RU2538707C1 - Method for determining level of toxicants in water, food products or physiological liquids, and test system - Google Patents
Method for determining level of toxicants in water, food products or physiological liquids, and test system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538707C1 RU2538707C1 RU2013138679/15A RU2013138679A RU2538707C1 RU 2538707 C1 RU2538707 C1 RU 2538707C1 RU 2013138679/15 A RU2013138679/15 A RU 2013138679/15A RU 2013138679 A RU2013138679 A RU 2013138679A RU 2538707 C1 RU2538707 C1 RU 2538707C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carrier
- solution
- quantum dots
- level
- toxicants
- 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, согласно изобретению в колонке тест-системы размещают носитель в виде зафиксированного между двумя пористыми мембранами слоя иммуноаффинного геля с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта, производят обработку носителя - слоя геля - блокирующим раствором для закрытия на носителе оставшихся свободными мест неспецифического связывания, вносят тестируемые образцы, содержащие определенное количество предварительно введенных специфичных к токсиканту антител, производят обработку носителя конъюгатсодержащим раствором, в качестве которого используют раствор конъюгата антивидовых антител, химически связанных с люминесцентными квантовыми точками или с липосомами, содержащими люминесцентные квантовые точки, а уровень токсикантов определяют путем освещении обработанного носителя возбуждающим излучением по интенсивности люминесценции, возбужденной в квантовых точках.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 the column of the test system, according to the invention, the carrier is placed in the form of a fixed between two the porous membranes of the immunoaffinity gel layer with grafted - covalently bound - toxicant molecules, the carrier is processed - gel layer - block test solution containing a certain amount of preliminarily introduced toxicant-specific antibodies is introduced into the carrier, the carrier is treated with a conjugate-containing solution, which is used as a solution of a conjugate of antispecies antibodies chemically bound to luminescent quantum dots or liposomes containing luminescent quantum dots, and the level of toxicants is determined by illuminating the treated carrier excitation radiation intensity of luminescence excited in the quantum dots.
При этом иммуноаффинный гель приготовляют в емкости с пористым дном путем обработки циан бром активированной сефарозы соляной кислотой и введения после набухания в полученный гель раствора антигена-токсиканта в карбонатном буфере.At the same time, the immunoaffinity gel is prepared in a container with a porous bottom by treating cyanogen bromide with activated sepharose with hydrochloric acid and injecting a solution of the antigen-toxicant in carbonate buffer after swelling into the resulting gel.
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 в виде слоя иммуноаффинного геля, размещенного между двумя пористыми мембранами, согласно изобретению 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 to 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 is mounted in the form of a layer of immunoaffinity gel placed between two porous membranes, according to the invention, the column is equipped with a device for measuring the luminescence level, including the source of the exciting radiation and the photodetector, and in front of the photodetector an additional focusing optical system a, 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 a display unit is connected and through a stabilization unit a source of exciting radiation, while the side 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 антивидовыми антителами (кроличьими антимышиными антителами), которые обладают способностью связываться со специфичными к токсиканту антителами, и при освещении возбуждающим излучением люминесцируют, в заявленном изобретении, реализующем непрямой 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 conjugate solution of luminescent quantum dots (or liposomes containing luminescent quantum dots) chemically associated with anti-species antibodies (rabbit anti-mouse antibodies), which have the ability to bind to toxicant-specific antibodies, and when illuminated with exciting radiation, luminesce, in the claimed invention that implements indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay, an increase in the intensity of the useful luminescence signal, back about ortsionalnogo 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 слоя 2 иммуноаффинного геля с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта-антигена, размещенного между двумя пористыми мембранами 3, и устройство для измерения уровня люминесценции, включающее источник 4 возбуждающего излучения, выполненный, например, в виде набора светодиодов с максимумами длин волн излучения в диапазоне 395÷500 нм, и фотоприемник 5 (фотодиод), спектральный диапазон чувствительности которого лежит в диапазоне 420÷675 нм, причем перед фотоприемником 5 установлена фокусирующая оптическая система 6 (например, собирающая линза F=5÷30 мм), перед которой дополнительно размещен светофильтр 7, спектр пропускания которого соответствуют спектру люминесценции. Выход фотоприемника 5 электрически подключен через усилитель 8 сигнала и аналого-цифровой преобразователь 9 к блоку 10 управления - контроллеру, к выходу которого подключены блок 11 индикации и через блок 12 стабилизации источник 4 возбуждающего излучения.The claimed test system for determining the level of toxicants in water, food or physiological fluids includes a column 1 with side walls made of a material that is transparent to the exciting and luminescent radiation, in which a carrier is mounted in the form of a
Заявленный способ определения уровня токсикантов реализуют следующим образом.The claimed method for determining the level of toxicants is implemented as follows.
