RU2425382C1 - Method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of electrochemical immunosensor - Google Patents

Method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of electrochemical immunosensor Download PDF

Info

Publication number
RU2425382C1
RU2425382C1 RU2009144431/15A RU2009144431A RU2425382C1 RU 2425382 C1 RU2425382 C1 RU 2425382C1 RU 2009144431/15 A RU2009144431/15 A RU 2009144431/15A RU 2009144431 A RU2009144431 A RU 2009144431A RU 2425382 C1 RU2425382 C1 RU 2425382C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cardiomyoglobin
blood plasma
sample
immunosensor
solution
Prior art date
Application number
RU2009144431/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Арчаков (RU)
Александр Иванович Арчаков
Виктория Васильевна Шумянцева (RU)
Виктория Васильевна Шумянцева
Елена Владимировна Супрун (RU)
Елена Владимировна Супрун
Татьяна Владимировна Булко (RU)
Татьяна Владимировна Булко
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации
Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича РАМН
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 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации, Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича РАМН filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации
Priority to RU2009144431/15A priority Critical patent/RU2425382C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2425382C1 publication Critical patent/RU2425382C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: medicine. ^ SUBSTANCE: method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of an electrochemical immunosensor consists in the fact that a blood plasma sample is applied on a surface of a main electrode pre-modified by colloidal gold and monoclonal cardiomyoglobin antibodies; the prepared sample immunosensor is kept, preincubated in a buffer solution; cardiomyoglobin is electrochemically recorded in the sample by the prepared calibration diagram under certain conditions. ^ EFFECT: more sensitive analysis procedure, and reduced analysis time. ^ 2 dwg, 2 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области аналитической химии, электрохимиии и медицинской диагностики и касается методики экспресс-определения кардиомиоглобина в плазме крови с помощью электрохимического иммуносенсора.The invention relates to the field of analytical chemistry, electrochemistry and medical diagnostics and relates to a method for the rapid determination of cardiomyoglobin in blood plasma using an electrochemical immunosensor.

Изобретение может быть использовано в медицинской практике для диагностики инфаркта миокарда (ИМ). Согласно статистике сердечно-сосудистые заболевания занимают первое место среди причин смерти населения в России (www.gks.ru) и вызывают почти половину из общего числа смертей в Европе (www.ehnheart.org). Неэффективность или недоступность систем ранней диагностики также напрямую влияет на ситуацию. За последние десятилетие большое количество исследований было направлено на идентификацию кардиомаркеров, которые могут быть использованы для диагностики при сердечных болях. Кардиомаркер - это биологическое вещество, повышение уровня которого в крови наблюдается в течение сердечно-сосудистого заболевания или сразу после повреждения сердечной мышцы [1]. На сегодняшний день известно 177 соединений-маркеров сердечно-сосудистых заболеваний и исследования в данной области продолжаются [2].The invention can be used in medical practice for the diagnosis of myocardial infarction (MI). According to statistics, cardiovascular diseases take the first place among the causes of death in Russia (www.gks.ru) and cause almost half of the total number of deaths in Europe (www.ehnheart.org). Inefficiency or inaccessibility of early diagnosis systems also directly affects the situation. Over the past decade, a large number of studies have focused on the identification of cardiomarkers that can be used to diagnose heart pain. A cardiomarker is a biological substance whose increase in blood level is observed during a cardiovascular disease or immediately after damage to the heart muscle [1]. To date, 177 compounds markers of cardiovascular disease are known and research in this area is ongoing [2].

