RU2347225C2 - Method for evaluating phagoimmunoassay results - Google Patents
Method for evaluating phagoimmunoassay results Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347225C2 RU2347225C2 RU2006138524/13A RU2006138524A RU2347225C2 RU 2347225 C2 RU2347225 C2 RU 2347225C2 RU 2006138524/13 A RU2006138524/13 A RU 2006138524/13A RU 2006138524 A RU2006138524 A RU 2006138524A RU 2347225 C2 RU2347225 C2 RU 2347225C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zones
- experimental
- total area
- lysed
- lysis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к иммунобиотехнологии, и может быть использовано при цифровой обработке изображений зон лизиса на индикаторном бактериальном газоне, которые образуются при постановке реакции антиген-антитело, основанных на принципе фаговой метки (фагоиммунотест или вироиммунотест).The invention relates to biotechnology, in particular to immunobiotechnology, and can be used for digital processing of images of lysis zones on an indicator bacterial lawn, which are formed when the antigen-antibody reaction is based on the principle of phage label (phageimmunotest or viroimmunotest).
В 60-х годах прошлого столетия при разработке новых иммунохимических методов наряду с изотопными и ферментными метками в качестве метки были предложены бактериофаги [1-4], которые выявляются по степени лизиса индикаторной бактериальной культуры.In the 60s of the last century, when developing new immunochemical methods, along with isotopic and enzyme labels, bacteriophages were proposed as labels [1-4], which are detected by the degree of lysis of the indicator bacterial culture.
1.Метод нейтрализации бактериофага. Первые иммунологические методы с использованием бактериофагов были основаны на реакции нейтрализации фага и использовались для изучения иммунного ответа [5, 6]. Сыворотки, полученные против фага, обладают выраженной нейтрализующей активностью. При добавлении сыворотки в разных разведениях к одинаковому количеству бактериофага и последующем его пересеве на микрокультуру чувствительных к нему бактерий происходит снижение его биологической активности. Было подсчитано, что для нейтрализации одной частицы фага при оптимальной посадке антител на поверхность фага φХ174 теоретически достаточно 7-8 молекул. Однако при проведении конкретных опытов оказалось, что необходимо в 1000 раз большее количество молекул антител [7]. Реакцию нейтрализации фага обычно учитывают по тому разведению антисыворотки, которое на 50% инактивирует бактериофаг, взятый в опыт. Чувствительность реакции можно увеличить, добавляя второе антитело против иммуноглобулиновых детерминант антител, присоединившихся к фагу [5, 6].1. The method of neutralizing the bacteriophage. The first immunological methods using bacteriophages were based on the phage neutralization reaction and were used to study the immune response [5, 6]. Sera obtained against phage have a pronounced neutralizing activity. When serum is added in different dilutions to the same amount of bacteriophage and its subsequent subculture on the microculture of bacteria sensitive to it, its biological activity decreases. It was estimated that 7-8 molecules are theoretically sufficient to neutralize one phage particle with an optimal antibody landing on the surface of phage φX174. However, when conducting specific experiments, it turned out that 1000 times more molecules of antibodies are needed [7]. The phage neutralization reaction is usually taken into account by the dilution of the antiserum, which is 50% inactivated by the bacteriophage taken in the experiment. The sensitivity of the reaction can be increased by adding a second antibody against the immunoglobulin determinants of antibodies that have joined the phage [5, 6].
2. Метод торможения нейтрализации фага. Наряду с определением количества антител, метод нейтрализации бактериофага позволял также определять и количество самих гаптенов. Это достигалось путем торможения реакции нейтрализации конъюгата фага при добавлении специфического антигена (гаптена). Для проведения реакции торможения нейтрализации сначала подбирали количество антител, способных инактивировать на 90-95% конъюгат в пробе. Далее, подобранное таким образом количество антител смешивали с неизвестным количеством определяемого антигена и инкубировали их вместе оптимальное время. Антиген в зависимости от его количества полностью или частично блокирует активность антител. В результате нейтрализующая способность антител будет тормозиться в разной степени, что позволяет количественно определять концентрацию антигена. На основании данных, полученных при использовании известных количеств антигена, строилась количественная кривая, которая отражала зависимость: чем больше антигена в пробе, тем на меньший процент будет нейтрализована реакция с конъюгатом. В дальнейшем принципы метода нейтрализации фага были распространены на определение антигенов с большим молекулярным весом и антител против них. На модели фаг-гаптен была изучена аффинность антител разных классов, а также их (Fab')2- и Fab'-фрагментов.2. The method of inhibition of neutralization of phage. Along with determining the number of antibodies, the method of neutralizing the bacteriophage also allowed to determine the number of haptens themselves. This was achieved by inhibiting the neutralization reaction of the phage conjugate with the addition of a specific antigen (hapten). To carry out the neutralization inhibition reaction, the amount of antibodies capable of inactivating 90-95% of the conjugate in the sample was first selected. Further, the amount of antibodies selected in this way was mixed with an unknown amount of the antigen to be determined and the optimal time was incubated together. Antigen, depending on its amount, completely or partially blocks the activity of antibodies. As a result, the neutralizing ability of antibodies will be inhibited to a varying degree, which allows you to quantify the concentration of antigen. Based on the data obtained using known amounts of antigen, a quantitative curve was constructed that reflected the dependence: the more antigen in the sample, the lower the percentage of reaction with the conjugate. Subsequently, the principles of the phage neutralization method were extended to the determination of high molecular weight antigens and antibodies against them. Using the phage hapten model, the affinity of antibodies of different classes, as well as their (Fab ') 2 and Fab' fragments, was studied.