Для приготовления иммуноаффинного геля, например, 0,5 г циан бром активированной сефарозы 4В помещают в емкость с пористым дном и промывают в 100 мл 0,001 M соляной кислоты. После набухания геля раствор соляной кислоты сливают и добавляют 150 мкл раствора токсиканта-антигена с концентрацией 2,5 г/л и 450 мкл карбонатного буфера (pH 8,3), содержащего 0,1 М гидрокарбоната натрия и 0,1 M хлорида натрия, после чего смесь продолжительно встряхивают (в течение 2-х часов) при комнатной температуре. Остаток не связавшегося токсиканта-антигена удаляют с помощью промывания геля 5 мл карбонатного буфера (pH 8,3), содержащего 0,1 M гидрокарбоната натрия и 0,1 M хлорида натрия. Для закрытия оставшихся свободными мест неспецифического связывания (активных групп сефарозы) в полученный гель с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта-антигена вносят блокирующий раствор, в качестве которого используют 0,2 M раствор глицина в карбонатном буфере (pH 8,3), содержащем 0,1 M гидрокарбоната натрия и 0,1 M хлорида натрия, и перемешивают в течение 2 часов при комнатной температуре. После процедуры блокирования гель трижды промывают последовательно пятикратным объемом ацетатного буфера (0,1 M ацетата натрия, 0,5 моль хлорида натрия, pH 4,0) и пятикратным объемом фосфатного буфера (pH 7.4÷7.6). Полученный иммуноафинный гель с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта-антигена разводят в фосфатном буфере (pH 7.4÷7.6) в соотношении 1:3 и хранят при температуре 4°C.For the preparation of an immunoaffinity gel, for example, 0.5 g of cyanogen bromide activated Sepharose 4B is placed in a container with a porous bottom and washed with 100 ml of 0.001 M hydrochloric acid. After gel swelling, the hydrochloric acid solution is drained and 150 μl of a solution of toxicant antigen with a concentration of 2.5 g / l and 450 μl of carbonate buffer (pH 8.3) containing 0.1 M sodium bicarbonate and 0.1 M sodium chloride are added, after which the mixture is shaken continuously (for 2 hours) at room temperature. The remainder of the unbound toxicant antigen is removed by washing the gel with 5 ml of carbonate buffer (pH 8.3) containing 0.1 M sodium bicarbonate and 0.1 M sodium chloride. To close the remaining free sites of nonspecific binding (active Sepharose groups), a blocking solution is added to the resulting gel with grafted - covalently bound - antigen-toxicant molecules, using a 0.2 M solution of glycine in carbonate buffer (pH 8.3) containing 0.1 M sodium bicarbonate and 0.1 M sodium chloride, and stirred for 2 hours at room temperature. After the blocking procedure, the gel is washed three times sequentially with a five-fold volume of acetate buffer (0.1 M sodium acetate, 0.5 mol sodium chloride, pH 4.0) and a five-fold volume of phosphate buffer (pH 7.4–7.6). The resulting immunoaffinity gel with grafted - covalently bound - toxicant-antigen molecules is diluted in phosphate buffer (pH 7.4 ÷ 7.6) in a ratio of 1: 3 and stored at 4 ° C.
Пример 1Example 1
Для определения уровня токсиканта, например концентрации зераленона, в анализируемой среде (природной воде) предварительно приготовляют - синтезируют раствор конъюгата антивидовых антител, химически связанных с люминесцентными квантовыми точками - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, следующим образом.To determine the level of toxicant, for example, the concentration of zelenone, in the analyzed medium (natural water), they pre-prepare - synthesize a solution of a conjugate of antispecies antibodies chemically bound to luminescent quantum dots - CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles, as follows.
