RU2506586C1 - Method to determine level of toxicants in water, food or physiological liquids and test system - Google Patents
Method to determine level of toxicants in water, food or physiological liquids and test system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2506586C1 RU2506586C1 RU2012141548/15A RU2012141548A RU2506586C1 RU 2506586 C1 RU2506586 C1 RU 2506586C1 RU 2012141548/15 A RU2012141548/15 A RU 2012141548/15A RU 2012141548 A RU2012141548 A RU 2012141548A RU 2506586 C1 RU2506586 C1 RU 2506586C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carrier
- column
- level
- solution
- conjugate
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для повышения эффективности и достоверности определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проведения твердофазного иммуноферментного анализа.The invention relates to the field of biotechnology and can be used to increase the efficiency and reliability of determining the level of toxicants in water, food or physiological fluids by conducting an enzyme-linked immunosorbent assay.
Из уровня техники известен способ проведения иммуноферментного анализа, включающий адсорбцию антигенов на твердой фазе физической сорбции, инкубацию тестируемых биологических образцов, инкубацию конъюгатсодержащего раствора, спектрофотометрический анализ реакции по экстинции раствора хромагента (RU 2014610 C1, G01N 33/53, 1994).A method is known from the prior art for conducting an enzyme immunoassay, including adsorption of antigens on the solid phase of physical sorption, incubation of test biological samples, incubation of a conjugate-containing solution, spectrophotometric analysis of the reaction of extinction of a chromagent solution (RU 2014610 C1, G01N 33/53, 1994).
Также известен способ определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проводимого в колонке тест-системы иммуноферментного анализа, включающий размещение в колонке носителя в виде слоя иммуноаффинного геля с привитыми антивидовыми антителами, зафиксированного между двумя пористыми мембранами, обработку носителя блокирующим раствором для закрытия на носителе оставшихся свободными мест неспецифического связывания, иммобилизацию на носителе специфических антител, внесение тестируемых образцов, обработку носителя конъюгатсодержащим раствором и анализ обработанного носителя на изменение окраски (RU 2374649 C1, G01N 33/53, 2009). Несмотря на достаточную простоту точность визуального определения уровня токсикантов в данном способе недостаточно высокая.Also known is a method for determining the level of toxicants in water, food or physiological fluids by an enzyme-linked immunosorbent assay in a column of a test system, including placing an immunoaffinity gel with grafted antivirus antibodies in the column of the carrier, fixed between two porous membranes, treating the carrier with a blocking solution for closure of non-specific binding sites on the carrier, immobilization of specific antibodies on the carrier, introduction of test samples samples, treatment of the carrier with a conjugate-containing solution and analysis of the treated carrier for a color change (RU 2374649 C1, G01N 33/53, 2009). Despite the sufficient simplicity, the accuracy of visual determination of the level of toxicants in this method is not high enough.
Кроме того, известна тест-система для иммуноферментного определения токсикантов, включающая колонку, в которой установлен носитель в виде слоя иммуноаффинного геля с привитыми специфическими антителами, размещенного между двумя пористыми мембранами (RU 2374649 C1, G01N 33/53, 2009). Недостатком данного устройства является отсутствие средств, обеспечивающих измерение уровня токсикантов.In addition, a known test system for enzyme-linked immunosorbent assay of toxicants, including a column in which the carrier is mounted in the form of a layer of immunoaffinity gel grafted with specific antibodies placed between two porous membranes (RU 2374649 C1, G01N 33/53, 2009). The disadvantage of this device is the lack of tools for measuring the level of toxicants.
Технический результат, на получение которого направлено изобретение, заключается в повышении эффективности и достоверности иммуноферментного определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях, проводимого в колонке тест-системы.The technical result to which the invention is directed is to increase the efficiency and reliability of the enzyme-linked immunosorbent assay for determining the level of toxicants in water, food or physiological fluids carried out in a column of a test system.