Определение биомаркеров в крови пациентов для диагностики ИМ стало стандартной процедурой в медицинской практике за рубежом и применяется в ведущих клиниках РФ. Тем не менее непрерывно ведется поиск новых кардиомаркеров, а также проводятся различные статистические исследования, подтверждающие эффективность тест-систем для диагностики ИМ. В настоящее время для диагностики ИМ широкое распространение получили тропонины I и Т, креатинкиназа-МВ и кардиомиоглобин. Сывороточные тропонины и креатинкиназа-МВ указывают на смерть клеток миокарда. Сывороточный кардиомиоглобин - один из наиболее ранних биомаркеров ИМ. Кардиомиоглобин - гемопротеин с молекулярной массой 17800 и благодаря своим маленьким размерам он быстро выделяется из поврежденной ткани в кровь. Его период полураспада в плазме всего 8.9±1.5 мин. Среди пациентов с острым периодом ИМ общая картина изменения концентрации кардиомиоглобина в плазме схожа с зависимостями для креатинкиназы-МВ и тропонинов. Однако высвобождение тропонинов и креатинкиназы-МВ более медленное, что позволяет обнаружить их в крови только через 4-6 часов после появления симптомов, у некоторых пациентов повышение уровня этих маркеров не проявляется в течение 12 часов. Сывороточный кардиомиоглобин появляется в крови в пределах от 1 до 4 часов. Сывороточные концентрации кардиомиоглобина повышаются после повреждения различных тканей (особенно скелетных мышц) или принятия кокаина, либо у пациентов с почечной недостаточностью за счет снижения клиренса (коэффициента очищения). Тем не менее ранний скачек уровня кардиомиоглобина и его способность определять острый ИМ раньше других биомаркеров компенсирует эти недостатки, особенно в комбинации с тропонинами и креатинкиназой-МВ, а также проведением серии тестов [3, 4].The determination of biomarkers in the blood of patients for the diagnosis of MI has become a standard procedure in medical practice abroad and is used in leading clinics of the Russian Federation. Nevertheless, a continuous search for new cardiomarkers is being conducted, as well as various statistical studies are carried out confirming the effectiveness of test systems for the diagnosis of MI. Currently, troponins I and T, creatine kinase-MV, and cardiomyoglobin are widely used to diagnose myocardial infarction. Serum troponins and creatine kinase-MV indicate death of myocardial cells. Serum cardiomyoglobin is one of the earliest biomarkers of MI. Cardiomyoglobin is a hemoprotein with a molecular weight of 17800 and due to its small size, it is rapidly released from damaged tissue into the blood. Its half-life in plasma is only 8.9 ± 1.5 min. Among patients with acute myocardial infarction, the general picture of changes in plasma cardiomyoglobin concentration is similar to the dependences for creatine kinase-MV and troponins. However, the release of troponins and creatine kinase-MB is slower, which allows them to be detected in the blood only 4-6 hours after the onset of symptoms; in some patients, an increase in the level of these markers does not appear within 12 hours. Serum cardiomyoglobin appears in the blood within 1 to 4 hours. Serum concentrations of cardiomyoglobin increase after damage to various tissues (especially skeletal muscle) or cocaine, or in patients with renal failure due to a decrease in clearance (clearance rate). Nevertheless, an early jump in the level of cardiomyoglobin and its ability to determine acute myocardial infarction before other biomarkers compensates for these shortcomings, especially in combination with troponins and creatine kinase-MV, as well as a series of tests [3, 4].

В различных источниках пороговые концентрации кардиомиоглобина в крови, превышение которых свидетельствует об ИМ, варьируются в достаточно широких пределах (от 70-90 мкг/л [5-8] до 200 мкг/л [9]) и, по всей видимости, зависят от индивидуальных особенностей организма. Однако среднего порогового значения 100 мкг/л придерживаются большинство исследователей [10-14].In various sources, the threshold concentrations of cardiomyoglobin in the blood, the excess of which indicates MI, vary within a fairly wide range (from 70-90 μg / L [5-8] to 200 μg / L [9]) and, apparently, depend on individual characteristics of the body. However, most researchers adhere to an average threshold value of 100 μg / L [10-14].

На сегодняшний день на рынке представлены следующие тесты и системы настольного иммуноанализа белков-кардиомаркеров, выпускаемые зарубежными производителями: Stratus® CS STAT (Dade Behring Inc), i-STAT® (Abbott), Triage® Cardiac Panel (Biosite), RAMP® (Response Biomedical Corp), Cardiac Reader™ (Roche), PATHFAST® (Mitsubishi Chemical Europe GmbH), MGL-CHECK-1 (Vedalab), HEXAGON TROPONIN (HUMAN GmbH).To date, the following tests and bench-top immunoassay systems for cardiomarker proteins produced by foreign manufacturers are presented on the market: Stratus® CS STAT (Dade Behring Inc), i-STAT® (Abbott), Triage® Cardiac Panel (Biosite), RAMP® (Response Biomedical Corp), Cardiac Reader ™ (Roche), PATHFAST® (Mitsubishi Chemical Europe GmbH), MGL-CHECK-1 (Vedalab), HEXAGON TROPONIN (HUMAN GmbH).

