WO2022043147A1 - Diagnostic reagent for detection of sars-cov-2 antibodies - Google Patents

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Thomas MASETTO
Matthias Grimmler
Christian KOCHEM
Leoni WEY
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Diasys Diagnostic Systems Gmbh
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Abstract

The invention relates to a diagnostic reagent for detecting SARS-CoV-2 antibodies in a sample, and to a method for preparing said reagent.

Description

Diagnostisches Reagenz zum Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern Diagnostic reagent for the detection of SARS-CoV-2 antibodies
GEGENSTAND DER ERFINDUNG OBJECT OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft ein diagnostisches Reagenz zum Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern einer Probe sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Reagenz. The invention relates to a diagnostic reagent for detecting SARS-CoV-2 antibodies in a sample and a method for producing this reagent.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
SARS-CoV-2 ist ein Ende 2019 entdecktes Virus, das beim Menschen die Infektionskrankheit COVID-19 auslösen kann. COVID-19 zeichnet sich durch eine unspezifische Symptomatik, eine relativ lange Inkubationszeit und eine hohe Übertragbarkeit von Mensch zu Mensch bereits vor dem Auftreten von Krankheitssymptomen aus. In vielen Fällen entsteht im Verlauf der COVID-19 Erkrankung eine lebensgefährliche Pneumonie. SARS-CoV-2 is a virus discovered at the end of 2019 that can cause the infectious disease COVID-19 in humans. COVID-19 is characterized by non-specific symptoms, a relatively long incubation period and a high level of transmissibility from person to person even before symptoms of the disease appear. In many cases, life-threatening pneumonia develops during the course of the COVID-19 disease.
SARS-CoV-2 gehört zur Virusfamilie der Coronaviridae (Coronaviren). Hierbei handelt es sich um RNA-Viren mit einer Virushülle und einem Kapsid. SARS-CoV-2 belongs to the Coronaviridae (coronavirus) virus family. These are RNA viruses with a viral envelope and a capsid.
Charakteristisch für das Aussehen der Coronaviren sind über die Oberfläche der Virushülle hinausragende Strukturen (Spikes). Das Spike-Protein von SARS-CoV-2 umfasst eine Untereinheit (S1 ; Aminosäuren 13-685), in welcher die Rezeptor-Bindungs-Domäne (RBD; Aminosäuren 319-541) enthalten ist, mit der das Virus an eine Zelle andocken kann, sowie eine Untereinheit (S2; Aminosäuren 686-1273), die als Fusions-Protein die Verschmelzung von Virushülle und Zellmembran bewirkt. Ein weiteres Membranprotein auf der Außenseite der Virushülle von SARS-CoV-2 ist das Envelope-Protein (Envelope small membrane protein). Structures (spikes) that protrude beyond the surface of the virus envelope are characteristic of the appearance of the corona virus. The SARS-CoV-2 spike protein comprises a subunit (S1; amino acids 13-685) which contains the receptor-binding domain (RBD; amino acids 319-541) with which the virus can dock to a cell , and a subunit (S2; amino acids 686-1273) which, as a fusion protein, causes the viral envelope and cell membrane to fuse. Another membrane protein on the outside of the virus envelope of SARS-CoV-2 is the envelope protein (envelope small membrane protein).
Das ebenfalls in der Virushülle verankerte Membranprotein ist nach innen gerichtet. Im Inneren der Virushülle befindet sich ein Kapsid, das einen helikalen Nukleoproteinkomplex enthält. Dieser besteht aus dem Nukleocapsidprotein. Die zuverlässige Identifizierung mit SARS-CoV-2 infizierter Personen durch diagnostische Tests ist eine Grundvoraussetzung für die Feststellung des akuten Infektionsgeschehens und damit einhergehend der Herausarbeitung geeigneter Maßnahmen zur Eindämmung der SARS-CoV-2 Pandemie. Die Tests sind außerdem Grundlage für die adäquate Diagnose und Behandlung von Betroffenen, das Meldewesen, die Überwachung sowie für Screeningmaßnahmen. The membrane protein, which is also anchored in the virus envelope, is directed inwards. Inside the virus envelope is a capsid containing a helical nucleoprotein complex. This consists of the nucleocapsid protein. The reliable identification of people infected with SARS-CoV-2 through diagnostic tests is a basic requirement for determining the acute course of infection and, associated with this, for the development of suitable measures to contain the SARS-CoV-2 pandemic. The tests are also the basis for the adequate diagnosis and treatment of those affected, reporting, monitoring and screening measures.