3. Конъюгаты фага с антигеном. Для конъюгирования белковых антигенов с фагом применяли бифункциональные реагенты (глютаровый альдегид, бис-бензидин, карбодиимид, диизоцианаты и др.). При синтезе конъюгатов возникали значительные трудности. При модификации фагов необходимо было получить интенсивно меченые препараты бактериофагов с сохранением их жизнеспособности. Необходимо было для каждого белкового антигена, в зависимости от его молекулярной массы, подобрать такие условия, чтобы присоединенный антиген не блокировал фаг стерически, но при этом количество его было достаточным для инактивации конъюгата фага антителами. Метод обладал высокой чувствительностью, как в реакции нейтрализации бактериофага (10-500 пкг/мл), так и в реакции торможения нейтрализации (25-50 пкг/мл), но оказался слишком сложным [6, 8].3. Conjugates of phage with antigen. Bifunctional reagents (glutaraldehyde, bis-benzidine, carbodiimide, diisocyanates, etc.) were used to conjugate protein antigens with phage. In the synthesis of conjugates, significant difficulties arose. In the modification of phages, it was necessary to obtain intensely labeled preparations of bacteriophages with preservation of their viability. It was necessary for each protein antigen, depending on its molecular weight, to select such conditions so that the attached antigen does not block the phage sterically, but at the same time its quantity was sufficient to inactivate the phage conjugate with antibodies. The method was highly sensitive both in the neutralization reaction of the bacteriophage (10-500 pg / ml) and in the reaction of inhibition of neutralization (25-50 pg / ml), but it was too complicated [6, 8].
4. Иммуносорбентный вариант фагоиммунотеста. Позже был разработан иммуносорбентный вариант фагоиммунотеста как для определения антител, так и антигенов [2, 9]. Иммуносорбент, синтезированный на разных основах, благодаря своей большой емкости, позволяет извлекать исследуемое вещество в незначительных количествах из сложной смеси, концентрируя его на своей поверхности. Иммуносорбентный принцип был использован в фагоиммунотесте для определения антител к фагу путем извлечения комплексов фаг-антитело. Было показано, что при сорбции фага, нагруженного кроличьими антителами, на сорбенте, связанном с антителами против иммуноглобулина кролика, можно обнаружить противофаговые антитела в количестве, составляющем доли пикограмм [9]. Аналогичный прием использовали Pestka с соавторами [10] для обнаружения противогаптенных антител с помощью фагов, конъюгированных с гаптенами. В этом варианте метода чувствительность по сравнению с методом нейтрализации фага была выше на несколько порядков.4. Immunosorbent variant of fagoimmunotest. Later, an immunosorbent variant of the fagoimmunotest was developed both for the determination of antibodies and antigens [2, 9]. The immunosorbent synthesized on different bases, due to its large capacity, allows to extract the test substance in small quantities from a complex mixture, concentrating it on its surface. The immunosorbent principle was used in the phage immunoassay to determine antibodies to phage by extracting phage-antibody complexes. It was shown that during the sorption of phage loaded with rabbit antibodies on the sorbent associated with antibodies against rabbit immunoglobulin, antiphage antibodies in the amount of picogram fractions can be detected [9]. A similar technique was used by Pestka et al. [10] to detect anti-hapten antibodies using phages conjugated with haptens. In this variant of the method, the sensitivity was several orders of magnitude higher than that of the phage neutralization method.
Иммуносорбентный вариант фагоиммунотеста был разработан для определения дифтерийного токсина [11]. Для получения конъюгата в данном случае использовали очищенные антитела. Антитела предварительно активировали глютаровым альдегидом и после освобождения от его избытка присоединяли к бактериофагу. С помощью полученного конъюгата можно было определить антиген в концентрации 50 пкг/мл.An immunosorbent variant of the fagoimmunotest was developed to determine diphtheria toxin [11]. In this case, purified antibodies were used to obtain the conjugate. Antibodies were pre-activated with glutaraldehyde and, after being released from its excess, were attached to the bacteriophage. Using the obtained conjugate, it was possible to determine the antigen at a concentration of 50 pkg / ml.
Однако вышеуказанный вариант фагоиммунотеста предусматривал способ получения конъюгата. С помощью глютарового альдегида антитела фиксировались на бактериофаге беспорядочно, тем самым создавались стерические препятствия для взаимодействия с антигеном, что снижало чувствительность метода. Кроме того, глютаровый альдегид инактивирует биологическую активность бактериофага.However, the above variant of the fagoimmunotest provided a method for producing a conjugate. Using glutaraldehyde, antibodies were fixed randomly on the bacteriophage, thereby creating steric barriers to interaction with the antigen, which reduced the sensitivity of the method. In addition, glutaraldehyde inactivates the biological activity of the bacteriophage.
В дальнейшем Скворцов В.Т. [7] предложил более эффективный вариант иммуносорбентного фагоиммунотеста для прямого определения антигена. Данный вариант фагоиммунотеста отличался способом получения конъюгата. Бактериофаг ϕХ174 конъюгировали с Fab'-фрагментами антител, полученными перевариванием антител пепсином. Для синтеза конъюгатов был использован реагент N-ацетил-DL-гомоцистеин-γ-тиолактон. Это позволило предварительно вводить в капсид бактериофага активную SH-группу, которая в результате активации избирательно реагировала со свободной тиогруппой Fab'-фрагментов антител, находящейся на противоположном конце от активного центра. Таким образом, активный антительный центр в конъюгате был оптимально ориентирован для последующего взаимодействия с антигеном.Further Skvortsov V.T. [7] proposed a more effective variant of the immunosorbent phagoimmunotest for direct determination of antigen. This variant of the fagoimmunotest differed in the method for producing the conjugate. The bacteriophage ϕX174 was conjugated to Fab'-fragments of antibodies obtained by digesting antibodies with pepsin. For the synthesis of conjugates, the reagent N-acetyl-DL-homocysteine-γ-thiolactone was used. This made it possible to preliminarily introduce an active SH group into the bacteriophage capsid, which, as a result of activation, selectively reacted with the free thio group of Fab'-antibody fragments located at the opposite end from the active center. Thus, the active antibody center in the conjugate was optimally oriented for subsequent interaction with the antigen.