Опубликованные работы по определению кардиомиоглобина - это «сендвичевый» иммуноанализ. Метод основан на селективном связывании белков-маркеров соответствующими антителами, закрепленными на поверхности датчика. Детекция сигнала осуществляется за счет второго покровного слоя антител с различными метками (Табл. 1).The published work on the determination of cardiomyoglobin is a “sandwich” immunoassay. The method is based on the selective binding of marker proteins with appropriate antibodies attached to the surface of the sensor. Signal detection is carried out due to the second coating layer of antibodies with different labels (Table 1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Однако все вышеперечисленные методики являются достаточно сложными, требующими больших затрат времени. Ни одна из них не разрешена на сегодняшний день к клиническому применению. Как видно из представленных данных, только одна методика иммуноанализа адаптирована для работы с кровью. Никто из авторов не приводит данных о работе с реальными образцами больных с ИМ. Точность и другие аналитические характеристики определения в данном случае будут зависеть от множества факторов: активности самих антител, фермента-метки, концентрации субстратов и т.д.However, all of the above methods are quite complex, time consuming. None of them are currently approved for clinical use. As can be seen from the data presented, only one immunoassay technique is adapted for working with blood. None of the authors cites data on working with real samples of patients with MI. The accuracy and other analytical characteristics of the determination in this case will depend on many factors: the activity of the antibodies themselves, the enzyme label, the concentration of substrates, etc.

Редокс-активность железа гема служит своего рода маркером гемопротеинов и дает возможность как для их непосредственного определения, так и для воздействия извне на активный центр фермента. Миоглобин принадлежит семейству гемопротеинов - электроактивных белков, молекулы которых содержат ион железа. Эффект прямого переноса электрона с электрода на железо гема широко используется при создании электрохимических сенсоров на пероксид водорода и нитрит-ион. Для его регистрации и модификации поверхности электрода используются ПАВы [19-21], полимерные гидрогели [21], мембраноподобные комплексы полиэлектролитов и др.The redox activity of heme iron serves as a kind of marker of hemoproteins and makes it possible both for their direct determination and for external influence on the active center of the enzyme. Myoglobin belongs to the family of hemoproteins - electroactive proteins whose molecules contain an iron ion. The effect of direct electron transfer from the electrode to the heme iron is widely used in the creation of electrochemical sensors for hydrogen peroxide and nitrite ion. Surfactants [19-21], polymer hydrogels [21], membrane-like complexes of polyelectrolytes, etc. are used for its registration and modification of the electrode surface.

Целью настоящего изобретения является разработка методики определения кардиомиоглобина в образцах плазмы крови с помощью электрохимического иммуносенсора. Способ получения электрохимического иммуносенсора для прямого определения кардиомиоглобина описан в патенте [22]. Ранее была показана возможность селективного определения кардиомиоглобина в буферных растворах. Проведение экспресс-анализа кардиомиоглобина в образцах плазмы крови потребовало значительных доработок методики определения и изготовления иммуносенсоров. Основными задачами были: 1) повышение чувствительности определения и 2) значительное сокращение времени анализа.The aim of the present invention is to develop a method for determination of cardiomyoglobin in blood plasma samples using an electrochemical immunosensor. A method for producing an electrochemical immunosensor for the direct determination of cardiomyoglobin is described in the patent [22]. The possibility of selective determination of cardiomyoglobin in buffer solutions was previously shown. The rapid analysis of cardiomyoglobin in blood plasma samples required significant improvements in the methodology for the determination and manufacture of immunosensors. The main tasks were: 1) increasing the sensitivity of the determination and 2) a significant reduction in analysis time.