Neben dem direkten Virusnachweis mittels Polymerase-Kettenreaktionstest (PCR) kann eine Infektion auch indirekt mit Hilfe der im Körper gebildeten spezifischen Antikörper gegen SARS- CoV-2 nachgewiesen werden. Diese immunologischen Tests bieten den Vorteil, dass auch überstandene Infektionen nachgewiesen werden können, d.h. eine Aussage zum spezifischen Antikörperstatus getroffen werden kann. Dies kann beispielsweise dazu dienen, die Impfeffizienz bzw. den Impfstatus einer Person zu überprüfen. In addition to direct virus detection using a polymerase chain reaction test (PCR), an infection can also be detected indirectly using the specific antibodies against SARS-CoV-2 produced in the body. These immunological tests offer the advantage that infections that have been overcome can also be detected, i.e. a statement on the specific antibody status can be made. This can be used, for example, to check the vaccination efficiency or vaccination status of a person.
Für den Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern sind bereits Verfahren bekannt, die auf einer enzymatischen Farbreaktion basieren. Bei diesen sogenannten „Enzyme-Iinked Immunosorbent Assays“ (ELISA) wird zunächst eine Mikrotiterplatte mit einem Antigen des Virus versehen. Nach Zugabe der Probe koppeln darin enthaltene Antikörper gegen SARS-CoV-2 an das Antigen. Methods based on an enzymatic color reaction are already known for the detection of SARS-CoV-2 antibodies. In these so-called "enzyme-linked immunosorbent assays" (ELISA), a microtiter plate is first provided with an antigen of the virus. After adding the sample, the antibodies against SARS-CoV-2 contained therein couple to the antigen.
Im Anschluss erfolgt die Zugabe von sekundären Antikörpern, die eine Spezifität für die gebundenen Antikörper haben und an die ein Enzym gekoppelt ist. Abschließend erfolgt die Zugabe eines Substrats für das Sekundärantikörper gekoppelte Enzym. Die Konzentration des bei der Umsetzung des Substrats entstehenden Farbstoffes ermöglicht den Rückschluss auf die ursprüngliche Konzentration des gesuchten Antikörpers in der untersuchten Lösung durch photometrische Methoden. This is followed by the addition of secondary antibodies that have a specificity for the bound antibodies and to which an enzyme is coupled. Finally, a substrate for the secondary antibody-coupled enzyme is added. The concentration of the dye formed during the conversion of the substrate allows conclusions to be drawn about the original concentration of the antibody sought in the solution being examined using photometric methods.
Allerdings erfordern entsprechende ELISAs einen hohen Abarbeitungsaufwand, d.h. viele Pipettier- und Waschschritte, sodass diese zeitlich aufwändig sind. Darüber hinaus erfordern Sie eine Vielzahl spezieller Instrumente, sodass die Durchführung von ELISAs nicht in jedem Analyselabor ohne weiteres möglich ist. Zudem ist die Assayentwicklung verhältnismäßig aufwändig und es besteht das Risiko einer begrenzten Antikörperreaktivität, da die Bindung des Enzyms an den Antikörper die räumliche Verfügbarkeit von Stellen auf dem Antikörper, die an das Antigen binden sollen, einschränken kann. However, corresponding ELISAs require a high processing effort, i.e. many pipetting and washing steps, so that these are time-consuming. In addition, they require a large number of special instruments, so that the performance of ELISAs is not readily possible in every analysis laboratory. In addition, assay development is relatively laborious and there is a risk of limited antibody reactivity since binding of the enzyme to the antibody can limit the spatial availability of sites on the antibody intended to bind to the antigen.
Bekannt sind auch sogenannte „Elektrochemilumineszenz-Immunoassays“ (ECLIA), wie beispielsweise das Immunoassay Elecsys® der Firma Hoffmann La Roche AG, Basel, bei dem ein rekombinantes Antigen des Nukleocapsid-(N-)Proteins zum Nachweis von SARS-CoV-2- Antikörpern eingesetzt wird. So-called “electrochemiluminescent immunoassays” (ECLIA), such as the Elecsys® immunoassay from Hoffmann La Roche AG, Basel, are also known a recombinant antigen of the nucleocapsid (N) protein is used to detect SARS-CoV-2 antibodies.
Das Messprinzip von ECLIAs beruht auf chemischen Verbindungen, welche leicht an einer Elektrode zu oxidieren und im Anschluss mittels zyklischer Voltammetrie zu reduzieren sind. Bei geeigneter Spannung ist die Reduktion exotherm genug, um die Verbindung in einen angeregten, Photonen emittierenden Zustand zu versetzen. Diese Emission wird photometrisch verfolgt. Durch die Antikörperbindung wird der enge Kontakt an die Elektrode unterbunden und somit eine Veränderung der Emission erzielt. Zumeist werden an den zu bestimmenden Immunkomplex Rutheniumkomplexe wie Ruthenium-(ll)-tris(bipyridyl)2+ als Tracer gebunden. The measuring principle of ECLIAs is based on chemical compounds that are easy to oxidize on an electrode and then reduce using cyclic voltammetry. At the appropriate voltage, the reduction is sufficiently exothermic to place the compound in an excited, photon-emitting state. This emission is monitored photometrically. The binding of antibodies prevents close contact with the electrode and thus changes the emission. In most cases, ruthenium complexes such as ruthenium-(II)-tris(bipyridyl) 2+ are bound as tracers to the immune complex to be determined.