Решение поставленной задачи с достижением заявленного технического результата обеспечивается тем, что в способе определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проводимого в колонке тест-системы твердофазного иммуноферментного анализа, включающем размещение в колонке носителя с привитыми антивидовыми антителами, обработку носителя блокирующим раствором для закрытия на носителе оставшихся свободными мест неспецифического связывания, иммобилизацию на носителе специфических антител, внесение тестируемых образцов, обработку носителя конъюгатсодержащим раствором и анализ обработанного носителя, согласно изобретению, в качестве носителя используют активированную твердую фазу физической сорбции - активированную пористую подложку с привитыми антивидовыми антителами, а в качестве конъюгатсодержащего раствора используют раствор конъюгата антигена - токсиканта, химически связанного с люминесцентными квантовыми точками или с липосомами, содержащими люминесцентные квантовые точки, при этом уровень токсикантов определяют по интенсивности люминесценции, возбужденной в квантовых точках при освещении обработанного носителя возбуждающим излучением.The solution of this problem with the achievement of the claimed technical result is ensured by the fact that in the method for determining the level of toxicants in water, food or physiological fluids by means of an enzyme-linked immunosorbent assay carried out in a column of a test system, including placement of grafted anti-virus antibodies in the column of the carrier, treatment of the carrier with a blocking solution for closing the non-specific binding sites on the carrier, immobilization of specific antibodies on the carrier, extra test samples, treatment of the carrier with a conjugate-containing solution and analysis of the treated carrier, according to the invention, an activated solid phase of physical sorption is used as a carrier - an activated porous substrate with grafted anti-species antibodies, and as a conjugate-containing solution, a solution of a conjugate of an antigen, a toxicant chemically bound with luminescent quantum dots or with liposomes containing luminescent quantum dots, while the level of toxicants is determined t according to the intensity of the luminescence excited in quantum dots when the treated carrier is illuminated with exciting radiation.
При этом активированную пористую подложку приготовляют путем обработки ультразвуком выполненной из полипропилена чистой пористой подложки - фритта, помещенной в этанол - 96% этиловый спирт, с последующей промывкой - последовательным пропусканием через пористую мембрану 50% этилового спирта.At the same time, the activated porous substrate is prepared by sonication of a pure porous substrate made of polypropylene — frit, placed in ethanol — 96% ethanol, followed by washing — successive passage of 50% ethanol through a porous membrane.
Решение поставленной задачи обеспечивается также тем, что в тест-системе для способа определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях, включающей колонку, в которой установлен носитель с привитыми специфичными к токсиканту антителами, отличающаяся тем, что носитель выполнен в виде активированной твердой фазы физической сорбции -активированной пористой подложки с привитыми специфичными к токсиканту антителами, колонка снабжена устройством для измерения уровня люминесценции, включающим источник возбуждающего излучения и фотоприемник, причем перед фотоприемником дополнительно установлена фокусирующая оптическая система, а выход фотоприемника электрически подключен через усилитель сигнала и аналого-цифровой преобразователь к блоку управления - контроллеру, к выходу которого подключены блок индикации и через блок стабилизации источник возбуждающего излучения, при этом боковые стенки колонки выполнены из прозрачного для возбуждающего и люминесцентного излучения материала.The solution of this problem is also ensured by the fact that in the test system for a method for determining the level of toxicants in water, food or physiological fluids, including a column in which a carrier with grafted antibodies specific for the toxicant is mounted, characterized in that the carrier is made in the form of activated solid phases of physical sorption of an activated porous substrate with inoculated with specific for toxicant antibodies, the column is equipped with a device for measuring the level of luminescence, including a source excitation radiation and a photodetector, in addition to which a focusing optical system is installed in front of the photodetector, and the output of the photodetector is electrically connected through a signal amplifier and an analog-to-digital converter to a control unit - a controller, to the output of which an indication unit is connected and through the stabilization unit a source of exciting radiation, while the walls of the column are made of a material that is transparent to the exciting and luminescent radiation.
Кроме того, перед фокусирующей оптической системой может быть размещен светофильтр.In addition, a light filter can be placed in front of the focusing optical system.
Благодаря наличию в растворе конъюгата люминесцентных квантовых точек (или липосом, содержащих люминесцентные квантовые точки), химически связанных с молекулами антигена - токсиканта, которые обладают способностью связываться с сорбированными на носителе - активированной пористой подложке специфическими антителами, оставшимися свободными после связывания с находящимися в анализируемой среде молекулами токсиканта, и при освещении возбуждающим излучением люминесцируют, в заявленном изобретении, реализующим прямой конкурентный твердофазный иммуноферментный анализ, обеспечивается увеличение интенсивности полезного сигнала люминесценции, обратно пропорционального концентрации токсинов, что повышает чувствительность способа определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях. Кроме того, наличие в заявленной тест-системе устройства для измерения уровня люминесценции, включающего источник возбуждающего излучения и фотоприемник, которые подключены к блоку управления - контроллеру, позволяет в автоматическом режиме просто и достоверно определять уровень токсикантов по степени интенсивности люминесценции, возбужденной в квантовых точках.Due to the presence in the solution of the conjugate of luminescent quantum dots (or liposomes containing luminescent quantum dots) chemically bound to antigen-toxicant molecules that have the ability to bind to specific antibodies adsorbed on a carrier-activated porous support, which remain free after binding to those in the analyzed medium molecules of the toxicant, and when illuminated with exciting radiation, they luminesce, in the claimed invention, which implements a direct competitive solid ofazny immunosorbent assay, the luminescence efficiency is provided by increasing the signal intensity is inversely proportional to the concentration of toxins, which increases sensitivity method for determining the level of toxicants in water, food or physiological fluids. In addition, the presence in the claimed test system of a device for measuring the level of luminescence, including a source of exciting radiation and a photodetector that are connected to a control unit - a controller, allows to automatically and easily determine the level of toxicants by the degree of luminescence intensity excited in quantum dots.