Этот принцип также был применен для синтеза высокоемкого иммуносорбента с ориентированно присоединенными Fab'-фрагментами антител для получения антигенов. Для синтеза конъюгатов к бактериофагу присоединяли радикал, содержащий свободную сульфгидридную группу, которую далее переводили в смешанный дисульфид с помощью реактива Элмана (5,5-дитиобис(2-нитробензойной кислотой)). Fab'-фрагменты антител, добавленные к бактериофагу, активированному таким образом, присоединялись за счет реакции тиолдисульфидного обмена. С помощью этого варианта иммуносорбентного фагоиммунотеста можно было определить до 3,0 пкг/мл антигена. Для прямого определения антиген в разных разведениях добавляли к пробам иммуносорбента и после инкубации сорбент отмывали забуференным физиологическим раствором. Пробы переносили в чистые пробирки, добавляли конъюгат и инкубировали. После инкубации сорбент отмывали от неприсоединившегося конъюгата, добавляли дитиотреитол, разрушая тем самым дисульфидную связь между бактериофагом и Fab'-фрагментами антител, что приводило к восстановлению биологической активности фага. Количество присоединившегося конъюгата определяли при пересеве проб (после восстановления биологической активности бактериофага) на чашке Петри с индикаторной культурой микробов на твердой питательной среде. В зависимости от концентрации антигена в пробе на чашке с индикаторной культурой появлялось определенное количество зон лизиса (бляшек).This principle has also been applied to the synthesis of high-capacity immunosorbent with orientedly attached Fab'-fragments of antibodies to obtain antigens. For the synthesis of conjugates, a radical containing a free sulfhydride group was attached to the bacteriophage, which was then converted to mixed disulfide using Elman's reagent (5,5-dithiobis (2-nitrobenzoic acid)). Fab'-fragments of antibodies added to the bacteriophage activated in this way were attached via a thiol disulfide exchange reaction. Using this variant of the immunosorbent phagoimmunotest, up to 3.0 pg / ml of antigen could be determined. For direct determination, the antigen in different dilutions was added to the samples of the immunosorbent and, after incubation, the sorbent was washed with buffered saline. Samples were transferred to clean tubes, conjugate was added and incubated. After incubation, the sorbent was washed from the non-conjugated conjugate, dithiothreitol was added, thereby destroying the disulfide bond between the bacteriophage and Fab'-fragments of antibodies, which led to the restoration of the biological activity of the phage. The amount of conjugate added was determined by reseeding the samples (after restoration of the biological activity of the bacteriophage) on a Petri dish with an indicator culture of microbes on a solid nutrient medium. Depending on the concentration of antigen in the sample on a plate with indicator culture, a certain number of lysis zones (plaques) appeared.
Несмотря на высокую чувствительность иммуносорбентного фагоиммунотеста, метод был использован лишь в лабораторных исследованиях, так как для проведения анализа требовались большой объем работы и лабораторной посуды.Despite the high sensitivity of the immunosorbent phagoimmunotest, the method was used only in laboratory studies, since the analysis required a large amount of work and laboratory glassware.
5. Скрининговый вариант фагоиммунотеста. Метод иммуносорбентного фагоиммунотеста оказалось возможным упростить. Был разработан скрининговый вариант фагоиммунотеста с использованием конъюгата фага φХ174 и ориентированно присоединенных к нему Fab'-фрагментов антител. Иммуносорбентный этап анализа проводили в 96-луночных полистироловых планшетах, что значительно упростило постановку метода и увеличило количество анализируемых проб. Схема проведения анализа на начальных этапах не отличалась от ИФА с использованием техники «сэндвич». Такой вариант фагоиммунотеста, описанный авторами [12], был разработан на модельном опыте, для определения IgG кролика, с использованием поликлональных Fab'-фрагментов антител и по чувствительности не уступал аналогичным по схеме постановки вариантам ИФА.5. Screening version of the fagoimmunotest. The method of immunosorbent phagoimmunotest proved to be possible to simplify. A screening variant of the fagoimmunotest was developed using the conjugate of phage φX174 and Fab'-fragments of antibodies oriented to it. The immunosorbent analysis step was carried out in 96-well polystyrene plates, which greatly simplified the formulation of the method and increased the number of analyzed samples. The analysis scheme at the initial stages did not differ from the ELISA using the sandwich technique. This variant of the phageoimmunotest described by the authors of [12] was developed on a model experiment to determine rabbit IgG using polyclonal Fab'-fragments of antibodies and was not inferior in sensitivity to ELISA variants similar to the formulation scheme.
Вышеописанный вариант фагоиммунотеста обладает неоспоримым преимуществом по сравнению с ранее предложенными методами с использованием в качестве метки бактериофагов и по простоте выполнения анализа приближался к широко применяемому методу ИФА. Достоинства данного метода (высокая чувствительность, возможность тестирования большого количества проб, относительно короткое время проведения анализа - 6 часов, а также использование более доступной метки - бактериофагов) послужили основой для разработки и совершенствования метода в плане рутинного применения в клинике в качестве быстрого и эффективного метода определения α2- и γ-интерферонов. В результате был разработан оригинальный скрининговый вариант фагоиммунотеста для анализа интерферона в биосубстратах, включающий синтез конъюгатов на основе бактериофага φХП4 с ковалентно присоединенными Fab'-фрагментами моноклональных антител против α2- и γ-интерферонов [13]. Использование фагоиммунотеста для анализа интерферонов позволило выявить α2- и γ-интерфероны в растворах и в биологических жидкостях в концентрации до 1,0-1,5 МЕ/мл в течение 5-6 часов. Проведенный сравнительный анализ данных определения интерферонов с помощью высокочувствительного биологического теста и фагоиммунотеста не выявил существенной достоверной разницы между этими показателями (Р<0,05) [13].The above-described variant of the fagoimmunotest has an indisputable advantage in comparison with the previously proposed methods using bacteriophages as a label and, in terms of simplicity of analysis, came close to the widely used ELISA method. The advantages of this method (high sensitivity, the ability to test a large number of samples, a relatively short analysis time of 6 hours, and the use of a more accessible label - bacteriophages) served as the basis for the development and improvement of the method in terms of routine use in the clinic as a quick and effective method determination of α2 and γ interferons. As a result, an original screening variant of the phageoimmunotest for the analysis of interferon in biosubstrates was developed, including the synthesis of conjugates based on the bacteriophage φХП4 with covalently attached Fab'-fragments of monoclonal antibodies against α2- and γ-interferons [13]. The use of the phagoimmunotest for the analysis of interferons made it possible to detect α2 and γ interferons in solutions and in biological fluids at a concentration of up to 1.0-1.5 IU / ml for 5-6 hours. A comparative analysis of the determination of interferons using a highly sensitive biological test and phage immunoassay did not reveal a significant significant difference between these indicators (P <0.05) [13].