В отличие от большинства зарубежных исследователей, реализующих «сэндвичевую» схему анализа, предлагаемый метод основан на собственной электроактивности кардиомиоглобина и прямой детекции специфического взаимодействия между молекулами гемопротеина и соответствующими антителами. Предложена схема прямой регистрации миоглобина за счет прямого переноса электрона с электрода на ион железа гема, катализируемого кислородом воздуха:Unlike most foreign researchers who implement the “sandwich” analysis scheme, the proposed method is based on the cardiomyoglobin’s own electroactivity and direct detection of the specific interaction between hemoprotein molecules and the corresponding antibodies. A scheme for direct registration of myoglobin due to direct electron transfer from the electrode to the heme iron ion catalyzed by air oxygen is proposed:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Свой вклад в усиление сигнала вносят:The following factors contribute to signal amplification:

1) золотые наночастицы;1) gold nanoparticles;

2) стабилизатор золотых наночастиц - ДДАБ, сорбирующий кислород из фонового электролита;2) the stabilizer of gold nanoparticles - DDAB, sorbing oxygen from the background electrolyte;

3) метод регистрации сигнала - квадратно-волновая вольтамперометрия.3) the method of signal registration - square wave voltammetry.

Необходимость использования антител обусловлена задачей селективного определения кардиоизоформы фермента, высвобождающегося в кровь при повреждении сердечной мышцы. Аналитическим сигналом служит величина регистрируемого тока переноса электрона с железа гема на поверхность графитового электрода, модифицированного наночастицами золота. Нанесенные на поверхность электрода коллоидные частицы золота работают как ансамбль из микроэлектродов и позволяют не только увеличить площадь активной поверхности сенсора, но и улучшить соотношение сигнал/шум. Переход от плоского электрода к системе микроэлектродов с радиусами, соизмеримыми с толщиной диффузионного слоя, приводит к возникновению краевого эффекта, когда величина предельного тока прямо пропорциональна радиусу микроэлектрода.The need for the use of antibodies is due to the task of selective determination of the cardioisoform of the enzyme released into the blood when damage to the heart muscle. An analytical signal is the value of the recorded electron transfer current from heme iron to the surface of a graphite electrode modified with gold nanoparticles. Colloidal gold particles deposited on the surface of the electrode work as an ensemble of microelectrodes and not only increase the area of the active surface of the sensor, but also improve the signal-to-noise ratio. The transition from a flat electrode to a system of microelectrodes with radii commensurate with the thickness of the diffusion layer leads to the appearance of a boundary effect when the magnitude of the limiting current is directly proportional to the radius of the microelectrode.

ПРИМЕР 1. Методика приготовления коллоидного раствора золотаEXAMPLE 1. The method of preparation of a colloidal solution of gold

Приготовление раствора золотохлорводородной кислоты.Preparation of a solution of hydrochloric acid.

Взвешивают (3.9) мг трехводной золотохлорводородной кислоты (HAuCl4×3Н2О), переносят навеску в эппендорф и растворяют в 1 мл дистиллированной воды. Раствор хранят в эппендорфе при 4°С не более 1 месяца.(3.9) mg of trichlorohydrochloric acid (HAuCl 4 × 3H 2 O) is weighed, transferred to Eppendorf and dissolved in 1 ml of distilled water. The solution is stored in eppendorf at 4 ° C for not more than 1 month.

Приготовление раствора диметилдидодециламмоний бромида (ДДАБ) (0.1 М).Preparation of a solution of dimethyldidodecylammonium bromide (DDAB) (0.1 M).

Взвешивают (46.3) мг диметилдидодециламмоний бромида, переносят навеску в эппендорф и растворяют в 1 мл хлороформа. Раствор хранят в эппендорфе при 4°С не более 1 месяца.(46.3) mg of dimethyldidodecylammonium bromide is weighed, weighed into eppendorf and dissolved in 1 ml of chloroform. The solution is stored in eppendorf at 4 ° C for not more than 1 month.

Приготовления раствора боргидрида натрия (0.4 М).Preparation of a solution of sodium borohydride (0.4 M).

Взвешивают (15.2) мг боргидрида натрия, переносят навеску в эппендорф и растворяют в 1 мл дистиллированной воды. Раствор не хранят.(15.2) mg of sodium borohydride is weighed, the weighed portion is transferred to eppendorf and dissolved in 1 ml of distilled water. The solution is not stored.

Приготовление коллоидного раствора золота (5 мМ).Preparation of a colloidal solution of gold (5 mm).