20 µл раствора антивидовых антител в карбонатном буфере (0,1 M гидрокарбоната натрия, 0,1 M хлорида натрия, pH 8,3) сливают с 800 µл раствора квантовых точек CdSe/ZnS (разведение 1/10 в карбонатном буфере (0,1 M гидрокарбоната натрия, 0,1 М хлорида натрия, pH 8,3), количество квантовых точек CdSe/ZnS равно 3.2×10-4 µmo1) и перемешивают в течение 12 часов при температуре 4°C.20 μl of a solution of antispecies antibodies in carbonate buffer (0.1 M sodium bicarbonate, 0.1 M sodium chloride, pH 8.3) is drained from 800 μl of a CdSe / ZnS quantum dot solution (1/10 dilution in carbonate buffer (0.1 M sodium bicarbonate, 0.1 M sodium chloride, pH 8.3), the number of CdSe / ZnS quantum dots is 3.2 × 10-4 µmo1) and stirred for 12 hours at 4 ° C.
Затем 200 мкл ранее приготовленного иммуноаффинного геля с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта-антигена помещают в виде слоя 2 носителя на пористую полиэтиленовую мембрану 3 (фритт), установленную в пустую колонку 1 типа Bond Elut (V=1 мл), предварительно промытую фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6) и хранившуюся при температуре 4°C. Затем сверху на слой 2 иммуноаффинного геля с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта-антигена помещают вторую пористую полиэтиленовую мембрану 3 (фритт).Then, 200 μl of a previously prepared immunoaffinity gel with grafted - covalently bound - antigen-toxicant molecules are placed in the form of a
К 1 мл анализируемой среды добавляют 25 мкл раствора специфичных к токсиканту - зераленону моноклональных мышиных антител, перемешивают в течение 5 минут и пропускают через подготовленную выше указанным образом колонку 1, после чего промывают колонку 1 фосфатным буфером (рН 7.4÷7.6), содержащим 0,05% Tween 20.To 1 ml of the analyzed medium, add 25 μl of a solution specific for the toxicant - Zeralenone monoclonal mouse antibodies, mix for 5 minutes and pass through column 1 prepared as above, then wash column 1 with phosphate buffer (pH 7.4 ÷ 7.6) containing 0, 05% Tween 20.
Затем в колонку 1 вводят 100 мкл предварительно приготовленного раствора конъюгата антивидовых антител, химически связанных 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), после чего осуществляют освещение носителя - слоя 2, содержащего люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 4 возбуждающего излучения, и регистрируют возникший в результате возбуждающего излучения уровень люминесценция, величина которого обратно пропорциональна концентрации токсиканта - зераленона - в анализируемой среде.Then, 100 μl of a pre-prepared solution of a conjugate of antispecies antibodies chemically bound to luminescent quantum dots — CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles (1/30 dilution in phosphate buffer (pH 7.4–7.6) containing 0.05%
При этом, если в анализируемой среде концентрация токсиканта - зераленона - превышает концентрацию специфических антител, добавленных к анализируемой пробе, которая соответствует, например, предельно допустимой концентрации токсиканта, то происходит связывание всех специфических антител с молекулами токсиканта - зераленона, а при пропускании через носитель - слой 2 - раствора конъюгата антивидовых антител с флуоресцентными метками - люминесцентными квантовыми точками - из-за отсутствия специфических антител, связанных с помощью молекул зераленона, сорбированных на носителе - слое 2, содержащиеся в конъюгате антивидовые антитела остаются несвязанными (свободными) и удаляются после промывки из колонки 1 вместе с люминесцентными квантовыми точками - полупроводниковыми наночастицами CdSe/ZnS. В результате при облучении носителя - слоя 2 - источником 4 возбуждающего излучения люминесценция не возникает.Moreover, if in the analyzed medium the concentration of the toxicant - Zeralenone - exceeds the concentration of specific antibodies added to the analyzed sample, which corresponds, for example, to the maximum permissible concentration of the toxicant, then all specific antibodies are bound to the molecules of the toxicant - Zeralenone, and when passed through the carrier, layer 2 - a solution of the conjugate of antispecies antibodies with fluorescent labels - luminescent quantum dots - due to the lack of specific antibodies associated with molecules of zeralenone adsorbed on a carrier -
В том случае если в анализируемой среде концентрация токсиканта - зераленона - не превышает концентрацию специфических антител, добавленных к анализируемой пробе, которая соответствует, например, предельно допустимой концентрации токсиканта, или токсикант - зераленон - в анализируемой среде отсутствует, то происходит связывание избыточных специфических антител с молекулами токсиканта - зераленона, сорбированного на носителе - слое 2 - и при пропускании через носитель - слой 2 раствора конъюгата антивидовых антител с флуоресцентными метками - люминесцентными квантовыми точками - происходит связывание специфических антител, связавшихся с молекулами зераленона, сорбированными на носителе-слое 2, с содержащимися в конъюгате антивидовыми антителами, содержащими люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS. В результате при облучении носителя - слоя 2 - источником 4 возбуждающего излучения возникает люминесценция, уровень которой обратно пропорционален концентрации токсиканта - зераленона - в анализируемой среде.If in the analyzed medium the concentration of the toxicant - Zeralenone - does not exceed the concentration of specific antibodies added to the analyzed sample, which corresponds, for example, to the maximum permissible concentration of the toxicant, or the toxicant - Zeralenone - in the analyzed medium, there is no binding of excess specific antibodies to molecules of the toxicant - zeralenone adsorbed on the carrier - layer 2 - and when passing through the carrier -