На чертеже схематично подставлен общий вид тест-системы.In the drawing, a general view of the test system is schematically substituted.
Заявленная тест-система для определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях включает колонку 1 с боковыми стенками, выполненными из прозрачного для возбуждающего и люминесцентного излучения материала, в которой установлен носитель в виде активированной твердой фазы физической сорбции - активированной пористой подложки 2 с привитыми специфическими антителами, и устройство для измерения уровня люминесценции. При этом устройство для измерения уровня люминесценции включает источник 3 возбуждающего излучения, выполненный, например, в виде набора светодиодов с максимумами длин волн излучения в диапазоне 395÷500 нм, и фотоприемник 4 (фотодиод), спектральный диапазон чувствительности которого лежит в диапазоне 420÷675 нм, причем перед фотоприемником 4 дополнительно установлены светофильтр 5, спектр пропускания которого соответствуют спектру люминесценции, и фокусирующая оптическая система 6 (например, собирающая линза F=5÷30 мм). Выход фотоприемника 4 электрически подключен через усилитель 7 сигнала и аналого-цифровой преобразователь 8 к блоку 9 управления - контроллеру, к выходу которого подключены блок 10 индикации и через блок 11 стабилизации источник 3 возбуждающего излучения.The claimed test system for determining the level of toxicants in water, food or physiological fluids includes a
Заявленный способ определения уровня токсикантов, реализуют следующим образом.The claimed method for determining the level of toxicants is implemented as follows.
Активированную твердую фазу физической сорбции приготовляют путем обработки (активирования) в течение 15 минут выполненной из полипропилена пористой подложки 2 ультразвуком в этаноле - 96% этиловом спирте, с последующей промывкой - последовательным пропусканием через пористую подложку 2 пропускания 500 мкл водно-спиртового раствора - 50% этилового спирта, 500 мкл воды и 700 мкл карбонатного буфера (0,1 М гидрокарбоната натрия, 0,1 М хлорида натрия, pН 8,3).The activated solid phase of physical sorption is prepared by treating (activating) for 15 minutes a porous substrate made of
После активирования на поверхность пористой подложки 2 наносят 500 мкл раствора антивидовых антител (кроличьих антимышиных антител) с концентрацией 5 мкг/мл в карбонатном буфере (0,1 М гидрокарбоната натрия, 0,1 М хлорида натрия, pН 8,3) и инкубируют в течение 20 минут при температуре 37°C. Затем пористую подложку 2 с привитыми антивидовыми антителами промывают с помощью 1 мл фосфатного буфера (pH 7.4-7.6), содержащего 0,05% Tween 20, и для ее блокирования наносят на поверхность 500 мкл 3% раствора казеина в фосфатном буфере (pH 7.4-7.6) в течение 15 минут.After activation, 500 μl of a solution of anti-species antibodies (rabbit anti-mouse antibodies) with a concentration of 5 μg / ml in carbonate buffer (0.1 M sodium bicarbonate, 0.1 M sodium chloride, pH 8.3) is applied to the surface of
После блокирования пористую подложку 2 промывают 1 мл фосфатного буфера (pH 7.4-7.6) и на ее поверхность наносят 500 мкл раствора антител, специфичных к токсину, например к зераленону, (разведение 1/10000), инкубируют в течение 15 мин при температуре 37°С и промывают 3 мл фосфатного буфера (pH 7.4-7.6).After blocking, the
Подготовленный таким образом носитель в виде активированной твердой фазы физической сорбции - активированной пористой подложки 2 с привитыми специфическими антителами устанавливают в пустую колонку 1 типа Bond Elut V=1 мл, предварительно промытую фосфатным буфером (pH 7.4-7.6), и хранят при 4°С.The thus prepared carrier in the form of an activated solid phase of physical sorption — an activated
Пример 1.Example 1
Для определения уровня токсиканта, например, концентрации зераленона, в анализируемой среде (природной воде) предварительно приготовляют - синтезируют раствор конъюгата зераленона, связанного с люминесцентными квантовыми точками - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, следующим образом.To determine the level of toxicant, for example, the concentration of Zeralenone, in the analyzed medium (natural water), they pre-prepare - synthesize a solution of Zeralenone conjugate associated with luminescent quantum dots - CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles, as follows.