В целом, антигенные и антительные диагностикумы, основанные на принципе фаговой метки (фагоиммунотест или вироиммунотест), были разработаны для:In general, antigenic and antibody-based diagnostics based on the principle of phage tag (phage immunotest or viroimmunotest) have been developed for:
- определения концентрации интерферонов α и γ;- determination of the concentration of interferons α and γ;
- определения концентрации γ-глобулинов;- determination of the concentration of γ-globulins;
- выявления хламидийного ЛПС;- detection of chlamydial LPS;
- выявления ростового фактора нервных клеток;- identification of growth factor of nerve cells;
- выявления дифтерийного токсина.- detection of diphtheria toxin.
Получение диагностического результата основано на визуальной оценке оператором изображений зон лизиса. Ниже представлена типовая методика постановки фагоиммунотеста (вироиммунотеста) на примере диагностики хламидий с использованием «ХламиВироскрина». Тест-система представляет собой набор реагентов для выявления липополисахаридного антигена (ЛПС) хламидий вироиммунотестом. Для постановки реакции по известному способу в каждую лунку 96-луночного планшета вносят по 0,05 мл раствора моноклональных антител к ЛПС хламидий. Планшеты накрывают крышкой и инкубируют при 37°С 1 ч или при комнатной температуре 18 ч. Затем содержимое лунок вытряхивают и промывают забуференным физиологическим раствором с твином-20 (ЗФРТ). В лунки С6 и D6 вносят по 0,025 мл положительного контроля, в лунки С7 и D7 - по 0,025 мл отрицательного контроля, а в остальные лунки - по 0,025 мл исследуемых сывороток, причем каждую из сывороток исследуют в двух лунках. Затем во все лунки вносят по 0,025 мл раствора конъюгата (фаг-антиЛПС хламидий). Планшет закрывают крышкой и инкубируют 2 ч или ночь при 37°С. Во время инкубации планшета готовят питательный агар. Содержимое лунок планшета после инкубации вытряхивают и промывают ЗФРТ, после чего в каждую лунку вносят по 0,05 мл восстанавливающего реагента, планшет закрывают крышкой и помещают на 30 мин в термостат при 37°С. Во время инкубации планшета готовят индикаторные газоны. Для этого 2 полистироловые пластинки обрабатывают спиртом и помещают на горизонтальный столик. В ампулу с индикаторной культурой E.coli вносят 1 мл ЗФРТ, перемешивают и переносят полученную суспензию в пробирку с расплавленным агаром, имеющим температуру 42-48°С, пробирку немедленно вынимают из водяной бани, быстро перемешивают содержимое, вращая пробирку между ладонями, и немедленно выливают на пластинку, равномерно распределяя агар по всей площади пластинки (с помощью той же пробирки). Таким способом готовят два индикаторных газона. Агару дают застыть. Пластинки с индикаторными газонами должны быть приготовлены за 5-15 мин до окончания инкубации планшета, так чтобы агар успел застыть, но не успел подсохнуть. Пробы из каждой лунки планшета ориентированно переносят на агар с помощью 96-канального аппликатора, полые наконечники которого расположены соответственно лункам планшета. Аппликатор вставляют в планшет и осторожным постукиванием по боковым стенкам планшета добиваются равномерного насасывания жидкости в наконечники. Аппликатор осторожно ставят на агаровую пластинку и слегка «пошевеливают», не отрывая от поверхности агара, а затем убирают, поднимая вертикально, так, чтобы не размазать «отпечатки» - капли, перенесенные на поверхность агара. Аппликатор вновь вставляют в планшет и переносят пробы на вторую агаровую пластинку. Аппликатор используется многократно. После каждого анализа аппликатор тщательно отмывают водой с детергентом, смывают детергент, ополаскивают дистиллированной водой и обрабатывают спиртом. Пластинки накрывают неиспользованной пластинкой или крышкой от планшета, предварительно обработанными спиртом, скрепляют кусочками липкой ленты или пластыря и инкубируют при 37°С в течение 3 ч. Если за это время капли не впитываются в агар, пластинку оставляют на 5-10 мин при комнатной температуре без крышки, после чего оценивают результаты. Результаты реакции учитывают визуально по наличию прозрачных зон лизиса бактерий в месте нанесения проб. Реакция считается положительной, если в месте нанесения пробы образуется сплошная зона лизиса или отдельные бляшки (не менее 6). Число бляшек в месте нанесения отрицательного контрольного образца не должно превышать 3.Obtaining a diagnostic result is based on a visual assessment by the operator of images of lysis zones. Below is a typical technique for the formulation of the phageoimmunotest (viroimmunotest) on the example of the diagnosis of chlamydia using "ChlamyViroskrin." The test system is a set of reagents for the detection of lipopolysaccharide antigen (LPS) of chlamydia viroimmunotest. For the reaction according to the known method, 0.05 ml of a solution of chlamydial monoclonal antibodies to LPS is added to each well of a 96-well plate. The plates are covered and incubated at 37 ° C. for 1 hour or at room temperature for 18 hours. Then, the contents of the wells are shaken out and washed with buffered saline with Tween-20 (PBS). 