Круглодонную колбу закрепляют на штативе над магнитной мешалкой. В колбу с помощью пипетки переносят 1 мл 0.1 М раствора ДДАБ. При интенсивном перемешивании к раствору ДДАБ прибавляют 0.5 мл 10 мМ раствора золотохлорводородной кислоты, отобранного пипеткой. Затем при интенсивном перемешивании по каплям прибавляют 0.2 мл свежеприготовленного раствора боргидрида натрия. Через 2 часа окрашенный органический слой отделяют от воды.A round-bottom flask is mounted on a tripod above a magnetic stirrer. Using a pipette, transfer 1 ml of a 0.1 M DDAB solution to a flask. With vigorous stirring, 0.5 ml of a 10 mM solution of hydrochloric acid, selected by pipette, is added to the DDAB solution. Then, with vigorous stirring, 0.2 ml of a freshly prepared sodium borohydride solution is added dropwise. After 2 hours, the colored organic layer was separated from water.

ПРИМЕР 2. Изготовление электрохимических иммуносенсоров на кардиомиоглобин в плазме крови.EXAMPLE 2. Production of electrochemical immunosensors for cardiomyoglobin in blood plasma.

Приготовление 6 М NaOHPreparation of 6 M NaOH

Взвешивают (24.0) г гидроксида натрия, переносят навеску в мерную колбу на 100 мл и доводят дистиллированной водой до метки. Раствор хранят в пластиковой посуде под тягой не более 1 месяца.Weigh (24.0) g of sodium hydroxide, transfer the sample to a 100 ml volumetric flask, and make up with distilled water to the mark. The solution is stored in a plastic container under traction for no more than 1 month.

Приготовление фосфатного буферного раствораPreparation of phosphate buffered saline

Взвешивают (1.33) г дигидрофосфата калия (KH2PO4) и (0,29) г хлорида натрия (NaCl). Навески солей переносят в мерную колбу на 100 мл и доводят дистиллированной водой до метки. Раствор тщательно перемешивают на магнитной мешалке до полного растворения солей. На рН-метре при помощи 6 М раствора NaOH доводят рН до 6.5. Раствор хранят в пластиковой посуде с плотно закрытой крышкой при 4°С не более 1 месяца.(1.33) g of potassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ) and (0.29) g of sodium chloride (NaCl) are weighed. Samples of salts are transferred to a 100 ml volumetric flask and adjusted to the mark with distilled water. The solution is thoroughly mixed on a magnetic stirrer until the salts are completely dissolved. On a pH meter, the pH was adjusted to 6.5 with a 6 M NaOH solution. The solution is stored in a plastic container with a tightly closed lid at 4 ° C for no more than 1 month.

Приготовление раствора антител к кардиомиоглобинуPreparation of cardiomyoglobin antibody solution

Исходный раствор антител к кардиомиоглобину (фирма USBio, США, кат. № М9800-16А) разбавляют в 10 раз фосфатным буферным раствором рН 6,5±0,1. В пробирку «эппендорф» переносят аликвоту 10 мкл раствора антител и прибавляют 90 мкл буферного раствора. Раствор хранят в пробирке «эппендорф» при -20±2°С не более 1 месяца.The initial solution of antibodies to cardiomyoglobin (USBio, USA, Cat. No. M9800-16A) is diluted 10 times with a phosphate buffer solution pH 6.5 ± 0.1. An aliquot of 10 μl of antibody solution was transferred to an eppendorf tube and 90 μl of buffer solution was added. The solution is stored in an eppendorf tube at -20 ± 2 ° C for not more than 1 month.

Приготовление электрохимических биосенсоров на кардиомиоглобинPreparation of electrochemical biosensors for cardiomyoglobin

На поверхность рабочего графитового электрода (изготовленного с использованием углеродной пасты фирмы «Gwent», Англия; изготовитель фирма «Русенс», Москва) наносят 1 мкл свежеприготовленного коллоидного раствора золота (5 мМ). Дают хлороформу испариться в течение 10 мин. Затем наносят 1 мкл раствора антител, дают капле подсохнуть 10 мин и выдерживают биосенсор в холодильнике с температурой 4±2°С в течение ночи. Биосенсоры хранят при 4±2°С не более 1 месяца.On the surface of a working graphite electrode (made using carbon paste from Gwent, England; manufacturer is Rusens, Moscow), 1 μl of a freshly prepared colloidal gold solution (5 mM) is applied. Allow chloroform to evaporate for 10 minutes. Then, 1 μl of antibody solution is applied, the drop is allowed to dry for 10 minutes, and the biosensor is kept in the refrigerator with a temperature of 4 ± 2 ° С overnight. Biosensors are stored at 4 ± 2 ° C for not more than 1 month.

