RU2575840C2 - Способ проведения иммунохроматографического анализа, основанный на обратимой иммобилизации иммунореагентов в магнитном поле - Google Patents

Способ проведения иммунохроматографического анализа, основанный на обратимой иммобилизации иммунореагентов в магнитном поле Download PDF

Info

Publication number
RU2575840C2
RU2575840C2 RU2013148599/10A RU2013148599A RU2575840C2 RU 2575840 C2 RU2575840 C2 RU 2575840C2 RU 2013148599/10 A RU2013148599/10 A RU 2013148599/10A RU 2013148599 A RU2013148599 A RU 2013148599A RU 2575840 C2 RU2575840 C2 RU 2575840C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
immunoreagents
analytical
membrane
reagents
working
Prior art date
Application number
RU2013148599/10A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013148599A (ru
Inventor
Александр Евгеньевич Урусов
Алина Викторовна Петракова
Анатолий Виталиевич Жердев
Борис Борисович Дзантиев
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) filed Critical Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН)
Priority to RU2013148599/10A priority Critical patent/RU2575840C2/ru
Publication of RU2013148599A publication Critical patent/RU2013148599A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2575840C2 publication Critical patent/RU2575840C2/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу проведения иммунохроматографического анализа. Способ включает регистрацию окрашенных коллоидным маркером специфических комплексов антиген-антитело на поверхности рабочей мембраны. Используют обратимую иммобилизацию иммунореагентов в аналитических зонах рабочей мембраны, для чего иммуноспецифические реагенты конъюгируют с магнитными наноразмерными носителями и удерживают в аналитических зонах наложением магнитного поля, что дает возможность снять ограничения по иммобилизации реагентов на рабочих мембранах и проводить специфическую реакцию вне тест-полоски. Предложенное изобретение позволяет обеспечить наилучшее детектирование и оценку результата, а также повысить чувствительность метода. 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Description