0.025 ml of the positive control are added to wells C6 and D6, 0.025 ml of the negative control to wells C7 and D7, and 0.025 ml of the studied sera to the remaining wells, each serum being examined in two wells. Then, 0.025 ml of conjugate solution (phage anti-LPS chlamydia) is added to all wells. The tablet is covered with a lid and incubated for 2 hours or overnight at 37 ° C. During incubation of the plate, nutrient agar is prepared. After incubation, the contents of the plate are shaken out and washed with PBS, after which 0.05 ml of reducing reagent is added to each well, the plate is closed with a lid and placed in a thermostat at 37 ° C for 30 minutes. During incubation of the tablet, indicator lawns are prepared. To do this, 2 polystyrene plates are treated with alcohol and placed on a horizontal table. In a vial with an indicator culture of E. coli, add 1 ml of PBS, mix and transfer the resulting suspension into a test tube with molten agar at a temperature of 42-48 ° C, the tube is immediately removed from the water bath, the contents are quickly mixed, rotating the tube between the palms of the hands, and immediately poured onto the plate, evenly distributing the agar over the entire area of the plate (using the same tube). Two indicator lawns are prepared in this way. Agar is allowed to freeze. Plates with indicator lawns should be prepared 5-15 minutes before the end of the incubation of the tablet, so that the agar could freeze, but did not have time to dry. Samples from each well of the plate are orientedly transferred onto the agar using a 96-channel applicator, the hollow tips of which are located respectively in the wells of the plate. The applicator is inserted into the tablet and by gently tapping on the side walls of the tablet to achieve uniform liquid suction in the tips. The applicator is carefully placed on the agar plate and slightly “stirred” without tearing off the surface of the agar, and then removed, lifting vertically, so as not to smear the “prints” - drops transferred onto the surface of the agar. The applicator is reinserted into the plate and samples are transferred to a second agar plate. The applicator is used repeatedly. After each analysis, the applicator is thoroughly washed with water and detergent, the detergent is washed off, rinsed with distilled water and treated with alcohol. The plates are covered with an unused plate or tablet lid pretreated with alcohol, fastened with pieces of adhesive tape or patch and incubated at 37 ° C for 3 hours. If during this time the drops are not absorbed into the agar, the plate is left for 5-10 minutes at room temperature without a lid, after which they evaluate the results. The results of the reaction are taken into account visually by the presence of transparent zones of bacterial lysis at the site of application of the samples. The reaction is considered positive if a continuous lysis zone or separate plaques (at least 6) are formed at the site of application of the sample. The number of plaques at the site of application of the negative control sample should not exceed 3.
Однако, в данном методе учета результатов реакции фагоиммунотеста результат не всегда может быть выражен в точном цифровом измерении. Прежде всего, это касается ситуации, в которой наблюдается слияние зон лизиса на индикаторном газоне.However, in this method of recording the results of the reaction of the phageoimmunotest, the result can not always be expressed in an exact digital measurement. First of all, this concerns the situation in which there is a merger of the lysis zones on the indicator lawn.
Техническим результатом изобретения является повышение точности анализа изображений реакции фагоиммунотеста в планшетах, пластинках и чашках Петри, исключение субъективности оценки изображения и введение количественных показателей для изображений бляшкообразующих единиц и оценки суммарной площади зон лизиса.The technical result of the invention is to increase the accuracy of image analysis of the reaction of phageoimmunotest in tablets, plates and Petri dishes, eliminating the subjectivity of image evaluation and introducing quantitative indicators for images of plaque-forming units and assessing the total area of lysis zones.
Технический результат достигается тем, что в способе оценки результатов фагоиммунотеста, предусматривающем анализ зон лизиса микробной индикаторной культуры в лунках планшета с опытными и контрольными тестами, согласно изобретению, планшет с опытными и контрольными тестами последовательно помещают в фотографическую или сканирующую установку для получения оцифрованного изображения зон лизиса, далее обрабатывают каждое оцифрованное изображение с помощью адаптивного фильтра с получением оконтуренных отдельных зон лизиса различных размеров, а также слившихся зон лизиса, затем определяют среднюю суммарную площадь зон лизиса для опытных и контрольных образцов и при превышении величины средней суммарной площади зон лизиса в опыте над величиной средней суммарной площади зон лизиса в контроле не менее чем на 5% фагоиммунотест считают положительным.The technical result is achieved by the fact that in the method for evaluating the results of the phageoimmunotest, which involves the analysis of the lysis zones of the microbial indicator culture in the wells of the tablet with experimental and control tests, according to the invention, the tablet with experimental and control tests is sequentially placed in a photographic or scanning unit to obtain a digitalized image of the lysis zones , then each digitized image is processed using an adaptive filter to obtain contoured separate lysis zones of various Dimensions as well as the fused zones lysis, then determine the average total area of the zones of lysis for test and control samples, and if it exceeds the average of the total area of lysis zones in an experiment on the magnitude of the average of the total area of the lysis zone in the control by at least 5% fagoimmunotest considered positive.
Кроме того, оценку результатов фагоиммунотеста проводят автоматизированно.In addition, the evaluation of the results of the fagoimmunotest is carried out automatically.