ПРИМЕР 3. Измерения концентрации кардиомиоглобина с помощью электрохимического иммуносенсора в образцах плазмы крови.EXAMPLE 3. Measurement of the concentration of cardiomyoglobin using an electrochemical immunosensor in blood plasma samples.

Подготовка к измерениюPreparation for measurement

На рабочую поверхность электрохимического биосенсора с помощью пипетки наносят 1 мкл исследуемого образца плазмы крови и помещают в сушильный шкаф с температурой 37±1°С на 15 мин.On the working surface of the electrochemical biosensor, 1 μl of the test blood plasma sample is applied with a pipette and placed in an oven with a temperature of 37 ± 1 ° C for 15 minutes.

Параметры измерения сигналаSignal Measurement Parameters

В программе к прибору устанавливают следующие параметры измерения сигнала (фиг.1):In the program to the device set the following parameters of the signal measurement (figure 1):

Метод: Квадратноволновая вольтамперометрия;Method: Square wave voltammetry;

Время инкубации: 900 с;Incubation time: 900 s;

Частота: 10 Гц;Frequency: 10 Hz;

Начальный потенциал: 0.1 В;Initial Potential: 0.1 V;

Конечный потенциал: -0.6 В;Final potential: -0.6 V;

Шаг потенциала: 0.005 В;Potential step: 0.005 V;

Амплитуда: 0.020 В;Amplitude: 0.020 V;

Измерение сигналаSignal measurement

В ячейку вносят 1 мл фосфатного буферного раствора. Закрепляют биосенсор с нанесенной пробой в измерительной ячейке, опускают в буферный раствор и запускают процедуру измерения сигнала. Полученную вольтамперометрическую кривую запоминают в виде самостоятельного файла.1 ml of phosphate buffer solution is added to the cell. The biosensor with the applied sample is fixed in the measuring cell, lowered into the buffer solution and the signal measurement procedure is started. The resulting voltammetric curve is stored as an independent file.

Расчет концентрации миоглобинаCalculation of myoglobin concentration

Если на полученной вольтамперограмме наблюдается пик (Emax=-200…-300 мВ), то с помощью программы к прибору производят определение площади полученного пика восстановления миоглобина. По построенному ранее градуировочному графику определяют концентрацию миоглобина, соответствующую полученному значению площади пика.If a peak is observed on the obtained voltammogram (E max = -200 ... -300 mV), then using the program to determine the area of the obtained peak recovery of myoglobin using the program. According to the calibration curve constructed earlier, the concentration of myoglobin corresponding to the obtained peak area value is determined.

ПРИМЕР 4. Определение кардиомиоглобина в образцах плазмы крови больных с инфарктом миокарда и здоровых доноров.EXAMPLE 4. Determination of cardiomyoglobin in blood plasma samples of patients with myocardial infarction and healthy donors.

Разработанный биосенсор и методика экспресс-определения кардиомиоглобина были протестированы на 5 образцах плазмы больных и здоровых людей. В таблице 2 приведены значения концентраций кардиомиоглобина, полученные сразу после забора крови с помощью системы RAMP (Response Biomedical Corp), для каждого из образцов согласно инструкции к прибору. Полученные образцы хранили при -70±2°С и размораживали непосредственно перед проведением измерений.The developed biosensor and the method for express determination of cardiomyoglobin were tested on 5 plasma samples of patients and healthy people. Table 2 shows the values of cardiomyoglobin concentrations obtained immediately after blood sampling using the RAMP system (Response Biomedical Corp), for each of the samples according to the instructions for the device. The resulting samples were stored at -70 ± 2 ° C and thawed immediately before measurements.