Die ECLIA-Reagenzien sind meist aufwändig und teuer herzustellen. Im Übrigen weisen die in ECLIA und/oder ELISA Immunoassays verwendeten sensiblen Reagenzien oft nur eine begrenzte Stabilität auf. The ECLIA reagents are usually complex and expensive to produce. Furthermore, the sensitive reagents used in ECLIA and/or ELISA immunoassays often have only limited stability.
Sowohl die ELISA- als auch die ECLIA-Methode erfordern methodenspezifisches Equipment sowie einen hohen Personalaufwand. Beides steht in vielen klinisch-chemischen Laboren entweder gar nicht, oder angesichts eines hohen Probenaufkommens in der Pandemie nur in unzureichendem Umfang zur Verfügung. Both the ELISA and the ECLIA method require method-specific equipment and high personnel costs. Both of these are either not available at all in many clinical chemistry laboratories, or only to an insufficient extent due to the high volume of samples during the pandemic.
AUFGABE TASK
Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung daher darin, einen Antikörpertest für den Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern in einer Probe bereitzustellen, der in großen Mengen kostengünstig und reproduzierbar hergestellt werden kann, der kein methodenspezifisches Equipment und nur einen geringen Arbeitsaufwand erfordert, eine hohe Stabilität des Reagenzes sowie eine hohe Spezifität aufweist und in praktisch allen klinischchemischen Laboren eingesetzt werden kann. Against this background, the object of the present invention was therefore to provide an antibody test for the detection of SARS-CoV-2 antibodies in a sample, which can be produced in large quantities in a cost-effective and reproducible manner, which requires no method-specific equipment and only a small amount of work , high reagent stability and high specificity and can be used in practically all clinical chemistry laboratories.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DESCRIPTION OF THE INVENTION
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein diagnostisches Reagenz zum Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern in einer Probe, wobei das Reagenz eine wässrige Suspension von oberflächenmodifizierten Polymerpartikeln mit mindestens einem kovalent an diese gebundenem Protein aufweist, wobei das mindestens eine kovalent gebundene Protein einen zu einem a) immunogenen Protein von SARS-CoV-2 oder b) einem Fragment eines immunogenen Proteins von SARS-CoV-2, das bi) einen homologen Sequenzabschnitt der Region Binding Domain oder der N- Terminal Domain des Spike-Proteins mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 % aufweist und/oder bz) das mindestens 50 % der Anzahl der Aminosäuren des entsprechenden immunogenen Proteins von SARS-CoV-2 aufweist, homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 % aufweist. This object is achieved according to the invention by a diagnostic reagent for detecting SARS-CoV-2 antibodies in a sample, the reagent having an aqueous suspension of surface-modified polymer particles with at least one protein covalently bound to them, the at least one covalently bound protein having a one a) immunogenic protein from SARS-CoV-2 or b) a fragment of an immunogenic protein from SARS-CoV-2, the bi) a homologous sequence section of the binding domain region or the N-terminal domain of the spike protein with a sequence match > 80 % and/or bz) which has at least 50% of the number of amino acids of the corresponding immunogenic protein of SARS-CoV-2, has a homologous sequence section with a sequence identity >80%.
Das hier beanspruchte diagnostische Reagenz ist zum Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern mit einem photometrischen Detektionssystem geeignet. Vorzugsweise ist das diagnostische Reagenz zum Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern nach dem PETIA-Verfahren geeignet. The diagnostic reagent claimed here is suitable for detecting SARS-CoV-2 antibodies with a photometric detection system. The diagnostic reagent is preferably suitable for detecting SARS-CoV-2 antibodies using the PETIA method.
Die Erfindung umfasst daher auch ein photometrisches Verfahren, vorzugsweise ein PETIA- Verfahren, zum Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern unter Verwendung des erfindungsgemäßen diagnostischen Reagenzes. The invention therefore also includes a photometric method, preferably a PETIA method, for detecting SARS-CoV-2 antibodies using the diagnostic reagent according to the invention.
Bei dem erfindungsgemäßen Assay handelt es sich um ein homogenes Assay, das zum Nachweis von SARS-CoV-2 mittels photometrischem Detektionssystem geeignet ist. Das erfindungsgemäße Assay kann daher im PETIA-Verfahren eingesetzt werden. The assay according to the invention is a homogeneous assay that is suitable for detecting SARS-CoV-2 using a photometric detection system. The assay according to the invention can therefore be used in the PETIA method.