В 1 мл диметилформамида растворяют 92 мг н-гидроксисукцинимида и 124 мг 1-этил-3-(3-диметиламинопропил)карбодиимида. Образовавшийся раствор разводят в 1000 раз в диметилформамиде (необходимая концентрация 0.8 µмоль). Затем 20 µл полученного раствора сливают с 800 µл раствора квантовых точек CdSe/ZnS (разведение 1/10 в карбонатном буфере (0,1 М гидрокарбоната натрия, 0,1 М хлорида натрия, pH 8,3), количество квантовых точек CdSe/ZnS равно 3.2×10-4 µmol), и перемешивают в течение 45 минут, после чего капельно добавляют 176 µл раствора зераленона (0,4 мг/мл), химически связанного с яичным альбумином, в фосфатном буфере (pH 7.4-7.6)). Реакционую смесь постоянно перемешивают в течение 12 часов при температуре 4°C. Избыток низкомолекулярных веществ удаляют с помощью диализа в течение 2 дней при температуре 4°С. Полученные конъюгаты хранят при температуре 4°С.92 mg of n-hydroxysuccinimide and 124 mg of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide are dissolved in 1 ml of dimethylformamide. The resulting solution was diluted 1000 times in dimethylformamide (the required concentration of 0.8 μmol). Then 20 μl of the resulting solution is poured from 800 μl of a CdSe / ZnS quantum dot solution (1/10 dilution in carbonate buffer (0.1 M sodium hydrogen carbonate, 0.1 M sodium chloride, pH 8.3), the number of CdSe / ZnS quantum dots equal to 3.2 × 10 -4 μmol), and stirred for 45 minutes, after which 176 μl of a solution of Zelenone (0.4 mg / ml) chemically bound to egg albumin in phosphate buffer (pH 7.4-7.6) is added dropwise. The reaction mixture is constantly stirred for 12 hours at 4 ° C. Excess low molecular weight substances are removed by dialysis for 2 days at a temperature of 4 ° C. The resulting conjugates are stored at 4 ° C.
Через подготовленную выше описанным образом колонку 1, в которой установлена активированная пористая подложка 2 с привитыми специфическими антителами, пропускают 1 мл анализируемой среды и промывают колонку 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6), содержащим 0,05% Tween 20.Through the
Затем в колонку 1 вводят 100 мкл предварительно приготовленного раствора конъюгата токсиканта - зераленона, связанного с люминесцентными квантовыми точками - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS (разведение 1/30 в фосфатном буфере (pH 7.4÷7.6), содержащем 0,05% Tween 20 и 0,2% бычьего сывороточного альбумина), и инкубируют в течение 6 минут. Избыток конъюгата удаляют путем промывания колонки 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6) и осуществляют освещение обработанной пористой подложки 2, содержащей люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 3 возбуждающего излучения устройства для измерения уровня люминесценции.Then, 100 μl of a preliminarily prepared solution of the toxicant conjugate, Zeralenone bound to luminescent quantum dots, CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles (
При этом, если в анализируемой среде концентрация токсиканта - зераленона превышает концентрацию сорбированных на пористой подложке 2 специфических антител, которая соответствует, например, предельно допустимой концентрации токсиканта, то происходит связывание всех специфических антител с молекулами токсиканта - зераленона, а при пропускании через пористую подложку 2 раствора конъюгата токсиканта - зераленона с флуоресцентными метками - люминесцентными квантовыми точками из-за отсутствия свободных специфических антител содержащиеся в конъюгате молекулы токсиканта - зераленона остаются несвязанными (свободными) и удаляются после промывки из колонки 1 вместе с люминесцентными квантовыми точками - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS. В результате при облучении пористой подложки 2 источником 3 возбуждающего излучения люминесценция не возникает.Moreover, if in the analyzed medium the concentration of the toxicant - zeralenone exceeds the concentration of 2 specific antibodies adsorbed on the porous substrate, which corresponds, for example, to the maximum permissible concentration of the toxicant, then all specific antibodies bind to the molecules of the toxicant - zeralenone, and when passing through the porous substrate 2 a solution of the conjugate of the toxicant - zelenone with fluorescent labels - luminescent quantum dots due to the lack of specific antibodies contained in the conjugate, the toxicant molecules, zeralenone, remain unbound (free) and are removed after washing from