Сущность способа. В чашках Петри, культуральных планшетах и пластинках, содержащих различные среды, первоначально проводится первичная обработка изображений с поставленной реакцией фагоиммунотеста. Первичная обработка включает в себя: оцифровку изображения всего планшета (пластинки или чашки Петри) с помощью сканера или фотоаппарата, обеспечивающего получение изображений реакций фагоиммунотеста с использованием слайд-модуля или фотоаппарата, фиксацию на оцифрованном изображении планшета (пластинки или чашки Петри) базовых координат, разрезание изображения планшета (пластинки или чашки Петри) на отдельные изображения и последующее их сохранение. Полученные отдельные изображения подвергаются вторичной обработке. Для получения изображений с планшетов, пластинок или чашек Петри используются специально подобранные режимы сканирования или фотографирования с изменением параметров яркости и контрастности, а также цветности. Обработка оцифрованных изображений при помощи адаптивного фильтра позволяет получить четкое оконтуривание бляшкообразующих единиц (БОЕ) различных размеров, а также слившихся БОЕ (см. фиг.1). Оконтуривание БОЕ как одиночных, так и слившихся, позволяет дифференцировать зоны лизиса от индикаторного газона и в результате определять суммарную площадь лизиса, входящую в выделенные зоны (см. фиг.2). Суммарное выделение площадей лизиса позволяет осуществлять количественную оценку суммарного числа фагов в данной тестируемой пробе, т.е. объективно и автоматически учитывать результаты фагоиммунотеста.The essence of the method. In Petri dishes, culture plates and plates containing various media, initial processing of the images is carried out with the reaction of the phageoimmunotest. Initial processing includes: digitizing the image of the entire tablet (plate or Petri dish) using a scanner or camera, which provides images of the reactions of the phage immunotest using a slide module or camera, fixing the basic coordinates on the digitized image of the tablet (plate or Petri dish), cutting images of the tablet (plate or Petri dish) into separate images and their subsequent storage. The resulting individual images are recycled. To obtain images from tablets, plates or Petri dishes, specially selected scanning or photographing modes are used with changing brightness and contrast parameters, as well as color. Processing digitized images using an adaptive filter allows you to get a clear outline of plaque-forming units (PFU) of various sizes, as well as merged PFU (see figure 1). The contouring of PFU, both single and merged, allows us to differentiate the lysis zone from the indicator lawn and as a result to determine the total lysis area included in the selected zones (see figure 2). The total allocation of lysis areas allows a quantitative assessment of the total number of phages in this test sample, i.e. objectively and automatically take into account the results of the phagoimmunotest.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 приведен пример 96-луночной пластинки с проведенной постановкой фагоиммунотеста.Figure 1 shows an example of a 96-well plate with the formulation of the phagoimmunotest.
На фиг.2 приведено выделение зон лизиса E.coli С фагом φХ174 путем оконтуривания БОЕ.Figure 2 shows the allocation of lysis zones of E. coli With phage φX174 by contouring PFU.
На фиг.3 приведен пример определения специализированной компьютерной программой площади оцифрованных и оконтуренных зон лизиса E.coli С фагом φХП4 с указанием отдельных зон лизиса и групп слившихся зон лизиса.Figure 3 shows an example of determining the area of digitized and contoured E. coli lysis zones with a phage φXP4 using a specialized computer program, indicating individual lysis zones and groups of merged lysis zones.
На фиг.4 приведен пример оценки результата фагоиммунотеста, исходя из определенной площади опытной и контрольной лунки, имеющих разное количество зон лизиса.Figure 4 shows an example of evaluating the result of a fagoimmunotest based on a certain area of the experimental and control wells having different numbers of lysis zones.
Пример.Example.
После постановки реакций в лунках планшета (в чашке Петри или на пластинке), как описано выше, в соответствии с инструкцией по применению диагностикума, планшет с тестами помещается в специально доработанный сканер или фотографическую установку, обеспечивающие оцифровывание изображений. С помощью разработанной специализированной компьютерной программы проводится сканирование и, в случае постановки реакции на пластинке, осуществляется разрезание оцифрованного изображения на отдельные «лунки». Далее программа обрабатывает каждое отдельное оцифрованное изображение с помощью адаптивного фильтра, в результате получаются оконтуренные отдельные зоны лизиса различных размеров, а также слившиеся зоны лизиса. Программа распознает типы зон лизиса и распределяет их по группам, затем она вычисляет среднюю суммарную площадь зон лизиса в конкретном изображении. Далее, исходя из схемы эксперимента, определяют соответствие полученных значений площади зон лизиса для контрольных и опытных образцов. Оценку результатов фагоиммунотеста производят путем определения отношения средней суммарной площади зон лизиса в опытных образцах к средней суммарной площади зон лизиса в контрольных образцах. Превышение средней суммарной зоны лизиса в опыте над таковой в контроле считается положительным результатом; при этом конкретная пороговая цифра определяется для каждого варианта тест-системы отдельно, однако она должна отличаться от контроля не менее чем на 5%.After staging the reactions in the wells of the plate (in a Petri dish or on a plate), as described above, in accordance with the instructions for use of the diagnosticum, the plate with the tests is placed in a specially modified scanner or photographic unit, which enables digitalization of images. Using the developed specialized computer program, scanning is performed and, in the case of setting the reaction on the plate, the digitized image is cut into separate “holes”. Next, the program processes each individual digitized image using an adaptive filter, resulting in contoured separate lysis zones of various sizes, as well as merged lysis zones. The program recognizes the types of lysis zones and distributes them into groups, then it calculates the average total area of the lysis zones in a particular image. Further, based on the experimental design, the correspondence of the obtained values of the area of lysis zones for control and experimental samples is determined. Evaluation of the results of the phageoimmunoassay is carried out by determining the ratio of the average total area of lysis zones in experimental samples to the average total area of lysis zones in control samples. Exceeding the average total lysis zone in the experiment over that in the control is considered a positive result; in this case, a specific threshold figure is determined separately for each version of the test system, however, it should differ from the control by at least 5%.
Результаты анализа приведены в таблицах 1-5.The results of the analysis are shown in tables 1-5.