Beim „PETIA-Verfahren“ (Particle Enhanced Turbidimetric Immuno Assay) erfolgt eine turbidi- metrische Auswertung über die Abnahme der Transmission von Licht durch die Reaktionsflüssigkeit. Je mehr Antikörper in einer Probe enthalten sind, desto stärker ist die zwischen den mit dem mindestens einen Protein besetzten Partikeln auftretende Agglutination, was zu einer stärkeren Trübung der Flüssigkeit und damit zu einer Abnahme der Transmission führt. Es ist also kein zusätzliches Enzym oder andere Hilfsmittel zur Detektion erforderlich, und die Messung kann mit einem einfachen Photometer-System, wie es in praktisch jedem diagnostischen Labor vorhanden ist, erfolgen. Andere heterogene Assay-Verfahren wie CLIA erfordern hingegen die Verwendung einer Vielzahl verschiedener Reagenzien und Aufarbeitungsschritte. Daher werden in diesen Verfahren üblicherweise Partikel einer Größe > 1000 nm eingesetzt, damit der Materialverlust bei den notwendigen mehrfachen Waschschritten gering ist. Das hier beanspruchte diagnostische Reagenz dient zum Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern. Dies umfasst sowohl den qualitativen als auch den quantitativen Nachweis, also zum einen den Nachweis, ob SARS-CoV-2-Antikörper in einer Probe enthalten sind und gegebenenfalls den Nachweis, wie hoch der Gesamtgehalt von SARS-CoV-2-Antikörpern in der Probe ist. In the “PETIA method” (Particle Enhanced Turbidimetric Immuno Assay), a turbidimetric evaluation is carried out via the decrease in the transmission of light through the reaction liquid. The more antibodies are contained in a sample, the greater the agglutination occurring between the particles occupied by the at least one protein, which leads to greater turbidity of the liquid and thus to a reduction in transmission. No additional enzyme or other means of detection are required, and the measurement can be carried out with a simple photometer system, which is available in practically every diagnostic laboratory. In contrast, other heterogeneous assay methods such as CLIA require the use of a large number of different reagents and work-up steps. For this reason, particles with a size of >1000 nm are usually used in these processes, so that the loss of material during the necessary multiple washing steps is low. The diagnostic reagent claimed here is used to detect SARS-CoV-2 antibodies. This includes both qualitative and quantitative detection, i.e. detection of whether a sample contains SARS-CoV-2 antibodies and, if necessary, detection of the total content of SARS-CoV-2 antibodies in the sample is.
„Qualitativer Nachweis“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass über die Abnahme der Transmission bei Vermessung der Mischung aus diagnostischem Reagenz und Probe auf die Gegenwart von SARS-CoV-2 Antikörper-Molekülen, die an den Polymerpartikeln gebunden werden, geschlossen werden kann und hieraus Rückschlüsse auf die Gegenwart an SARS- CoV-2 spezifischem Antikörper in der Probe gezogen werden können. "Qualitative detection" in this context means that the decrease in transmission when measuring the mixture of diagnostic reagent and sample indicates the presence of SARS-CoV-2 antibody molecules that are bound to the polymer particles and conclusions can be drawn from this can be drawn on the presence of SARS-CoV-2 specific antibodies in the sample.
„Quantitativer Nachweis“ bedeutet im Vergleich hierzu, dass über die Abnahme der Transmission auf die Menge an SARS-CoV-2 Antikörper-Molekülen, die an den Polymerpartikeln gebunden werden, geschlossen werden kann und hieraus Rückschlüsse auf die Menge an SARS-CoV-2 Antikörper in der Probe gezogen werden können. Besonders bevorzugt dient das erfindungsgemäße diagnostische Reagenz zum Nachweis des SARS-CoV-2 Gesamtantikörpergehalts einer Probe. In comparison, "quantitative detection" means that the decrease in transmission allows conclusions to be drawn about the amount of SARS-CoV-2 antibody molecules that are bound to the polymer particles and from this conclusions about the amount of SARS-CoV-2 Antibodies can be drawn in the sample. The diagnostic reagent according to the invention is particularly preferably used to detect the total SARS-CoV-2 antibody content of a sample.
Unter einer „Probe“ wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung jedes für Zwecke der Analyse aufbereitete Material verstanden, das einen zu analysierenden Anteil an SARS- CoV-2 Antikörpern enthält oder enthalten könnte. In the context of the present invention, a “sample” is understood to mean any material prepared for analysis purposes that contains or could contain a proportion of SARS-CoV-2 antibodies to be analyzed.
