RU2547577C1 - Method of determining level of toxicants in water, food products or body fluids and test system - Google Patents
Method of determining level of toxicants in water, food products or body fluids and test system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2547577C1 RU2547577C1 RU2013150297/15A RU2013150297A RU2547577C1 RU 2547577 C1 RU2547577 C1 RU 2547577C1 RU 2013150297/15 A RU2013150297/15 A RU 2013150297/15A RU 2013150297 A RU2013150297 A RU 2013150297A RU 2547577 C1 RU2547577 C1 RU 2547577C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carrier
- column
- level
- toxicants
- quantum dots
- Prior art date
Links
- 0 *CC1C(CCCCC2*(*)CCC2)C1 Chemical compound *CC1C(CCCCC2*(*)CCC2)C1 0.000 description 3
- JYGRMXYSBUHFOS-UHFFFAOYSA-N CC(CC1)CCC1S Chemical compound CC(CC1)CCC1S JYGRMXYSBUHFOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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 экстинкции раствора хромагента (RU 2014610 С1, G01N 33/53, 1994).A method is known from the prior art for carrying out 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 extinction reaction 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 С1, 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 качестве которого используют активированную твердую фазу физической сорбции - активированную пористую подложку с привитыми ковалентно связанными молекулами токсиканта, производят обработку носителя блокирующим раствором для закрытия на носителе оставшихся свободными мест неспецифического связывания, вносят тестируемые образцы, содержащие определенное количество предварительно введенных специфичных к токсиканту антител, при этом 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 the 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, a carrier is placed in the column of the test system as activated solid phase of physical sorption - an activated porous substrate grafted with covalently bound toxicant molecules in the carrier with a blocking solution to close the remaining non-specific binding sites on the carrier, test samples containing a certain amount of previously introduced toxicant-specific antibodies are introduced, and the carrier is treated with a conjugate-containing solution, which is used as a solution of a conjugate of antispecies antibodies chemically associated with luminescent quantum points or with liposomes containing luminescent quantum dots, and the level of toxicants is determined by light treated support exciting luminescence intensity radiation, excited in the quantum dots.
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, согласно изобретению носитель выполнен в виде активированной твердой фазы физической сорбции - активированной пористой подложки с привитыми ковалентно связанными молекулами токсиканта, при этом 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 is installed, according to the invention, the carrier is made in the form of an activated solid phase of physical sorption - an activated porous substrate with grafted with covalently bound toxicant molecules, while the column is equipped with a device for measuring the level of luminescence, including a source of exciting radiation and photoprint a focusing optical system is additionally 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 an excitation radiation source is connected through the stabilization unit, while the side walls of the column are made from transparent material for exciting and luminescent radiation.
Кроме того, между фотоприемником и фокусирующей оптической системой устройства для измерения уровня люминесценции может быть размещен светофильтр.In addition, a light filter can be placed between the photodetector and the focusing optical system of the device for measuring the luminescence level.
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, the invention is realized indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay, provides an increase in the intensity of the useful luminescence signal, back prop national concentration of toxins, which increases the sensitivity of the 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 представлен общий вид тест-системы.The drawing schematically shows a General view of the test system.
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 (фритта) 2 с привитыми - ковалентно связанными молекулами токсиканта-антигена, и устройство для измерения уровня люминесценции, включающее 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 установлена фокусирующая оптическая система 5 (например, собирающая линза F=5÷30 мм), а между фотоприемником 4 и фокусирующей оптической системой 5 может быть размещен светофильтр и светофильтр 6, спектр пропускания которого соответствуют спектру люминесценции. Выход фотоприемника 5 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 column 1 with side walls made of a material that is transparent to the exciting and luminescent radiation, in which the carrier is mounted in the form of an activated solid phase of physical sorption - an activated porous substrate (frit ) 2 with grafted - covalently bound molecules of the toxicant antigen, and a device for measuring the level of luminescence, including a source of 3 exciting radiation, for example, in the form of a set of LEDs with maximum emission wavelengths in the range 395–500 nm, and a photodetector 4 (photodiode), the spectral sensitivity range of which lies in the range 420–675 nm, and a focusing
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, pH=8,3). Затем 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 М хлорида натрия и инкубируют в течение 2-х часов при комнатной температуре. Остаток несвязавшегося токсиканта-антигена удаляют с помощью промывания пористой подложки 5 мл карбонатного буфера (pH=8,3), содержащего 0,1 М гидрокарбоната натрия и 0,1 М хлорида натрия. Для закрытия оставшихся свободными мест неспецифического связывания пористую подложку обрабатывают блокирующим раствором, в качестве которого используют 0,2 М раствор глицина в карбонатном буфере (pH=8,3), содержащем 0,1 М гидрокарбоната натрия и 0,1 М хлорида натрия, и перемешивают в течение 2 часов при комнатной температуре. После процедуры блокирования пористую подложку промывают последовательно 5 мл ацетатного буфера (0,1 М ацетата натрия, 0,5 моль хлорида натрия, pH=4,0) и 10 мл фосфатного буфера (pH=7.4÷7.6).The activated solid phase of physical sorption is prepared by treating (activating) for 15 minutes a porous substrate made of
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.