В том случае, если в анализируемой среде концентрация токсиканта - зераленона не превышает концентрацию сорбированных на пористой подложке 2 специфических антител, которая соответствует, например, предельно допустимой концентрации токсиканта, или токсикант - зераленон в анализируемой среде отсутствует, то происходит связывание только части специфических антител с молекулами токсиканта - зераленона, и при пропускании через пористую подложку 2 раствора конъюгата токсиканта - зераленона с флуоресцентными метками - люминесцентными квантовыми точками происходит связывания оставшихся свободными специфических антител с содержащиеся в конъюгате молекулами токсиканта - зераленона, содержащими люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS. В результате при облучении пористой подложки 2 источником 3 возбуждающего излучения возникает люминесценция, уровень которой обратно пропорционален концентрации токсиканта - зераленона в анализируемой среде.In the event that in the analyzed medium the concentration of the toxicant - zeralenone does not exceed the concentration of 2 specific antibodies adsorbed on the porous substrate, which corresponds, for example, to the maximum permissible concentration of the toxicant, or the toxicant - zeralenone in the analyzed medium is absent, then only part of the specific antibodies binds to molecules of the toxicant - Zeralenone, and when passing through a
При этом поступающий из пористой подложки 2 суммарный световой фронт, состоящий из полезного сигнала люминесценции и паразитного сигнала возбуждающего излучения, проходит через светофильтр 5, который ослабляет паразитный сигнал, и отфильтрованный суммарный световой фронт с выделенным полезным сигналом фокусируется оптической системой 6 на фотоприемник 4 (фотодиод). Выработанный на выходе фотоприемника 4 электрический сигнал (значение напряжения которого соответствует уровню люминесценции) усиливается усилителем сигнала 7, оцифровывается с помощью аналого-цифрового преобразователя 8 и в цифровом представлении передается для регистрации на вход блока 9 управления - контроллера для регистрации уровня люминесценции, где обрабатывается, путем сопоставления с предварительно занесенными в память калибровочными постоянными, и количественное значение уровня люминесценции, обратно пропорциональное концентрации токсиканта - зераленона, и/или соответствующее значение уровня (концентрации) токсиканта заносится в память блока 9 управления - контроллера и отображается в блоке 10 индикации.In this case, the total light front coming from the
Кроме того, блок 9 управления - контроллер в соответствии с заложенным программным алгоритмом в автоматическом режиме осуществляет программируемое управление работой светодиодов источника 4 возбуждающего излучения, нормируя посредством блока 11 стабилизации напряжение источника 1 возбуждающего излучения, и обеспечивает сохранение в памяти параметров калибровочных постоянных (калибровочной кривой), значения которых определяются в процессе предварительных тарировочных измерений с использованием стандартных источников возбуждающего излучения и предварительной калибровки колонки 1 с использованием образцов анализируемой среды, содержащей токсиканты, например, зераленон, известной концентрации.In addition, the
Пример 2.Example 2
Для определения уровня токсиканта, например, концентрации зераленона, в анализируемой среде (природной воде) предварительно приготовляют поэтапно раствор конъюгата зераленона с липосомами, содержащими водорастворимые люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, следующим образом.To determine the level of toxicant, for example, the concentration of Zeralenone, in a test medium (natural water), a stepwise solution of Zeralenone conjugate with liposomes containing water-soluble luminescent quantum dots - CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles is prepared as follows.
На первом этапе методом гидратирования тонких пленок готовят липосомы, содержащие водорастворимые люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS. Для этого 70 мг (94 µмоль) фосфолипидов (Lipoid S75) растворяют в 1 мл хлороформа в круглодонной колбе (V=10 мл). Затем хлороформ выпаривают с помощью роторного испарителя до образования пленки фосфолипидов на стенках колбы. Образовавшуюся пленку фосфолипидов обрабатывают 6 мл воды, содержащей 5 µмоль квантовых точек CdSe/ZnS, и перемешивают в течение 30 минут при температуре 45°C. Затем раствор обрабатывают ультразвуком в течение 5 минут для достижения приемлемого размера частиц липосом (порядка 100 нм). Полученный раствор, содержащий липосомы с водорастворимыми квантовыми точками CdSe/ZnS, хранят при температуре 45°C.At the first stage, liposomes containing water-soluble luminescent quantum dots - semiconductor CdSe / ZnS nanoparticles are prepared by the method of hydration of thin films. For this, 70 mg (94 μmol) of phospholipids (Lipoid S75) are dissolved in 1 ml of chloroform in a round-bottom flask (V = 10 ml). Then chloroform is evaporated using a rotary evaporator until a phospholipid film is formed on the walls of the flask. The resulting phospholipid film is treated with 6 ml of water containing 5 μmole CdSe / ZnS quantum dots, and stirred for 30 minutes at a temperature of 45 ° C. Then the solution is treated with ultrasound for 5 minutes to achieve an acceptable particle size of liposomes (of the order of 100 nm). The resulting solution containing liposomes with water-soluble CdSe / ZnS quantum dots is stored at a temperature of 45 ° C.
На втором этапе осуществляют синтез конъюгата зераленона с липосомами, содержащими квантовые точки.In the second stage, the synthesis of Zelenone conjugate with liposomes containing quantum dots is carried out.