In den meisten Fällen wird es sich bei der Probe um eine Probe von frischem Vollblut handeln, das für Zwecke der Durchführung der Analyse gegebenenfalls entsprechend aufbereitet wurde. Von der vorliegenden Erfindung umfasst sind jedoch auch andere flüssige Proben, die SARS-CoV-2 Antikörper enthalten können, wie z.B. Standardlösungen und Kalibratoren. In most cases, the sample will be a sample of fresh whole blood, which may have been appropriately processed for purposes of performing the analysis. However, other liquid samples that may contain SARS-CoV-2 antibodies, such as standard solutions and calibrators, are also encompassed by the present invention.
Unter „immunogenen Proteinen von SARS-CoV-2“ werden im Sinne der Erfindung alle immu- nogenen viralen Proteine von SARS-CoV-2 verstanden, die in der Lage sind, eine Immunantwort im menschlichen Körper auszulösen. In the context of the invention, “immunogenic proteins from SARS-CoV-2” are understood to mean all immunogenic viral proteins from SARS-CoV-2 that are able to trigger an immune response in the human body.
Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist das immunogene Protein von SARS- CoV-2 ausgewählt unter den in der folgenden Tabellen angegebenen Proteinen. In certain embodiments of the invention, the SARS-CoV-2 immunogenic protein is selected from the proteins listed in the following tables.
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ERSATZBLATT (REGEL 26) Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist das immunogene Protein ein virusspe- zifisches Strukturprotein, wobei unter virusspezifischen „Strukturproteinen“ hier virusspezifi- sche Proteine mit Gerüstfunktion und/oder mit Andockfunktion verstanden werden. Im Sinne der Erfindung sind die virusspezifischen Strukturproteine bei SARS-CoV-2 das Spike-Protein, das Membran-Protein, das Envelope small membrane protein sowie das Nukleocapsidprotein. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) In certain embodiments of the invention, the immunogenic protein is a virus-specific structural protein, virus-specific “structural proteins” being understood here to mean virus-specific proteins with a scaffolding function and/or with a docking function. According to the invention, the virus-specific structural proteins in SARS-CoV-2 are the spike protein, the membrane protein, the envelope small membrane protein and the nucleocapsid protein.
Die Polymerpartikel liegen bei dem erfindungsgemäßen Reagenz in einer wässrigen Suspension vor. Der Begriff „wässrige Suspension“ bezeichnet in diesem Zusammenhang eine Aufschlämmung der mit dem Protein beladenen Polymerpartikel in Wasser bzw. einer wässrigen Lösung, in der vorzugsweise Zucker, Zuckeralkohol und/oder Puffersubstanzen gelöst sind. Der Begriff „Suspension“ ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eng auszulegen und bedeutet, dass nahezu alle Partikel in der wässrigen Phase schweben und nicht se- dimentiert sind. Eine Suspension im Sinne der vorliegenden Erfindung liegt daher dann vor, wenn wenigstens 95 %, wenigstens 96 %, wenigstens 97 %, wenigstens 98 % oder gar wenigstens 99 % der Polymerpartikel frei und monomer schwebend vorliegen. In the reagent according to the invention, the polymer particles are present in an aqueous suspension. In this context, the term “aqueous suspension” denotes a suspension of the polymer particles loaded with the protein in water or an aqueous solution in which preferably sugar, sugar alcohol and/or buffer substances are dissolved. The term “suspension” is to be interpreted narrowly in connection with the present invention and means that almost all particles are floating in the aqueous phase and are not sedimented. A suspension within the meaning of the present invention is therefore present when at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98% or even at least 99% of the polymer particles are free and monomerically floating.
Die erfindungsgemäßen diagnostischen Reagenzien können sehr einfach auf allen üblichen chemischen Analyzerplattformen eingesetzt werden, da die Bestimmung der Reaktivität lediglich die Messung der Absorption erfordert. Sie können daher in nahezu allen Analysenlabors, auch den weniger gut ausgestatteten ohne instrumentellen Mehraufwand, eingesetzt werden. The diagnostic reagents according to the invention can be used very easily on all standard chemical analyzer platforms since the determination of the reactivity only requires the measurement of the absorbance. They can therefore be used in almost all analytical laboratories, even those that are less well equipped, without additional instrumental effort.
Die erfindungsgemäßen Reagenzien zeichnen sich durch einen über die Laufzeit des Reagenzes nahezu konstanten Reagenzleerwert aus. Beides wird durch die hohe kolloidale Stabilität der Partikel bedingt. Die erfindungsgemäßen Reagenzien können daher über längere Zeit problemlos gelagert werden. Aufgrund des vergleichsweise einfachen Herstellverfahrens können die erfindungsgemäßen Reagenzien zudem sehr kostengünstig und schnell in großer Stückzahl hergestellt werden. The reagents according to the invention are distinguished by a reagent blank value which is almost constant over the lifetime of the reagent. Both are due to the high colloidal stability of the particles. The reagents according to the invention can therefore be stored for a long period of time without any problems. Due to the comparatively simple production process, the reagents according to the invention can also be produced in large numbers very quickly and inexpensively.