Иммунохроматографический анализ нашел широкое распространение в различных областях медицины (тест-системы на антигены ряда патогенов и маркеры заболеваний), контроля качества пищевых и кормовых продуктов (тест-системы на микотоксины, антибиотики, пестициды), в решении ряда социальных проблем (определение наркотических соединений). Данный подход используется для анализа широкого круга антигенов различной природы (Koppen, R., М. Koch, et al. (2010). "Determination of mycotoxins in foods: current state of analytical methods and limitations." Applied Microbiology and Biotechnology 86(6):1595-1612; Maragos, С.M. and M. Busman (2010). "Rapid and advanced tools for mycotoxin analysis: a review." Food Additives and Contaminants: Part A 27(5): 688-700; Meulenberg, E. P. (2012). "Immunochemical methods for ochratoxin A detection: a review." Toxins 4(4): 244-266; Ngom, В., Y. Guo, et al. (2010). "Development and application of lateral flow test strip technology for detection of infectious agents and chemical contaminants: a review." Analytical and Bioanalytical Chemistry 397(3): 1113-1135).
Типичная иммунохроматографическая тест-система представляет собой мультимембранный композит с предварительно нанесенными реагентами (Рис. 1 А.Е. Урусов, С.Н. Костенко, П.Г. Свешников, А.В. Жердев, Б.Б. Дзантиев. Журнал аналитической химии. 2011, Том 66, №8, С.884-890). На поверхности рабочей мембраны иммобилизованы иммунореагенты (антитела либо антигены), отвечающие за формирование окрашенных контрольной и аналитических зон. Однако процесс иммобилизации иммунореагентов ограничен по объему реагентов, чувствителен к внешним факторам (природе и структуре реагента, присутствия примесей, среды и температурного режима иммобилизации). Сам анализ протекает исключительно на поверхности тест-полоски, из-за чего лимитирован как по объему реагентов (обычно менее 100 мкл), так и по времени взаимодействия.
Нами было предложено использовать схему иммобилизации специфических реагентов за счет магнитных наночастиц. Это позволит легко и точно задавать необходимую концентрацию целевых соединений в контрольной и аналитических зонах, не зависимую от условий иммобилизации и природы иммунореагентов. При этом не используется какое-либо специальное оборудование, кроме постоянного магнита (добавление которого несильно отразится на стоимости готового продукта). Использование магнитных носителей дает возможность проводить анализ вне тест-полоски, а за счет магнитного концентрирования задействовать большие объемы пробы. Отсутствие модификации поверхности мембраны дает возможность ее неоднократного использования.
Аналогом подобного решения может быть аналитическая система на основе микрофлюидики, когда на стадии специфического взаимодействия смесь магнитных частиц удерживается в микроканале, а детекция проводится на основании образующегося окрашенного продукта ферментативной реакции (Tekin Н.С., Gijs М.А.М. Ultrasensitive protein detection: a case for microfluidic magnetic bead-based assays. Lab on a Chip. - 2013. DOI: 10.1039/C3LC50477H). Однако такое решение, хотя и является более простым по части регенерации (вымывание из канала проходит проще, чем из пористой мембраны), требует сложного оборудования, ряда дополнительных реагентов и специальных детекторов для регистрации окраски жидкости в протоке микроканала. При этом микрофлюидная ячейка стоит на несколько порядков дороже тест-полоски (без нанесенных реагентов), что делает ее малодоступной для широкого использования.
Предлагаемая процедура анализа включает:
1) подготовку аналитической зоны тест-полоски;
2) измерение содержания целевого антигена в пробе;
3) (при необходимости) регенерацию тест-полоски.
Для подготовки аналитической зоны тест-полоску помещаем в штатив с зафиксированным постоянным магнитом (см. Рис. 2). В комплектацию тест-полоски не входят мембрана под образец и мембрана под конъюгат, а вместо них используются растворы конъюгата коллоидного маркера со специфическими антителами.
На нижний край мембраны наносим раствор магнитных частиц, конъюгированных с иммунореагентами (специфическими антителами или антигенами). Под действием капиллярных сил магнитные частицы движутся по тест-полоске, а под действием магнитного поля в аналитической зоне прекращают свое движение. Добавление избытка буфера позволяет сконцентрировать коллоидную суспензию в аналитической зоне. Процедура подготовки мембраны к первому определению может быть выполнена заранее, а готовые тест-системы - храниться в высушенном состоянии при комнатной температуре.
Для проведения анализа предварительно проводится инкубация конъюгата (окрашенный коллоидный маркер-специфические антитела) с анализируемой пробой. Аналитическая зона тест-полоски фиксируется магнитным полем, а на нижний край рабочей мембраны наносится приготовленный раствор анализируемой пробы с коллоидным маркером.
В зависимости от схемы реализуемого анализа происходит взаимодействие специфических реагентов в аналитической зоне с образованием окрашивания.
Данное методическое решение обладает существенными преимуществами по сравнению с традиционными подходами:
1) Значительно упрощается изготовление тест-системы, так как конъюгат магнитных частиц представляет собой отдельный легко характеризуемый реагент.
2) Проще контролировать количество и качество специфических компонентов в аналитической зоне тест-системы.
3) Использование смеси иммунореагентов позволяет проводить групп-специфичный анализ, исключая сложные задачи получения групп-специфичных антител или нанесения нескольких антител в одну контрольную зону.
Аналогами предлагаемой аналитической системы являются подходы по использованию крупных магнитных наночастиц в качестве метки (Xu Q., Xu Н., Gu Н., Li J., Wang Y., Wei M. Development of lateral flow immunoassay system based on superparamagnetic nanobeads as labels for rapid quantitative detection of cardiac troponin I. 2009. V. 29. №3. P. 702-707). Однако используемая в этой работе схема проведения анализа ничем не отличается от традиционной иммунохроматографии, за исключением использования в качестве маркера магнитных наночастиц. По интенсивности окраски описанное Xu и соавт. решение уступает традиционным подходам, а сами полоски используются однократно, в отличие от предлагаемой нами аналитической системы.
Эффективность предложенного в патенте подхода подтверждается представленным ниже примером.
Пример 1. Определение афлатоксина В1 иммунохроматографическим методом.
В аналитический набор, помимо тест-полоски, входят следующие компоненты:
- промывочный раствор (20 мМ раствор HCl с детергентом);
- рабочий буферный раствор (фосфатный буфер с детергентом);
- конъюгат коллоидного золота с антителами к афлатоксину В1;
- конъюгат магнитных частиц оксида железа с комплексом афлатоксин В1 - БСА;
- постоянный магнит размером 10×2×2 мм.
Тест-полоска представляет из себя расположенную на подложке рабочую мембрану и соприкасающуюся с ней впитывающую мембрану.
Анализ проводится следующим образом:
- анализируемая проба смешивается с конъюгатом специфические антитела-коллоидное золото и инкубируется в течение 5 минут. За это время происходит взаимодействие антигена в пробе с центрами связывания антител;
- тест-полоска устанавливается так, чтобы под аналитической зоной располагался постоянный магнит;
- на нижний край тест-полоски наносится раствор магнитных частиц и инкубируется в течение 2 минут;
- на нижний край тест-полоски наносится рабочий буферный раствор и инкубируется еще 5 минут, в результате на поверхности формируется различимая контрольная зона (слабое светло-коричневое окрашивание за счет магнитных наночастиц) - происходит обратимая иммобилизация магнитных сорбентов;
- на нижний край тест-полоски наносится смесь пробы с конъюгатом специфических антител и инкубируется еще 5 минут;
- на нижний край наносится рабочий буферный и инкубируется еще 7 минут;
- проводится детекция окрашивания;
- на нижнюю часть тест-полоски наносится промывочный раствор и инкубируется 3 минуты, процедура отмывки повторяется 3 раза.
Для количественной оценки связывания маркера тест-полоски сканировали на сканере Lide 90 (Canon) с разрешением 600 dpi, без автоматического контрастирования и цветокоррекции. На полученных цифровых изображениях выделяли прямоугольную область, захватывающую не менее чем 90% окрашенной зоны, и с помощью программы Total Lab (Nonlinear Dynamics, Великобритания) получали численное значение интенсивности окрашивания.
Результаты иммунохроматографического определения приведены в таблице 1. Как видно, предложенное решение позволяет проводить ряд измерений на одной тест-полоске без значительных изменений аналитического сигнала.
Технический результат:
1. упрощение процедуры нанесения и иммобилизации специфических реагентов в аналитических зонах тест-полоски (исключение использования сложного прецизионного оборудования для нанесения или подбора особых условий);
2. перемещение специфического комплекса в любое место мембраны для обеспечения наилучшего детектирования и оценки результата;
3. регулирование размера аналитической зоны (возможность концентрирования ее в узком диапазоне), что обеспечивает повышение чувствительности метода;
4. возможность проведения анализа в растворе (с участием всех иммунореагентов - аналита, окрашенного маркера и конъюгата магнитных частиц) и последующего детектирования образованных иммунных комплексов на мембране.
Краткое описание чертежей
На рис. 1 представлена схема организации тест-полоски для проведения конкурентного иммунохроматографического анализа. 1 - пластиковая основа, 2 - мембрана, адсорбирующая образец, 3 - подложка под конъюгат, 4 - рабочая мембрана, 5 - аналитическая зона, 6 - контрольная зона, 7 - конечная адсорбирующая мембрана, 8 - специфические антитела, 9 - частицы коллоидного золота, 10 - белок-носитель, 11 - антиген, 12 - антивидовые антитела.
На рис. 2 представлена схема иммунохроматографического анализа с использованием магнитного поля для формирования аналитической зоны. А - формирование аналитической зоны, Б - конкурентное взаимодействие, В - регенерация. 1 - магнитные частицы, 2 - конъюгат микотоксина с бычьим сывороточным альбумином (БСА), 3 - коллоидное золото, 4 - специфические антитела, 5 - рабочая мембрана, 6 - впитывающая мембрана, 6 - постоянный магнит.
Figure 00000001