Для этого к 0,4 мл раствора, содержащего липосомы с инкорпорированными квантовыми точками - полупроводниковыми наночастицами CdSe/ZnS, капельно при постоянном перемешивании добавляют 0,5 мл 2,5% раствора глутарового альдегида в воде, после чего образовавшийся раствор перемешивают в течение 3 часов при комнатной температуре. Избыток глутарового альдегида удаляют с помощью диализа в течение 2 дней при температуре 4°C. Затем капельно при постоянном перемешивании в течение 2 часов при комнатной температуре добавляют 98 µг раствора зераленона (0,4 мг/мл), химически связанного с яичным альбумином, в фосфатном буфере (pH 7.4-7.6). Затем добавляют 60 µл 3 М глицина в растворе гидроксида натрия (pH 7,2) для блокирования оставшихся свободными альдегидных групп глутарового альдегида на поверхности липосом. Полученную смесь выдерживают при температуре 4°С при постоянном перемешивании. Избыток не прореагировавших компонентов удаляют с помощью диализа в течение 3 часов. Полученные конъюгаты хранят при температуре 4°C.For this, 0.5 ml of a 2.5% solution of glutaraldehyde in water is added dropwise with constant stirring to 0.4 ml of a solution containing liposomes with incorporated quantum dots - CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles, after which the resulting solution is stirred for 3 hours at room temperature. Excess glutaraldehyde is removed by dialysis for 2 days at 4 ° C. Then, dropwise, with constant stirring, for 2 hours at room temperature, 98 μg of a solution of zelenone (0.4 mg / ml) chemically bound with egg albumin in phosphate buffer (pH 7.4-7.6) is added. Then 60 μl of 3 M glycine in sodium hydroxide solution (pH 7.2) was added to block the remaining free aldehyde groups of glutaraldehyde on the surface of the liposomes. The resulting mixture was maintained at a temperature of 4 ° C with constant stirring. Excess unreacted components are removed by dialysis within 3 hours. The resulting conjugates were stored at 4 ° C.
Затем аналогично примеру 1 через подготовленную вышеописанным образом колонку 1, в которой установлена активированная пористая подложка 2 с привитыми специфическими антителами, пропускают 1 мл анализируемой среды и промывают колонку 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6), содержащим 0,05% Tween 20.Then, analogously to example 1, through
Потом в колонку 1 вводят 100 мкл предварительно приготовленного раствора конъюгата зераленона с липосомами, содержащими водорастворимые люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS (разведение 1/20 в фосфатном буфере (pH 7.4-7.6)), и инкубируют в течение 6 минут. Избыток конъюгата удаляют путем промывания колонки 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6), и осуществляют освещение обработанной пористой перегородки 2, содержащей люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 3 возбуждающего излучения. При этом происходит оптическое возбуждение люминесценции, уровень которой, обратно пропорциональный концентрации токсиканта, регистрируют устройством для измерения уровня люминесценции описанным выше образом.Then, 100 μl of a previously prepared solution of Zelenone conjugate with liposomes containing water-soluble luminescent quantum dots — CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles (
Пример 3.Example 3
Для определения уровня токсиканта, например, концентрации зераленона, в анализируемой среде (природной воде) предварительно приготовляют поэтапно раствор конъюгата зераленона с липосомами, содержащими гидрофобные люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, следующим образом.To determine the level of toxicant, for example, the concentration of Zeralenone, in a test medium (natural water), a stepwise solution of Zeralenone conjugate with liposomes containing hydrophobic luminescent quantum dots - CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles is prepared as follows.
На первом этапе 70 мг (94 µмоль) фосфолипидов (Lipoid S75) и 30 пмоль гидрофобных квантовых точек (lem=577 nm) в толуоле (52 µл) of wisQDs растворяют в 1 мл хлороформа в круглодонной колбе (V=10 мл) при воздействии ультразвуком при температуре 45°С.At the first stage, 70 mg (94 μmol) of phospholipids (Lipoid S75) and 30 pmol of hydrophobic quantum dots (lem = 577 nm) in toluene (52 μl) of wisQDs are dissolved in 1 ml of chloroform in a round-bottom flask (V = 10 ml) upon exposure ultrasound at a temperature of 45 ° C.
Затем в образовавшийся раствор добавляют 3 мл воды и хлороформ выпаривают с помощью роторного испарителя. После этого добавляют еще 3 мл воды и в течение 60 минут перемешивают раствор с образовавшимися липосомами при температуре 45°C.Then, 3 ml of water was added to the resulting solution, and chloroform was evaporated using a rotary evaporator. Then add another 3 ml of water and mix the solution with the formed liposomes at a temperature of 45 ° C for 60 minutes.
