neuropiliny-1.
Biosensor w przykładzie - jak przedstawiono na fig. 1 - składa się z podzielonej na partycje za pomocą siatki polimerowej (1) płytki szklanej (2) pokrytej warstwą tytanu (3) oraz złota (4).
Warstwa receptorowa składa się z linkera - cysteaminy (5) oraz mysiego monoklonalnego przeciwciała (6) specyficznego wobec neuropiliny-1 połączonego kowalencyjnie z linkerem-cysteaminą. Warstwa receptorowa specyficznie wyłapuje neuropilinę-1 (7) z badanego roztworu.
Biosensor został wykorzystany do oznaczania neuropiliny-1 w serii próbek osocza pacjentów chorych na stwardnienie rozsiane. Po 3 μL osocza z 9 różnych próbek w rozcieńczeniu 1:200 nanoszono na poszczególne miejsca aktywne. Po upływie 10 min miejsca aktywne 6-krotnie przemywano buforem HBS-ES oraz wodą. Mierzono sygnał SPRi. Stężenie nauropiliny-1 odczytano z krzywej kalibracyjnej i po uwzględnieniu rozcieńczenia uzyskano następujące wyniki:
Próbka 1 sygnał SPRi 3427 wynik 141 ng/ml
Próbka 2 sygnał SPRi 4108 wynik 202 ng/ml
Próbka 3 sygnał SPRi 5245 wynik 305 ng/ml
Próbka 4 sygnał SPRi 4542 wynik 241 ng/ml
Próbka 5 sygnał SPRi 4584 wynik 245 ng/ml
Próbka 6 sygnał SPRi 3974 wynik 190 ng/ml
Próbka 7 sygnał SPRi 6034 wynik 376 ng/ml
Próbka 8 sygnał SPRi 5150 wynik 296 ng/ml
Próbka 9 sygnał SPRi 5468 wynik 325 ng/ml

Claims (1)

1. Biosensor do specyficznego oznaczania neuropiliny-1 w płynach ustrojowych i homogenatach tkankowych techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging, który zawiera płytkę szklaną pokrytą warstwą złota na podłożu tytanu oraz siatkę polimeru tworzącą pęk miejsc aktywnych zawierających warstwę receptorową znamienny tym, że warstwę receptorową stanowi monoklonalne mysie przeciwciało specyficzne wobec neuropiliny-1 (6) połączone kowalencyjnie z linkerem, w postaci cysteaminy (5), łączącym receptor z warstwą tytanu (3) oraz złota (4) pokrywającą płytkę szklaną (2).
PL441547A 2022-06-26 2022-06-26 Biosensor do oznaczania neuropiliny-1 techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging PL246108B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441547A PL246108B1 (pl) 2022-06-26 2022-06-26 Biosensor do oznaczania neuropiliny-1 techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441547A PL246108B1 (pl) 2022-06-26 2022-06-26 Biosensor do oznaczania neuropiliny-1 techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL441547A1 PL441547A1 (pl) 2023-12-27
PL246108B1 true PL246108B1 (pl) 2024-12-02

Family

ID=89452897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL441547A PL246108B1 (pl) 2022-06-26 2022-06-26 Biosensor do oznaczania neuropiliny-1 techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL246108B1 (pl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL430495A1 (pl) * 2019-07-04 2021-01-11 Politechnika Poznańska Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia katepsyny S w płynach ustrojowych i homogenatach tkankowych techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging
PL432021A1 (pl) * 2019-11-29 2021-05-31 Politechnika Poznańska Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA
PL433106A1 (pl) * 2020-03-02 2021-09-06 Politechnika Poznańska Biosensor do oznaczania interleukiny 6 (IL-6) techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL430495A1 (pl) * 2019-07-04 2021-01-11 Politechnika Poznańska Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia katepsyny S w płynach ustrojowych i homogenatach tkankowych techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging
PL432021A1 (pl) * 2019-11-29 2021-05-31 Politechnika Poznańska Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA
PL433106A1 (pl) * 2020-03-02 2021-09-06 Politechnika Poznańska Biosensor do oznaczania interleukiny 6 (IL-6) techniką powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K. PIMKOVÁ ET AL.:: "Anal Bioanal Chem.; 2012; 402(1): 381-387", SURFACE PLASMON RESONANCE BIOSENSOR FOR THE DETECTION OF VEGFR-1- A PROTEIN MARKER OF MYELODYSPLASTIC SYNDROMES *
M. TERAN ET AL.:: "Anal Biochem.; 2019; 564-565: 21-31", CHARACTERIZATION OF RECEPTOR BINDING KINETICS FOR VASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH FACTOR-A USING SPR *

Also Published As

Publication number Publication date
PL441547A1 (pl) 2023-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6787976B2 (ja) 細胞全体でのアッセイおよび方法
JP2012085556A (ja) 乳がんの診断方法
KR101851003B1 (ko) 대장암 진단용 조성물과 진단 마커 검출 방법
PL239340B1 (pl) Biosensor do specyficznego oznaczania stężenia ludzkiego antygenu rakowo-płodowego CEA
JP2011503620A (ja) リン酸化脂肪酸シンターゼ及び癌
KR20130046457A (ko) 신규한 대장암 진단용 마커 및 이를 이용한 대장암 진단 키트
US20240319180A1 (en) Devices and methods for diagnosising thyroid medical conditions
US20090068670A1 (en) Stratifin directed diagnostics for neoplastic disease
JP2012085555A (ja) 乳がん診断用マーカー
KR101878974B1 (ko) 신장암 진단용 조성물과 진단 마커 검출 방법
KR100970653B1 (ko) 뇌암 진단용 키트
JP7812576B2 (ja) 癌診断用キット及びその使用
PL441547A1 (pl) Biosensor do oznaczania neuropiliny-1 techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging
AU2017346940B2 (en) Prognostic method and kits useful in said method
KR102325742B1 (ko) 암의 진단용 조성물
KR100970654B1 (ko) 대장암 진단용 키트
US20090068669A1 (en) Slc9a3r1 directed diagnostics for neoplastic disease
PL247216B1 (pl) Biosensor do oznaczania hormonu folikulotropowego FSH techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging
Sidahmed et al. Assessment of HER2/neu among Female with Invasive Ductal Breast Carcinoma, Using Manual Tissue Microarray Technology in Khartoum State, Sudan
JP2009247309A (ja) シスプラチン耐性遺伝子診断方法及びシスプラチン治療効果遺伝子診断キット
PL248715B1 (pl) Biosensor do oznaczania mezoteliny techniką matrycowego powierzchniowego rezonansu plazmonów w wersji Imaging
KR20170135671A (ko) 간암의 진단 및 예후 예측용 바이오 마커 및 그의 용도
KR20220149336A (ko) 부인암 pdx 모델에 대한 성공 예측 방법
US8313917B2 (en) Methods of diagnosing latent and active malignancies
US20210148913A1 (en) Electrochemical sensor for analyte detection