Автоматизированный учет результатов фагоиммунотеста: общая площадь зон лизисаTable 2.
Automated Recording of the Results of the Fagoimmunotest: Total Area of Lysis Areas
Автоматизированный учет результатов фагоиммунотеста: площадь зон лизиса по группамTable 3.
Automated Recording of the Results of the Fagoimmunotest: Area of Lysis Areas by Group
Данные статистической обработки автоматического учета результатов фагоиммунотеста для иммунодетекции F.tularensisTable 4.
Statistical processing data for automatic recording of the results of the phageoimmunotest for immunodetection of F.tularensis
Оценка фагоиммунотеста для иммунодетекции F.tularensis на 96-луночной пластинке по формуле Р=(Опыт/Контроль)·100%; пороговое значение 105%.Table 5.
Evaluation of the fagoimmunotest for immunodetection of F.tularensis on a 96-well plate according to the formula P = (Experience / Control) · 100%; threshold value of 105%.
Параметры расчета:Calculation Parameters:
1. Основным параметром расчета, по которому определяется значение реакции фагоиммунотеста и различие между опытом и контролем, а также между отдельными тестируемыми образцами, является общая площадь зон лизиса при разведении реакционной смеси (см. табл.2 и табл.4). Площадь лизиса по группам является вспомогательным дополнительным параметром, который позволяет оценить величину реакции в момент, когда отдельные зоны лизиса начинают сливаться: чем больше слившихся зон лизиса и их площадь, тем сильнее реакция.1. The main calculation parameter, which determines the value of the phageoimmunotest reaction and the difference between experiment and control, as well as between individual test samples, is the total area of lysis zones during dilution of the reaction mixture (see Table 2 and Table 4). The lysis area by groups is an additional additional parameter that allows us to estimate the magnitude of the reaction at the moment when individual lysis zones begin to merge: the more the lysis zones merged and their area, the stronger the reaction.
2. Статистическая обработка данных, полученных в приведенном выше опыте, иллюстрирует изменение интенсивности реакции фагоиммунотеста при изменении концентрации антигена (ЛПС F.tularensis), а также указывает на значительное различие между опытными и контрольными пробами.2. Statistical processing of the data obtained in the above experiment illustrates the change in the intensity of the reaction of the phageoimmunotest with a change in antigen concentration (LPS F.tularensis), and also indicates a significant difference between the experimental and control samples.
СсылкиReferences
1. Скворцов В.Т., Суслов А.П. Вироиммунотест для массовых определений нанограммовых количеств антигена. // Бюлл. эксп. биол. мед. - 1988. - №12. - С.704-706.1. Skvortsov V.T., Suslov A.P. Viroimmunotest for mass determination of nanogram amounts of antigen. // Bull. exp biol. honey. - 1988. - No. 12. - S.704-706.
2. Haimovich J., Sela M. Protein-bacteriophage conjugates: Application in detection of antibodies and antigens. // Science. - 1969. - V.164. - P.1279-1280.2. Haimovich J., Sela M. Protein-bacteriophage conjugates: Application in detection of antibodies and antigens. // Science. - 1969. - V.164. - P.1279-1280.
3. Haimovich J., Sela M. Inactivation of poly-DL-alanyl poly-DL-alaT4 with antisera spesific toward poly-DL-alamine. // J. Immunol. - 1966. - V.97, №3. - P.338-343.3. Haimovich J., Sela M. Inactivation of poly-DL-alanyl poly-DL-alaT4 with antisera spesific toward poly-DL-alamine. // J. Immunol. - 1966. - V.97, No. 3. - P.338-343.
4. Macela O. Assay of anti-hapten antibody with the aid of hapten-coupled bacteriophage. // Immunology. - 1966. - V.10, №1-2. - P.81-86.4. Macela O. Assay of anti-hapten antibody with the aid of hapten-coupled bacteriophage. // Immunology. - 1966. - V.10, No. 1-2. - P.81-86.
5. Haimovich J., Hurwitz E., Novic N., Sela M. Preparation of protein-bacteriophage conjugates and their use in detection of anti-protein antibodies. // Biochem. Biophis. Acta. - 1970. - V.207. - P.115-124.5. Haimovich J., Hurwitz E., Novic N., Sela M. Preparation of protein-bacteriophage conjugates and their use in detection of anti-protein antibodies. // Biochem. Biophis Acta. - 1970. - V.207. - P.115-124.
6. Haimovich J., Hurwitz E., Novic N., et al. Use of protein-bacteriophage conjugates in quantitation of proteins. // Biochem. Biophis. Acta. - 1970. - V.207. - P.125-129.6. Haimovich J., Hurwitz E., Novic N., et al. Use of protein-bacteriophage conjugates in quantitation of proteins. // Biochem. Biophis Acta. - 1970. - V.207. - P.125-129.
7. Скворцов В.Т. Определение ультрамикроколичеств антител и антигенов при помощи вироиммунотеста. В сб.: Иммуносорбенты и их использование в биологии. - M.: - 1986. - С.49-60.7. Skvortsov V.T. Determination of ultramicroquantities of antibodies and antigens using viroimmunotest. In: Immunosorbents and their use in biology. - M .: - 1986. - S. 49-60.
8. Andreev J.M., Mamas S., Dray F.Viroimmunoassay of prostaglandin F2athe picogramm level. // Prostaglandins. - 1974. - V.6. - P.15-22.8. Andreev J.M., Mamas S., Dray F. Viroimmunoassay of prostaglandin F2athe picogramm level. // Prostaglandins. - 1974. - V.6. - P.15-22.
9. Скворцов В.Т., Бондаренко В.M. Определение ультрамикроколичеств антител к бактериофагу, основанное на специфическом извлечении комплексов фаг-антитело с помощью иммуносорбентов. // Вопр. вирусол. - 1971. - №4. - С.603-605.9. Skvortsov V.T., Bondarenko V.M. Determination of ultramicroquantities of antibodies to a bacteriophage based on the specific extraction of phage-antibody complexes using immunosorbents. // Q. virusol. - 1971. - No. 4. - S. 603-605.