Затем раствор обрабатывают ультразвуком в течение 5 минут для достижения приемлемого размера частиц липосом (порядка 100 нм). Полученный раствор, содержащий липосомы с гидрофобными квантовыми точками CdSe/ZnS, хранят при температуре 45°C.Then the solution is treated with ultrasound for 5 minutes to achieve an acceptable particle size of liposomes (of the order of 100 nm). The resulting solution containing liposomes with hydrophobic CdSe / ZnS quantum dots is stored at a temperature of 45 ° C.
На втором этапе осуществляют синтез конъюгата зераленона с липосомами, содержащими квантовые точки.In the second stage, the synthesis of Zelenone conjugate with liposomes containing quantum dots is carried out.
Для этого к 0,4 мл раствора, содержащего липосомы с инкорпорированными квантовыми точками - полупроводниковыми наночастицами CdSe/ZnS, капельно при постоянном перемешивании добавляют 0,5 мл 2,5% раствора глутарового альдегида в воде, после чего образовавшийся раствор перемешивают в течение 3 часов при комнатной температуре. Избыток глутарового альдегида удаляют с помощью диализа в течение 2 дней при температуре 4°С. Затем капельно при постоянном перемешивании в течение 2 часов при комнатной температуре добавляют 98 µг раствора зераленона (0,4 мг/мл), химически связанного с яичным альбумином, в фосфатном буфере (pH 7.4-7.6). Затем добавляют 60 µл 3 М глицина в растворе гидроксида натрия (pH 7,2) для блокирования оставшихся свободными альдегидных групп глутарового альдегида на поверхности липосом. Полученную смесь выдерживают при температуре 4°С при постоянном перемешивании. Избыток не прореагировавших компонентов удаляют с помощью диализа в течение 3 часов. Полученные конъюгаты хранят при температуре 4°С.For this, 0.5 ml of a 2.5% solution of glutaraldehyde in water is added dropwise with constant stirring to 0.4 ml of a solution containing liposomes with incorporated quantum dots - CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles, after which the resulting solution is stirred for 3 hours at room temperature. Excess glutaraldehyde is removed by dialysis for 2 days at 4 ° C. Then, dropwise, with constant stirring, for 2 hours at room temperature, 98 μg of a solution of zelenone (0.4 mg / ml) chemically bound with egg albumin in phosphate buffer (pH 7.4-7.6) is added. Then 60 μl of 3 M glycine in sodium hydroxide solution (pH 7.2) was added to block the remaining free aldehyde groups of glutaraldehyde on the surface of the liposomes. The resulting mixture was maintained at a temperature of 4 ° C with constant stirring. Excess unreacted components are removed by dialysis within 3 hours. The resulting conjugates are stored at 4 ° C.
Затем аналогично примеру 1 через подготовленную вышеописанным образом колонку 1, в которой установлена активированная пористая подложка 2 с привитыми специфическими антителами, пропускают 1 мл анализируемой среды и промывают колонку 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6), содержащим 0,05% Tween 20.Then, analogously to example 1, through
Потом в колонку 1 вводят 100 мкл предварительно подготовленного раствора конъюгата зераленона с липосомами, содержащими гидрофобные люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, (разведение 1/45 в фосфатном буфере (pH 7.4-7.6)), и инкубируют в течение 6 минут. Избыток конъюгата удаляют с помощью промывания колонки 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6).Then, 100 μl of a previously prepared solution of Zelenone conjugate with liposomes containing hydrophobic luminescent quantum dots - CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles (
После промывания колонки 1 осуществляют освещение обработанной пористой перегородки 2, содержащей люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 3 возбуждающего излучения, при этом происходит оптическое возбуждение люминесценции, обратно пропорциональное концентрации токсиканта, которое регистрируется устройством для измерения уровня люминесценции описанным выше образом.After washing
Заявленное изобретение обеспечивает возможность определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проводимого в колонке тест-системы прямого конкурентного твердофазного иммуноферментного анализа уровня токсиканта с пределом обнаружения (чувствительностью) 1÷3 нг/мл.The claimed invention provides the ability to determine the level of toxicants in water, food or physiological fluids by conducting in the column of the test system a direct competitive enzyme-linked immunosorbent assay of toxicant levels with a detection limit (sensitivity) of 1 ÷ 3 ng / ml.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012141548/15A RU2506586C1 (en) | 2012-10-01 | 2012-10-01 | Method to determine level of toxicants in water, food or physiological liquids and test system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012141548/15A RU2506586C1 (en) | 2012-10-01 | 2012-10-01 | Method to determine level of toxicants in water, food or physiological liquids and test system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2506586C1 true RU2506586C1 (en) | 2014-02-10 |
Family