Weiterhin zeichnet sich das erfindungsgemäße diagnostische Reagenz durch eine hohe Lagerstabilität aus. Furthermore, the diagnostic reagent according to the invention is characterized by a high storage stability.
Die hohe Lagerstabilität drückt sich unter anderem darin aus, dass die Trübung der Suspension auch nach mehreren Monaten im Vergleich zum Ausgangswert stabil ist. Insbesondere zeichnet sich die Suspension der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass die Absorption der Suspension bei 660 nm innerhalb von 20, 30, 60 oder gar 90 Tagen ab dem Zeitpunkt der Herstellung der Suspension um weniger als 5 % vom Ausgangswert am Tag Null abweicht. Bei bestimmten Ausführungsformen beträgt die Abweichung sogar weniger als 3 % oder gar weniger als 2 %. Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist die geringe Abweichung im Trübungsgrad innerhalb der vorgenannten Zeiträume auch bei anderen Wellenlängen im Bereich von 340 bis 800 nm messbar. The high storage stability is expressed, among other things, in the fact that the turbidity of the suspension is stable compared to the initial value even after several months. In particular, the suspension of the present invention is characterized in that the absorption of the suspension at 660 nm deviates by less than 5% from the initial value on day zero within 20, 30, 60 or even 90 days from the time the suspension was prepared. In certain embodiments, the deviation is even less than 3% or even less than 2%. In certain embodiments of the invention, the slight deviation in the degree of turbidity within the aforementioned periods of time can also be measured at other wavelengths in the range from 340 to 800 nm.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das immunogene Protein von SARS- CoV-2 oder dessen Fragment, zu dem das mindestens eine kovalent gebundene Protein einen homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 % aufweist, das Nu- cleocapsidprotein, das Membran-Protein, oder das Spike-Protein, vorzugsweise das Spike- Protein. Da das Spike-Protein besonders charakteristisch für SARS-CoV-2 ist, d.h. hier eine hohe Abweichung in der Sequenzfolge im Vergleich zu anderen Coronaviren besteht, sind erfindungsgemäße diagnostische Reagenzien, die auf Wechselwirkungen mit diesem Protein oder mit einem Fragment dieses Proteins basieren, besonders spezifisch. In a preferred embodiment of the invention, the immunogenic protein of SARS-CoV-2 or its fragment, to which the at least one covalently bound protein has a homologous sequence section with a sequence identity >80%, is the nucleocapsid protein, the membrane protein, or the spike protein, preferably the spike protein. Since the spike protein is particularly characteristic of SARS-CoV-2, ie there is a high deviation in the sequence order compared to other corona viruses, diagnostic reagents according to the invention that are based on interactions with this protein or with a fragment of this protein are special specific.
Die Sequenzübereinstimmung des mindestens einen kovalent gebundenen Proteins zu dem immunogenen Protein von SARS-CoV-2 oder dessen Fragment ist vorzugsweise S 80 %, vorzugsweise S 85 %, noch bevorzugter 90 %, noch stärker bevorzugt S 95 und am bevorzugtesten > 98 %. The sequence identity of the at least one covalently bound protein to the immunogenic protein of SARS-CoV-2 or its fragment is preferably ≧80%, preferably ≦85%, more preferably 90%, even more preferably ≦95 and most preferably >98%.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das mindestens eine kovalent gebundene Protein einen zu einem immunogenen Protein von SARS-CoV-2 homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 %, vorzugsweise S 85 %, noch bevorzugter 90 %, noch stärker bevorzugt > 95 und am bevorzugtesten > 98 % auf. Besonders bevorzugt weist das mindestens eine kovalent gebundene Protein einen zu dem Spike-Protein homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 %, vorzugsweise > 85 %, noch bevorzugter > 90 %, noch stärker bevorzugt > 95 und am bevorzugtesten > 98 % auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsführungsform weist das mindestens eine kovalent gebundene Protein einen zu dem Nucleocapsidprotein homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 %, vorzugsweise > 85 %, noch bevorzugter > 90 %, noch stärker bevorzugt > 95 und am bevorzugtesten > 98 % auf. In a preferred embodiment, the at least one covalently bound protein has a sequence section homologous to an immunogenic protein of SARS-CoV-2 with a sequence identity > 80%, preferably ≧85%, more preferably 90%, even more preferably >95 and most preferably > 98% up. Particularly preferably, the at least one covalently bound protein has a sequence section homologous to the spike protein with a sequence identity >80%, preferably >85%, more preferably >90%, even more preferably >95 and most preferably >98%. In a further preferred embodiment, the at least one covalently bound protein has a sequence section homologous to the nucleocapsid protein with a sequence identity >80%, preferably >85%, more preferably >90%, even more preferably >95 and most preferably >98%.