Предварительно 20 мкл раствора антивидовых антител в карбонатном буфере (0,1 М гидрокарбоната натрия, 0,1 М хлорида натрия, pH=8,3) сливают с 800 мкл 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 мкмоль), и перемешивают в течение 12 часов при температуре 4°C.Preliminary 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 μmol), and stirred for 12 hours at 4 ° C.
Затем ранее приготовленную пористую подложку 2 с привитыми - ковалентно связанными молекулами токсиканта-антигена помещают 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.Then, the previously prepared
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 (pH=7.4÷7.6), содержащим 0,05% Tween 20.25 μl of a solution of toxicant-zeralenone-specific monoclonal murine antibodies is added to 1 ml of the analyzed medium, mixed for 5 minutes and passed through column 1 prepared in the above manner, 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 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 носителя 2, содержащего люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 3 возбуждающего излучения, и регистрируют возникший в результате возбуждающего излучения уровень люминесценции, 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 luminescent quantum dots — CdSe / ZnS semiconductor nanoparticles (1/30 dilution in phosphate buffer (pH = 7.4–7.6) containing 0.05% Tween 20 and 0.2% bovine serum albumin), and incubated for 6 minutes. Excess conjugate is removed by washing column 1 with phosphate buffer (pH = 7.4–7.6) and
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 2 раствора конъюгата антивидовых антител с флуоресцентными метками - люминесцентными квантовыми точками из-за отсутствия специфических антител, связанных с помощью молекул зераленона, сорбированных на носителе 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 3 возбуждающего излучения люминесценция не возникает.Moreover, if in the analyzed medium the concentration of toxicant-zeralenone exceeds the concentration of specific antibodies added to the analyzed sample, which corresponds, for example, to the maximum permissible concentration of toxicant, then all specific antibodies are bound to the molecules of the toxicant-zelenone, and when 2 solutions are passed through the carrier conjugate of antispecies antibodies with fluorescent labels - luminescent quantum dots due to the absence of specific antibodies associated with Zeralenone molecules adsorbed on
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 2 и при пропускании через носитель 2 раствора конъюгата антивидовых антител с флуоресцентными метками - люминесцентными квантовыми точками происходит связывание специфических антител, связавшихся с молекулами зераленона, сорбированными на носителе 2, с содержащимися в конъюгате антивидовыми антителами, содержащими люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS. В результате при облучении носителя 2 источником 4 возбуждающего излучения возникает люминесценция, уровень которой обратно пропорционален концентрации токсиканта-зераленона в анализируемой среде.If the concentration of the toxicant-zeralenone in the analyzed medium 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 there is no toxicant-zeralenone in the analyzed medium, then binding of specific specific antibodies to the molecules toxicant-zeralenone adsorbed on the
При этом поступающий из носителя 2 суммарный световой фронт, состоящий из полезного сигнала люминесценции и паразитного сигнала возбуждающего излучения, фокусируется оптической системой 5, проходит через светофильтр 6, который ослабляет паразитный сигнал, и отфильтрованный суммарный световой фронт с выделенным полезным сигналом поступает 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, 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 3 возбуждающего излучения, нормируя посредством блока 11 стабилизации напряжение источника 3 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 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 люминесцентные 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 люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS. Для этого 70 мг (94 мкмоль) 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 мкмоль 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 μmol of 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 мкл раствора антивидовых антител в фосфатном буфере (pH=7.4-7.6). Затем добавляют 60 мкл 3М 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 непрореагировавших 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 add 60 μl of 3M glycine in sodium hydroxide solution (pH = 7.2) 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 20.25 μl of a solution of toxicant-zeralenone-specific monoclonal mouse antibodies is added to 1 ml of the analyzed medium, mixed for 5 minutes and passed 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 световым потоком, поступающим от источника 3 возбуждающего излучения, осуществляют освещение носителя 2, содержащего люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, и регистрируют возникший в результате возбуждающего излучения уровень люминесценции, 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 water-soluble luminescent quantum dots — semiconductor CdSe / ZnS 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
Пример 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.Example 3. To determine the level of toxicant, for example, the concentration of Zeralenone, in the analyzed medium (natural water), a phased 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 мкмоль) фосфолипидов (Lipoid S75) и 30 пмоль гидрофобных квантовых точек (λem=577 нм) в толуоле (52 мкл) 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