10. Pestca S., Rosenfeld H., Harris R. Communication to the editor viroimmunoassays: detection of virus-antigen, antibody complexes with an immunoadsorbent. // Immunochemistry. - 1974. - V.I 1. - P.123-218.10. Pestca S., Rosenfeld H., Harris R. Communication to the editor viroimmunoassays: detection of virus-antigen, antibody complexes with an immunoadsorbent. // Immunochemistry. - 1974. - V.I 1. - P.123-218.
11. Скворцов В.Т., Вертиев Ю.В. Использование вироиммунотеста для количественного определения дифтерийного токсина. // Лаб. дело. - 1981. - №4. - С.437-439.11. Skvortsov V.T., Vertiev Yu.V. Using Viroimmunotest for the quantification of diphtheria toxin. // Lab. a business. - 1981. - No. 4. - S. 437-439.
12. Скворцов В.Т., Суслов А.П. Вироиммунотест для массовых определений нанограммовых количеств антигена. // Бюлл. эксп. биол. мед. - 1988. - №13. - С.704-706.12. Skvortsov V.T., Suslov A.P. Viroimmunotest for mass determination of nanogram amounts of antigen. // Bull. exp biol. honey. - 1988. - No. 13. - S.704-706.
13. Скворцов В.Т., Болога В.Ф., Денисов Л.А., Малиновская В.В., Ветчинин С.С., Гречко Г.К., Хлебников В.С., Миллер Г.Г., Суслов А.П. Скрининговый вироиммунотест для определения α2- и γ-интерферона человека в биологических жидкостях. // Иммунология. - 1995. - №2. - С.26-28.13. Skvortsov V.T., Bologa V.F., Denisov L.A., Malinovskaya VV, Vetchinin S.S., Grechko G.K., Khlebnikov V.S., Miller G.G., Suslov A.P. Screening viroimmunotest for determination of human α2- and γ-interferon in biological fluids. // Immunology. - 1995. - No. 2. - S.26-28.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006138524/13A RU2347225C2 (en) | 2006-11-01 | 2006-11-01 | Method for evaluating phagoimmunoassay results |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006138524/13A RU2347225C2 (en) | 2006-11-01 | 2006-11-01 | Method for evaluating phagoimmunoassay results |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006138524A RU2006138524A (en) | 2008-05-10 |
RU2347225C2 true RU2347225C2 (en) | 2009-02-20 |
Family
ID=39799637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006138524/13A RU2347225C2 (en) | 2006-11-01 | 2006-11-01 | Method for evaluating phagoimmunoassay results |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2347225C2 (en) |
-
2006
- 2006-11-01 RU RU2006138524/13A patent/RU2347225C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СКВОРЦОВ В.Т. и др. Скрининговый вироиммунитет для определения α 2 и - γ-интерферона человека в биологических жидкостях. Иммунология, 1995, №2, с.26-28. MAMAS S. et al, Viroimmunoenzymoassay for detection of antipenicilloyl antibodies and penicilloyl residues: comparison of results obtained by radio-, viro-and enzymoimmunoassay, Ann. Immunol. (Paris), 1979, 130C(3), p.407-418. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006138524A (en) | 2008-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hosseini et al. | Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA): from A to Z | |
JP5550182B2 (en) | Method for isolation and enumeration of cells from a composite sample matrix | |
US6767733B1 (en) | Portable biosensor apparatus with controlled flow | |
US20160011185A1 (en) | Multi-analyte assay | |
US20070184496A1 (en) | Monocyte activation test better able to detect non-endotoxin pyrogenic contaminants in medical products | |
US20080032281A1 (en) | Method and Device for Rapid Detection and Quantitation of Macro and Micro Matrices | |
DK1360488T3 (en) | Spatially resolved enzyme-linked assay | |
JP2010511177A (en) | Assay membranes and methods of use | |
US5156948A (en) | Method and kit for diagnosis of diseases | |
CN107621539A (en) | A kind of method of analyte in detection means and detection liquid sample | |
US20150241424A1 (en) | Multi-analyte assay | |
US5552288A (en) | Chromogen agar color reactive test sheet | |
KR20160110701A (en) | Biomaterial Analysis Device Comprising Membrane Based Multiple Tube | |
RU2347225C2 (en) | Method for evaluating phagoimmunoassay results | |
JP2017186262A (en) | Test monoclonal antibody, and diagnosis kit using this | |
US20100267009A1 (en) | Method for the in vitro diagnosis and/or in vitro therapy monitoring of infections | |
JP2010008361A (en) | Pathogen detection chip and pathogen detecting method | |
Jeong et al. | Enhanced detection of single-cell-secreted proteins using a fluorescent immunoassay on the protein-G-terminated glass substrate | |
NL8600056A (en) | METHOD FOR DRAWING A MEMBER OF AN IMMUNOLOGICAL COUPLE, METHOD FOR PREPARING A CARRIER TO WHICH A MEMBER OF AN IMMUNOLOGICAL COUPLE IS BONDED AND SUITABLE FOR ANALYSIS FOR CARRYING OUT SUCH METHODS | |
US20070160978A1 (en) | Method for seriological diagnosis and determination of immunisation status, comprising various controls | |
GB2034464A (en) | Assay of infected cells and kit therefor | |
WO2022085719A1 (en) | Immunochromatographic strip for quantitatively determining vitamin a and assay kit | |
Starodub et al. | Biospecific interactions on the optical transducer surface-the base of infection diagnostics | |
KR100193267B1 (en) | Immune membrane strips and methods of making the same | |
RU2122209C1 (en) | Method of detection of t-dependent immunodeficiency |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091102 |