ID=50032341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012141548/15A RU2506586C1 (en) | 2012-10-01 | 2012-10-01 | Method to determine level of toxicants in water, food or physiological liquids and test system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2506586C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2364870C1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Device for test-detection of analyte |
RU2374649C1 (en) * | 2008-05-04 | 2009-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Test system for immunoenzymometric determination of toxicants |
-
2012
- 2012-10-01 RU RU2012141548/15A patent/RU2506586C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2374649C1 (en) * | 2008-05-04 | 2009-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Test system for immunoenzymometric determination of toxicants |
RU2364870C1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Device for test-detection of analyte |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
БАСОВА Е.Ю. Иммунохимические тест-методы определения токсикантов в продуктах питания и объектах окружающей среды. Автореферат диссертации. - Саратов, 2010. * |
Басова Е.Ю. Неинструментальный колоночный тест для одновременного детектирования цитринина, охратоксина А и микофеноловой кислоты в образцах сыра // XVII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов-2010". 12-16 апреля 2010. - М., с.11. * |
Карагушева М.А., Басова Е.Ю., Горячева И.Ю. Разработка иммунохимических тест-методов для определения микотоксинов в продуктах питания // Изв. Сар-та. Ун-та, 2008, т.8. Сер. Химия. Биология. Экология, No. 1, с.39-42. * |
Леоненко И.И. и др. Методы определения нефтепродуктов в водах и других объектах окружающей среды (обзор). Методы и объекты химического анализа, 2010, т.5, No.2, с.58-72. * |
Леоненко И.И. и др. Методы определения нефтепродуктов в водах и других объектах окружающей среды (обзор). Методы и объекты химического анализа, 2010, т.5, №2, с.58-72. Карагушева М.А., Басова Е.Ю., Горячева И.Ю. Разработка иммунохимических тест-методов для определения микотоксинов в продуктах питания // Изв. Сар-та. Ун-та, 2008, т.8. Сер. Химия. Биология. Экология, № 1, с.39-42. Басова Е.Ю. Неинструментальный колоночный тест для одновременного детектирования цитринина, охратоксина А и микофеноловой кислоты в образцах сыра // XVII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов-2010". 12-16 апреля 2010. - М., с.11. БАСОВА Е.Ю. Иммунохимические тест-методы определения токсикантов в продуктах питания и объектах окружающей среды. Автореферат диссертации. - Саратов, 2010. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH08501146A (en) | Method for improving measurement accuracy in vanishing wave optical biosensor analysis | |
JP2013532275A (en) | A highly sensitive homogeneous chemiluminescence assay method | |
CA2832010C (en) | A device for detecting an analyte | |
US20160209410A1 (en) | Test piece for immunochromatography, developing fluid used therefor, and immunochromatography using the same | |
US20220365092A1 (en) | A method for detecting an analyte | |
JPWO2014103553A1 (en) | An immunoassay to reduce the effects of impurities | |
CN103026230B (en) | Co-coupling to control reactivity of reagents in immunoassays | |
JP6605792B2 (en) | Composite labeled particles, target substance detection method using the same, colloidal liquid and labeling reagent, and composite labeled particle manufacturing method | |
US20150198528A1 (en) | Assay detection system | |
JP6605802B2 (en) | Microorganism detection method by immunoassay, sample treatment method for immunoassay, sample pretreatment solution for immunoassay, and immunochromatography test kit | |
RU2506586C1 (en) | Method to determine level of toxicants in water, food or physiological liquids and test system | |
US20110111428A1 (en) | Method for Sensing a Chemical | |
JP4913454B2 (en) | Method for measuring vitamin concentration and method for measuring PCB concentration | |
RU2547577C1 (en) | Method of determining level of toxicants in water, food products or body fluids and test system | |
RU2508553C1 (en) | Method for determining level of toxicants in water, food products or physiological liquids, and test system | |
RU2538707C1 (en) | Method for determining level of toxicants in water, food products or physiological liquids, and test system | |
JP7190196B2 (en) | Norovirus lateral flow analyzer using time-resolved fluorescence analysis and measurement method using the same | |
JP2004144687A (en) | Method for measuring substance | |
JP2018151201A (en) | Test kit for biomolecule detection, biomolecule detection device, and detection method of biomolecule using the same, and labelling reagent particle for biomolecule detection used for the same | |
JP5583644B2 (en) | Biosensor device and concentration measurement method using the same | |
Charron et al. | Influence of bovine and human serum albumin on the binding kinetics of biomolecular interactions | |
JP2009288069A (en) | Target substance detection method | |
WO2018077804A1 (en) | A method for detecting an analyte | |
US11549940B2 (en) | Method for detecting analyte | |
Ibragimova et al. | Optimized immonochromatographic system for antigen determination based on monoclonal antibody conjugates with quantum dots |