При этом поступающий из носителя - слоя 2 - суммарный световой фронт, состоящий из полезного сигнала люминесценции и паразитного сигнала возбуждающего излучения, проходит через светофильтр 7, который ослабляет паразитный сигнал, и отфильтрованный суммарный световой фронт с выделенным полезным сигналом фокусируется оптической системой 6 на фотоприемник 5 (фотодиод). Выработанный на выходе фотоприемника 5 электрический сигнал (значение напряжения которого соответствует уровню люминесценции) усиливается усилителем сигнала 8, оцифровывается с помощью аналого-цифрового преобразователя 9, и в цифровом представлении передаются для регистрации на вход блока 10 управления - контроллера - для регистрации уровня люминесценции, где обрабатывается путем сопоставления с предварительно занесенными в память калибровочными постоянными, и количественное значение уровня люминесценции, пропорциональное концентрации токсиканта - зераленона, и/или соответствующее значение уровня (концентрации) токсиканта заносится в память блока 10 управления - контроллера - и отображается в блоке 11 индикации.In this case, the total light front coming from the carrier,
Кроме того, блок 10 управления - контроллер - в соответствии с заложенным программным алгоритмом в автоматическом режиме осуществляет программируемое управление работой светодиодов источника 4 возбуждающего излучения, нормируя посредством блока 12 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 control unit 10 - the controller - in accordance with the laid down program algorithm automatically performs programmable control of the LEDs of the excitation radiation source 4, normalizing the voltage of the excitation radiation source 1 by means of the
Пример 2Example 2
Для определения уровня токсиканта, например концентрации зераленона, в анализируемой среде (природной воде) предварительно приготовляют поэтапно раствор конъюгата антивидовых антител с липосомами, содержащими водорастворимые люминесцентными квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, следующим образом.To determine the level of a toxicant, for example, the concentration of Zeralenone, in a test medium (natural water), a solution of a conjugate of antispecies antibodies with liposomes containing water-soluble luminescent quantum dots - CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles is preliminarily prepared as follows.
На первом этапе методом гидратирования тонких пленок готовят липосомы, содержащие водорастворимые люминесцентными 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 синтезируют раствор конъюгата антивидовых антител с липосомами, содержащими квантовые точки.At the second stage, a solution of the conjugate of antispecies antibodies with liposomes containing quantum dots is synthesized.
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 4 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 20 µл раствора антивидовых антител в фосфатном буфере (pH 7.4-7.6). Затем добавляют 60 µл 3M 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°C 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 4 hours at room temperature. Excess glutaraldehyde is removed by dialysis for 2 days at 4 ° C. Then, 20 μl of a solution of antispecies antibodies in phosphate buffer (pH 7.4-7.6) is added dropwise with constant stirring for 2 hours at room temperature. Then 60 μl of 3M glycine in sodium hydroxide solution (pH 7.2) is added to block the remaining free aldehyde groups of glutaraldehyde on the surface of the liposomes. The resulting mixture was kept at 4 ° C with constant stirring. Excess unreacted components are removed by dialysis within 3 hours. The resulting conjugates were stored at 4 ° C.
К 1 мл анализируемой среды добавляют 25 мкл раствора специфичных к токсиканту - зераленону - моноклональных мышиных антител, перемешивают в течение 5 минут и пропускают через подготовленную аналогично примеру 1 колонку 1, после чего промывают колонку 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6), содержащим 0,05% Tween 20.To 1 ml of the analyzed medium, add 25 μl of a solution of toxicant specific - Zeralenone - monoclonal mouse antibodies, mix for 5 minutes and pass through column 1 prepared analogously to Example 1, after which column 1 is washed with phosphate buffer (pH 7.4 ÷ 7.6) containing 0 , 05% Tween 20.