Claims (1)

  1. Способ проведения иммунохроматографического анализа, включающий регистрацию окрашенных коллоидным маркером специфических комплексов антиген-антитело на поверхности рабочей мембраны, отличающийся обратимой иммобилизацией иммунореагентов в аналитических зонах рабочей мембраны, для чего иммуноспецифические реагенты конъюгируют с магнитными наноразмерными носителями и удерживают в аналитических зонах наложением магнитного поля, что дает возможность снять ограничения по иммобилизации реагентов на рабочих мембранах и проводить специфическую реакцию вне тест-полоски.
RU2013148599/10A 2013-10-31 Способ проведения иммунохроматографического анализа, основанный на обратимой иммобилизации иммунореагентов в магнитном поле RU2575840C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013148599/10A RU2575840C2 (ru) 2013-10-31 Способ проведения иммунохроматографического анализа, основанный на обратимой иммобилизации иммунореагентов в магнитном поле

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013148599/10A RU2575840C2 (ru) 2013-10-31 Способ проведения иммунохроматографического анализа, основанный на обратимой иммобилизации иммунореагентов в магнитном поле

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013148599A RU2013148599A (ru) 2015-05-10
RU2575840C2 true RU2575840C2 (ru) 2016-02-20

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2290641C1 (ru) * 2005-03-30 2006-12-27 Российская Федерация в лице Федерального государственного учреждения здравоохранения - Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт Федерального агентства по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения Способ проведения иммуноферментного анализа (ифа)
CN101676727A (zh) * 2008-09-17 2010-03-24 中国科学院生物物理研究所 检测蓖麻毒素的方法
CN101865924A (zh) * 2010-06-26 2010-10-20 上海交通大学 基于免疫磁珠联合酶联免疫吸附试验检测伏马毒素的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2290641C1 (ru) * 2005-03-30 2006-12-27 Российская Федерация в лице Федерального государственного учреждения здравоохранения - Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт Федерального агентства по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения Способ проведения иммуноферментного анализа (ифа)
CN101676727A (zh) * 2008-09-17 2010-03-24 中国科学院生物物理研究所 检测蓖麻毒素的方法
CN101865924A (zh) * 2010-06-26 2010-10-20 上海交通大学 基于免疫磁珠联合酶联免疫吸附试验检测伏马毒素的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XU Q. ET AL., Development of lateral flow immunoassay system based on superparamagnetic nanobeads as labels for rapid quantitative detection of cardiac troponin I, 2009, v. 29, N3, p. 702-707. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0465266B1 (en) Complementary visual signal immunoassay
CN105195243B (zh) 一种肌红蛋白定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片
US20100136566A1 (en) Lateral flow strip assay with immobilized conjugate
CN105229468A (zh) 具有可变对照线的用于快速检测的条带以及使用该条带的诊断试剂盒
KR102051345B1 (ko) 제어된 사이즈의 금 나노입자를 이용한 측면 흐름 분석-기반 바이오센서 및 b형 간염 바이러스를 진단하는 방법
CN100420947C (zh) 用单一捕获剂定量检测特异性分析物的方法及其试剂盒
US11714084B2 (en) Method and associated device for rapid detection of target biomolecules with enhanced sensitivity
RU191660U1 (ru) Иммунохроматографическая тест-полоска для проведения экспресс-метода определения четырех групп антибиотиков в молоке с исключением возможной фальсификации образца
US20210072235A1 (en) Method for diagnosing tuberculosis
Asiaei et al. Sensitivity and colour intensity enhancement in lateral flow immunoassay tests by adjustment of test line position
WO2007092302A2 (en) Test device for analyte detection
CN101243320B (zh) 采用带侧向迁移的免疫层析法的分析物检测
KR101451733B1 (ko) 아플라톡신 b1 검출용 표지물질 및 이를 포함한 아플라톡신 b1 검출용 키트
JP2001033454A (ja) 多孔質固相リガンド測定試験片上における被検物質の定量法および装置
KR20180123511A (ko) 이뮤노 크로마토그래피법 검사 디바이스의 시료 첨가부의 형성 방법 및 이뮤노 크로마토그래피법 검사 디바이스
RU2575840C2 (ru) Способ проведения иммунохроматографического анализа, основанный на обратимой иммобилизации иммунореагентов в магнитном поле
CA1332148C (en) Capillary flow device and double capture assay method
CN106526166A (zh) 猪肉中瘦肉精的快速检测
CN204903550U (zh) 一种犬细小病毒快速半定量免疫层析检测试剂盒
TWI876171B (zh) 糞便檢體之檢查方法及其免疫層析試驗片
JP2010060297A (ja) 免疫分析方法およびそれに用いる検体分析用具
CN106248668B (zh) 基于移动反应界面电泳滴定的定量酶联免疫吸附检测方法
JP3930970B2 (ja) 免疫学的検査方法および免疫学的検査用キット
Sharma et al. Identification of analyte of interest through lateral flow assay
JP2004301629A (ja) 呈色物測定方法