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 мкл раствора антивидовых антител в фосфатном буфере (pH=7.4-7.6). Затем добавляют 60 мкл 3М 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 непрореагировавших 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 add 60 μl of 3M glycine in sodium hydroxide solution (pH = 7.2) 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 20.25 μl of a solution of toxicant-zeralenone-specific monoclonal mouse antibodies is added to 1 ml of the analyzed medium, mixed for 5 minutes and passed 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 (pH=7.4÷7.6), после чего осуществляют освещение носителя 2, содержащего люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 3 возбуждающего излучения, и регистрируют возникший в результате возбуждающего излучения уровень люминесценции, 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 (1/30 dilution in phosphate buffer (pH = 7.4–7.6)) was added and incubated for 10 minutes The excess conjugate is removed by washing column 1 with phosphate buffer (pH = 7.4–7.6), after which the
Заявленное изобретение обеспечивает возможность определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проводимого в колонке тест-системы прямого 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 a direct 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 |
---|---|---|---|
RU2013150297/15A RU2547577C1 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Method of determining level of toxicants in water, food products or body fluids and test system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013150297/15A RU2547577C1 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Method of determining level of toxicants in water, food products or body fluids and test system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2547577C1 true RU2547577C1 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53296394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013150297/15A RU2547577C1 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Method of determining level of toxicants in water, food products or body fluids and test system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2547577C1 (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 |
-
2013
- 2013-11-12 RU RU2013150297/15A patent/RU2547577C1/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 |
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 (1)
Title |
---|
И.И. Леоненко и др. Методы определения нефтепродуктов в водах и других объектах окружающей среды (обзор). Методы и объекты химического анализа, 2010, т.5, N2, с.58-72 . Карагушева M.A., 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. N 1. С. 39-42. Басова Е.Ю. Неиструментальный 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. Москва. С. 11. БАСОВА ЕВГЕНИЯ ЮРЬЕВНА. Иммунохимические тест-методы определения токсикантов в продуктах питания и объектах окружающей среды. Автореферат диссертации. Саратов, 2010 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6260541B2 (en) | An immunoassay to reduce the effects of impurities | |
EP2694946B1 (en) | Optical chemical sensing device with pyroelectric or piezoelectric transducer | |
JPWO2015194350A1 (en) | Sandwich type assay using labeled lectin and kit therefor | |
US20220365092A1 (en) | A method for detecting an analyte | |
CN108700572A (en) | Method for the bile acid in the kit of the bile acid in quantitative Biosample and quantitative Biosample | |
Dvorakova et al. | An advanced conjugation strategy for the preparation of quantum dot-antibody immunoprobes | |
JP2012242162A (en) | Composite particle as indicator | |
JP6605792B2 (en) | Composite labeled particles, target substance detection method using the same, colloidal liquid and labeling reagent, and composite labeled particle manufacturing method | |
CN111398602A (en) | Method and reagent for detecting sugar chain-containing target substance, carrier for detection, and method for producing carrier for detection | |
RU2547577C1 (en) | Method of determining level of toxicants in water, food products or body fluids and test system | |
JP4810639B2 (en) | Quantitative method using infrared fluorescent particles | |
RU2538707C1 (en) | Method for determining level of toxicants in water, food products or physiological liquids, and test system | |
RU2506586C1 (en) | Method to determine level of toxicants in water, food or physiological liquids and test system | |
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 | |
WO2017001534A1 (en) | Bleaching of dyes in luminescent detection | |
JP7190196B2 (en) | Norovirus lateral flow analyzer using time-resolved fluorescence analysis and measurement method using the same | |
JP2004144687A (en) | Method for measuring substance | |
Holmquist et al. | Luminescence immunoassay of pollen allergens on air sampling polytetrafluoroethylene filters | |
JP5583644B2 (en) | Biosensor device and concentration measurement method using the same | |
JP2009288069A (en) | Target substance detection method | |
Ibragimova et al. | Optimized immonochromatographic system for antigen determination based on monoclonal antibody conjugates with quantum dots | |
US11549940B2 (en) | Method for detecting analyte | |
CN105705948B (en) | Apparatus and method for bioanalysis | |
Gong et al. | Diagnosis of nasopharyngeal carcinoma using an ultrasensitive immunoassay method based on nanoparticles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191113 |