Затем в колонку 1 вводят 100 мкл предварительно приготовленного раствора конъюгата антивидовых антител, химически связанных с липосомами, содержащими водорастворимые люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS (разведение 1/30 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), после чего осуществляют освещение носителя - слоя 2, содержащего люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 4 возбуждающего излучения, и регистрируют возникший в результате возбуждающего излучения уровень люминесценции, величина которого обратно пропорциональна концентрации токсиканта - зераленона - в анализируемой среде.Then, 100 μl of a pre-prepared solution of a conjugate of antispecies antibodies chemically coupled to liposomes containing water-soluble luminescent quantum dots — CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles (dilution 1/30 in phosphate buffer (pH 7.4–7.6)) are then introduced and incubated for 6 minutes, excess conjugate is removed by washing column 1 with phosphate buffer (pH 7.4–7.6), after which the carrier,
Пример 3Example 3
Для определения уровня токсиканта, например концентрации зераленона, в анализируемой среде (природной воде) предварительно приготовляют поэтапно раствор конъюгата зераленона с липосомами, содержащими гидрофобные люминесцентными квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, следующим образом.To determine the level of a toxicant, for example, the concentration of Zeralenone, in a test medium (natural water), a solution of Zeralenone conjugate with liposomes containing hydrophobic luminescent quantum dots - CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles is preliminarily prepared as follows.
На первом этапе 70 мг (94 µмоль) фосфолипидов (Lipoid S75) и 30 пмоль гидрофобных квантовых точек (λem = 577 nm) в толуоле (52 µл) растворяют в 1 мл хлороформа в круглодонной колбе (V=10 мл) при воздействии ультразвуком при температуре 4°C.At the first stage, 70 mg (94 μmol) of phospholipids (Lipoid S75) and 30 pmol of hydrophobic quantum dots (λem = 577 nm) in toluene (52 μl) are dissolved in 1 ml of chloroform in a round-bottom flask (V = 10 ml) when exposed to ultrasound at temperature 4 ° 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 4°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 4 ° 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 4°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 4 ° C.
На втором этапе осуществляют синтез конъюгата антивидовых антител с липосомами, содержащими гидрофобные квантовые точки.At the second stage, a conjugate of antispecies antibodies with liposomes containing hydrophobic quantum dots is synthesized.
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 20 µл раствора антивидовых антител в фосфатном буфере (pH 7.4-7.6). Затем добавляют 60 µл 3M 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°C 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, 20 μl of a solution of antispecies antibodies in phosphate buffer (pH 7.4-7.6) is added dropwise with constant stirring for 2 hours at room temperature. Then 60 μl of 3M glycine in sodium hydroxide solution (pH 7.2) is added to block the remaining free aldehyde groups of glutaraldehyde on the surface of the liposomes. The resulting mixture was kept at 4 ° C with constant stirring. Excess unreacted components are removed by dialysis within 3 hours. The resulting conjugates were stored at 4 ° C.
К 1 мл анализируемой среды добавляют 25 мкл раствора специфичных к токсиканту - зераленону - моноклональных мышиных антител, перемешивают в течение 5 минут и пропускают через подготовленную аналогично примеру 1 колонку 1, после чего промывают колонку 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6), содержащим 0,05% Tween 20.To 1 ml of the analyzed medium, add 25 μl of a solution of toxicant specific - Zeralenone - monoclonal mouse antibodies, mix for 5 minutes and pass through column 1 prepared analogously to Example 1, after which column 1 is washed with phosphate buffer (pH 7.4 ÷ 7.6) containing 0 , 05% Tween 20.