Таблица 2table 2 Характеристики образцов плазмыCharacteristics of plasma samples ID образцаSample id Концетрация кардиомиоглобина, нг/млCardiomyoglobin concentration, ng / ml 00010001 120±12120 ± 12 00020002 94±994 ± 9 00040004 118±12118 ± 12 К-001K-001 57±757 ± 7 К-002K-002 18±218 ± 2

На приведенных ниже фиг.1 и 2 представлены типичные квадратно-волновые вольтамперограммы восстановления железа гема кардиомиоглобина, полученные согласно разработанной методике экспресс-анализа для разных образцов: сыворотки крови без кардиомиоглобина (контрольный образец), сыворотки крови с 14 µM кардиомиоглобином, а также образца плазмы больного ИМ (ID 0001) (фиг.1), а также показана линейная зависимость между концентрацией кардиомиоглобина, определенной с помощью анализатора RAMP® (Response Biomedical Corp, Канада) и сигналом иммуносенсора (площадью пика восстановления железа гема кардиомиоглобина), полученным согласно разработанной методике (фиг.2).Figures 1 and 2 below show typical square-wave voltammograms of the reduction of iron of heme cardiomyoglobin obtained according to the developed rapid analysis method for different samples: blood serum without cardiomyoglobin (control sample), blood serum with 14 μM cardiomyoglobin, as well as a plasma sample MI (ID 0001) (FIG. 1), and a linear relationship is shown between the concentration of cardiomyoglobin determined using a RAMP® analyzer (Response Biomedical Corp, Canada) and an immunosensor signal (pi area ka recovery of iron heme cardiomyoglobin) obtained according to the developed methodology (figure 2).

Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006

Claims (1)

Способ экспресс-определения кардиомиоглобина в плазме крови с помощью электрохимического иммуносенсора, заключающийся в том, что на поверхность рабочего электрода, предварительно модифицированного коллоидным золотом и моноклональными антителами к кардиомиоглобину, наносят 1 мкл образца плазмы крови, выдерживают полученный иммуносенсор с пробой 15 мин при 37±1°С, осуществляют прединкубацию в течение 15 мин в рабочем фосфатном буферном растворе при рН6,5±0,1, проводят электрохимическую регистрацию кардиомиоглобина путем измерения площади пика восстановления железа гема методом квадратно-волновой вольтамперометрии и определяют содержание кардиомиоглобина в пробе по предварительно полученному калибровочному графику. The method of rapid determination of cardiomyoglobin in blood plasma using an electrochemical immunosensor, which consists in the fact that 1 μl of a blood plasma sample is applied to the surface of a working electrode pre-modified with colloidal gold and monoclonal antibodies to cardiomyoglobin, and the obtained immunosensor is maintained with a sample of 15 min at 37 ± 1 ° C, preincubation is carried out for 15 min in a working phosphate buffer solution at pH 6.5 ± 0.1, electrochemical registration of cardiomyoglobin is carried out by measuring the area peak recovery of heme iron by the method of square-wave voltammetry and determine the content of cardiomyoglobin in the sample according to a previously obtained calibration graph.
RU2009144431/15A 2009-12-02 2009-12-02 Method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of electrochemical immunosensor RU2425382C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144431/15A RU2425382C1 (en) 2009-12-02 2009-12-02 Method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of electrochemical immunosensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144431/15A RU2425382C1 (en) 2009-12-02 2009-12-02 Method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of electrochemical immunosensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2425382C1 true RU2425382C1 (en) 2011-07-27

Family

ID=44753678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009144431/15A RU2425382C1 (en) 2009-12-02 2009-12-02 Method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of electrochemical immunosensor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2425382C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585307C1 (en) * 2015-04-01 2016-05-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ) Electrochemical method for express-analysis of amyloid-beta with metal ions
RU2604688C2 (en) * 2015-04-13 2016-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "ИБМХ - ЭкоБиоФарм" Electrochemical biosensor for direct recording of myoglobin based on carbon nanotubes and molecular imprinted polymer based on o-phenylenediamine and preparation method thereof
RU2633086C1 (en) * 2016-11-11 2017-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "ИБМХ - ЭкоБиоФарм" Method of express determination of cardiomyoglobin in blood plasma using electrochemical sensor based on carbon nanotubes and molecular imprinted poly-o-phenylenediamine as bioaffinity reagent
RU2633078C2 (en) * 2016-03-17 2017-10-11 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ) Electrochemical method of detecting amino acid substitutions and identifying peptides