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform stimmt das mindestens eine kovalent gebundene Protein in der Sequenzlänge mit dem immunogenen Protein von SARS-CoV-2 oder dem Fragment des immunogenen Proteins von SARS-CoV-2, zu dem es einen homologen Sequenzabschnitt aufweist, im Wesentlichen überein, wobei im Wesentlichen übereinstimmen bedeutet, dass die Differenz der Anzahl der Aminosäuren bezogen auf die Anzahl der Aminosäuren des Proteins mit der höheren Anzahl von Aminosäuren < 20 %, vorzugsweise < 15 %, noch bevorzugter < 10 %, noch stärker bevorzugt < 5 %, und am bevorzugtesten < 2 %, ist. Besonders bevorzugt ist die Sequenzübereinstimmung in diesem Fall 80 %, vorzugsweise 85 %, noch bevorzugter 90 %, noch stärker bevorzugt 95 und am bevorzugtesten 98 %. Durch eine geringe Abweichung in Länge und Homologie wird die Erkennung der Antikörper verbessert und dadurch die Sensitivität des erfindungsgemäßen diagnostischen Reagenz erhöht. In a particularly preferred embodiment, the sequence length of the at least one covalently bound protein is essentially the same as that of the immunogenic protein of SARS-CoV-2 or the fragment of the immunogenic protein of SARS-CoV-2, to which it has a homologous sequence segment, where essentially match means that the difference in the number of amino acids based on the number of amino acids of the protein with the higher number of amino acids is <20%, preferably <15%, more preferably <10%, even more preferably <5%, and most preferably <2%. In this case, the sequence identity is particularly preferably 80%, preferably 85%, even more preferably 90%, even more preferably 95% and most preferably 98%. A slight deviation in length and homology improves the detection of the antibodies and thereby increases the sensitivity of the diagnostic reagent according to the invention.
Besonders bevorzugt ist das mindestens eine kovalent gebundene Protein im Wesentlichen in der Sequenzlänge mit dem Spike-Protein übereinstimmend und weist einen zu diesem Protein homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 %, vorzugsweise 85 %, noch bevorzugter > 90 %, noch stärker bevorzugt > 95 % und am bevorzugtesten > 98 % auf. Besonders bevorzugt ist das mindestens eine kovalent gebundene Protein das Spike- Protein. Particularly preferably, the at least one covalently bound protein is essentially the same as the spike protein in terms of sequence length and has a sequence section homologous to this protein with a sequence identity > 80%, preferably 85%, more preferably > 90%, even more preferably > 95 % and most preferably > 98%. The at least one covalently bound protein is particularly preferably the spike protein.
Besonders bevorzugt stimmt das mindestens eine kovalent gebundene Protein in der Sequenzlänge mit dem Nucleocapsidprotein im Wesentlichen überein und weist weiter bevorzugt einen zu diesem Protein homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 %, vorzugsweise 85 %, noch bevorzugter 90 %, noch stärker bevorzugt S 95 % und am bevorzugtesten 98 % auf. Besonders bevorzugt ist das mindestens eine kovalent gebundene Protein das Nucleocapsidprotein. Particularly preferably, the at least one covalently bound protein essentially has the same sequence length as the nucleocapsid protein and more preferably has a sequence segment homologous to this protein with a sequence identity >80%, preferably 85%, more preferably 90%, even more preferably ≦95% and most preferably 98%. The at least one covalently bound protein is particularly preferably the nucleocapsid protein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das mindestens eine kovalent gebundene Protein einen zu einem Fragment eines immunogenen Proteins von SARS-CoV-2 homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 %, vorzugsweise > 85 %, noch bevorzugter > 90 %, noch stärker bevorzugt > 95 % und am bevorzugtesten > 98 % auf. In a further preferred embodiment, the at least one covalently bound protein has a sequence section homologous to a fragment of an immunogenic protein of SARS-CoV-2 with a sequence identity > 80%, preferably > 85%, more preferably > 90%, even more preferably > 95 % and most preferably > 98%.