Затем в колонку 1 вводят 100 мкл предварительно приготовленного раствора конъюгата антивидовых антител, химически связанных с липосомами, содержащими гидрофобные люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, (разведение 1/30 в фосфатном буфере (pH 7.4÷7.6), и инкубируют в течение 10 минут. Избыток конъюгата удаляют путем промывания колонки 1 фосфатным буфером (рН7.4÷7.6), после чего осуществляют освещение носителя - слоя 2, содержащего люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 4 возбуждающего излучения, и регистрируют возникший в результате возбуждающего излучения уровень люминесценция, величина которого пропорциональна концентрации токсиканта - зераленона - в анализируемой среде.Then, 100 μl of a pre-prepared solution of a conjugate of antispecies antibodies chemically coupled to liposomes containing hydrophobic luminescent quantum dots — CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles (dilution 1/30 in phosphate buffer (pH 7.4–7.6)) was added and incubated for 10 minutes, excess conjugate is removed by washing column 1 with phosphate buffer (pH 7.4–7.6), after which the carrier,
Заявленное изобретение обеспечивает возможность определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проводимого в колонке тест-системы непрямого конкурентного 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 an indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay of a toxicant level in the column of the test system with a detection limit (sensitivity) of 1 ÷ 3 ng / ml.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013138679/15A RU2538707C1 (en) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | Method for determining level of toxicants in water, food products or physiological liquids, and test system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013138679/15A RU2538707C1 (en) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | Method for determining level of toxicants in water, food products or physiological liquids, and test system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2538707C1 true RU2538707C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53288169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013138679/15A RU2538707C1 (en) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | Method for determining level of toxicants in water, food products or physiological liquids, and test system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2538707C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2371726C1 (en) * | 2008-07-03 | 2009-10-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности РАСХН | Complex test-system of immuno-enzyme analysis (iea) for determination of level of antibodies to viral respiratory diseases of livestock |
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 |
-
2013
- 2013-08-21 RU RU2013138679/15A patent/RU2538707C1/en not_active IP Right Cessation
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 |
RU2371726C1 (en) * | 2008-07-03 | 2009-10-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности РАСХН | Complex test-system of immuno-enzyme analysis (iea) for determination of level of antibodies to viral respiratory diseases of livestock |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU2426779 C1, (Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство образования и науки Российской Федерации (RU), Государственное учебно-научное учреждение Биологический факультет Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова (RU)), 20.08.2011. BALMAND S. et al. Whole cell immobilized biosensors for toxicity assessment of a wastewater treatment plant treating phenolics containing waste. Anal. Chim. Acta, V.487, Iss. 1, 1 July 2003, p.61-74 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108474743B (en) | Optical detection of substances in fluids | |
US9475046B2 (en) | Method and device for immunoassay | |
JP6260541B2 (en) | An immunoassay to reduce the effects of impurities | |
EA013337B1 (en) | Method for rapid identifying mycotoxins | |
JPH08501146A (en) | Method for improving measurement accuracy in vanishing wave optical biosensor analysis | |
KR20130091644A (en) | Homogeneous chemiluminescence assay methods with increased sensitivity | |
CA2832010C (en) | A device for detecting an analyte | |
CN108700572A (en) | Method for the bile acid in the kit of the bile acid in quantitative Biosample and quantitative Biosample | |
KR20160134796A (en) | Glycated protein assay | |
CN103026230B (en) | Co-coupling to control reactivity of reagents in immunoassays | |
US20150198528A1 (en) | Assay detection system | |
JP6677284B2 (en) | Analyte detection method and lateral flow test strip | |
JP6605802B2 (en) | Microorganism detection method by immunoassay, sample treatment method for immunoassay, sample pretreatment solution for immunoassay, and immunochromatography test kit | |
RU2538707C1 (en) | Method for determining level of toxicants in water, food products or physiological liquids, and test system | |
JP4810639B2 (en) | Quantitative method using infrared fluorescent particles | |
US10871447B2 (en) | Bleaching of dyes in luminescent detection | |
JP4913454B2 (en) | Method for measuring vitamin concentration and method for measuring PCB concentration | |
RU2508553C1 (en) | Method for determining level of toxicants in water, food products or physiological liquids, and test system | |
Carter et al. | Rapid detection of aflatoxin B1 with immunochemical optrodes | |
RU2547577C1 (en) | Method of determining level of toxicants in water, food products or body fluids and test system | |
RU2005100042A (en) | SUITABLE FOR HIGH-PERFORMANCE SCREENING (HTS) METHOD AND TEST SYSTEM FOR DETERMINING THE INTERACTION BETWEEN C-REACTIVE PROTEIN AND RELATED TO C-REACTIVE PROTEIN COMPONENTS | |
RU2506586C1 (en) | Method to determine level of toxicants in water, food or physiological liquids and test system | |
JP7190196B2 (en) | Norovirus lateral flow analyzer using time-resolved fluorescence analysis and measurement method using the same | |
CN103712963B (en) | A kind of fluorescence analysis method and device | |
KR20240033262A (en) | Articles and methods for performing analysis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190822 |