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L.Piras, S.Reho «COLLOIDAL GOLD BASED ELECTROCHEMICAL IMMUNOASSAYS FOR THE DIAGNOSIS OF ACUTE MYOCARDIAL INFARCTION» // Sensors and Actuators B: Chemical. Перечень данных [он-лайн] 2005 [найдено 2010.11.08] - найдено в Интернете: URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=12427453. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585307C1 (en) * 2015-04-01 2016-05-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ) Electrochemical method for express-analysis of amyloid-beta with metal ions
RU2604688C2 (en) * 2015-04-13 2016-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "ИБМХ - ЭкоБиоФарм" Electrochemical biosensor for direct recording of myoglobin based on carbon nanotubes and molecular imprinted polymer based on o-phenylenediamine and preparation method thereof
RU2633078C2 (en) * 2016-03-17 2017-10-11 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ) Electrochemical method of detecting amino acid substitutions and identifying peptides
RU2633086C1 (en) * 2016-11-11 2017-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "ИБМХ - ЭкоБиоФарм" Method of express determination of cardiomyoglobin in blood plasma using electrochemical sensor based on carbon nanotubes and molecular imprinted poly-o-phenylenediamine as bioaffinity reagent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Singh et al. Biomedical perspective of electrochemical nanobiosensor
Manickam et al. Recent advances in cytochrome c biosensing technologies
Hasanzadeh et al. Electrochemical nanobiosensing in whole blood: Recent advances
Shumkov et al. Gold and silver nanoparticles for electrochemical detection of cardiac troponin I based on stripping voltammetry
Ali et al. Intracellular K $^+ $ Determination With a Potentiometric Microelectrode Based on ZnO Nanowires
US20220308005A1 (en) Single-cell-based Electrochemical Sensor based on Functionalized Nano-probe and Application thereof
RU2425382C1 (en) Method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of electrochemical immunosensor
CN112816533A (en) Beta-amyloid oligomer sensor with copper nanocluster as electrochemical signal probe
Shumyantseva et al. Electrochemical immunoanalysis of cardiac myoglobin
Madhu et al. Sensitive electrochemical sensing platform based on Au nanoflower-integrated carbon fiber for detecting interleukin-6 in human serum
Putnin et al. Dual sensitive and rapid detection of glycated human serum albumin using a versatile lead/graphene nanocomposite probe as a fluorescence–electrochemical aptasensor
Tao et al. Polythionine and gold nanostar-based impedimetric aptasensor for label-free detection of α-synuclein oligomers
Mohammadi et al. Recent advances in aptamer-based platforms for cortisol hormone monitoring
Chen et al. Highly sensitive sandwich-type immunosensor with enhanced electrocatalytic durian-shaped MoS2/AuPtPd nanoparticles for human growth differentiation factor-15 detection
Han et al. Multifunctional peptide-oligonucleotide conjugate promoted sensitive electrochemical biosensing of cardiac troponin I
EP3775180B1 (en) Biosensor for diagnosis of thyroid dysfunction
Zhang Monitoring athlete health and performance using an electrochemical sensor based on zinc oxide nanorods
Huang et al. Simultaneous detection of two tumor markers using electrochemical immunosensor based on ultrathin metal–organic framework derived nanosheets as redox probes
Abdulhussein et al. The Role of Nanomaterials in the Recent Development of Electrochemical Biosensors
RU2633086C1 (en) Method of express determination of cardiomyoglobin in blood plasma using electrochemical sensor based on carbon nanotubes and molecular imprinted poly-o-phenylenediamine as bioaffinity reagent
RU2367958C1 (en) Electrochemical biosensor for direct determination of myoglobin, method for making thereof
Chandra ZIF-67-MWCNT Nanohybrid Based Electrochemical Immunosensing Device for Diagnosing Kidney Dysfunction
Hu et al. Inorganic–organic hybrid materials to detect urinary biomarkers: Recent progress and future prospects
WO2021062399A1 (en) A home test for measuring glucose control and kidney function in patients
Anik Gold Nanoparticle‐Based Electrochemical Biosensors for Medical Applications

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121203

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140910

PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20161115