Das Fragment weist in einer bevorzugten Ausführung einen zur Region Binding Domain (RBD; Aminosäuren 319-541) oder der N-Terminal Domain (NTD; Aminosäuren 1 -290) des Spike- Proteins homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 %, vorzugsweise > 85 %, noch bevorzugter > 90 % und am bevorzugtesten > 95 % auf. Diese beiden Abschnitte sind besonders charakteristisch für SARS-CoV-2 und erfindungsgemäße diagnostische Reagenzien, die auf Wechselwirkungen mit diesen Sequenzabschnitten basieren, sind daher besonders spezifisch. In einer anderen bevorzugten Ausführung weist das Fragment eine Mindestlänge auf, nämlich mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 60 %, bevorzugter mindestens 70 %, noch bevorzugter mindestens 80 %, und am bevorzugtesten mindestens 90 % der Anzahl der Aminosäuren des entsprechenden Fragments des immunogenen Proteins von SARS-CoV-2. In a preferred embodiment, the fragment has a sequence section homologous to the binding domain region (RBD; amino acids 319-541) or the N-terminal domain (NTD; amino acids 1-290) of the spike protein with a sequence identity > 80%, preferably > 85 %, more preferably >90% and most preferably >95%. These two sections are particularly characteristic of SARS-CoV-2 and diagnostic reagents according to the invention, which are based on interactions with these sequence sections, are therefore particularly specific. In another preferred embodiment, the fragment has a minimum length, namely at least 50%, preferably at least 60%, more preferably at least 70%, even more preferably at least 80%, and most preferably at least 90% of the number of amino acids of the corresponding fragment of the immunogenic protein of SARS-CoV-2.
Besonders bevorzugt weist das mindestens eine kovalent gebundene Protein eines der immunogenen Proteine von SARS-CoV-2, vorzugsweise eines dessen Strukturproteine auf oder besteht aus diesen, wobei das Spike-Protein hierbei besonders bevorzugt ist. The at least one covalently bound protein particularly preferably has or consists of one of the immunogenic proteins of SARS-CoV-2, preferably one of its structural proteins, the spike protein being particularly preferred here.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der oberflächenmodifizierte Polymerpartikel 2 , vorzugsweise 3, noch bevorzugter > 4 und am bevorzugtesten > 5 kovalent gebundene, unterschiedliche Proteine auf. In a preferred embodiment of the invention, the surface-modified polymer particle has 2, preferably 3, more preferably >4 and most preferably >5 covalently bound different proteins.
Grundsätzlich gilt, dass je höher die Homologie des mindestens einen kovalent gebundenen Proteins zu einem immunogenen Protein von SARS-CoV-2 oder dessen Fragment ist, desto höher ist die Spezifität. Dies bedeutet, dass durch eine hohe Homologie die Anzahl falsch positiver Testungen aufgrund des Vorhandenseins von Antikörpern für ähnliche Coronaviren reduziert wird. Basically, the higher the homology of the at least one covalently bound protein to an immunogenic protein of SARS-CoV-2 or its fragment, the higher the specificity. This means that high homology reduces the number of false positive tests due to the presence of antibodies to similar coronaviruses.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Polymerpartikel eine durchschnittliche Partikelgröße im Bereich von 50 bis 600 nm, vorzugsweise 100 bis 500 nm, noch bevorzugter 150 bis 500 nm, noch stärker bevorzugt 150 bis 450 nm, und am bevorzugtesten 200 bis 400 nm, auf. In a preferred embodiment of the invention, the polymer particles have an average particle size in the range of 50 to 600 nm, preferably 100 to 500 nm, more preferably 150 to 500 nm, even more preferably 150 to 450 nm, and most preferably 200 to 400 nm .
Die durchschnittliche Partikelgröße der Polymerpartikel liegt erfindungsgemäß im Bereich von 50 bis 600 nm. Bei bestimmten Ausführungsformen innerhalb des beanspruchten Bereiches ist die durchschnittliche Partikelgröße vorzugsweise > 190 nm, > 240 nm oder gar > 300 nm. Bei weiteren Ausführungsformen innerhalb des beanspruchten Bereiches ist die durchschnittliche Partikelgröße vorzugsweise < 410 nm, < 360 nm oder gar < 300 nm. According to the invention, the average particle size of the polymer particles is in the range from 50 to 600 nm. In certain embodiments within the claimed range, the average particle size is preferably >190 nm, >240 nm or even >300 nm Particle size preferably < 410 nm, < 360 nm or even < 300 nm.
Bei bestimmten Ausführungsformen liegt eine monomodale Partikelgrößenverteilung mit einem Maximum vor. Bei anderen Ausführungsformen liegt eine bimodale Partikelgrößenverteilung mit zwei Maxima vor. Die Erfinder haben festgestellt, dass auf der einen Seite der Cut-off für einen positiven Antikörper-Test im Bereich von < 100 ll/ml liegen kann, und daß auf der anderen Seite insbesondere bei Personen, die gegen SARS-CoV-2 geimpft wurden, stark erhöhte Antikörper-Titer im Bereich von 5.000 bis 10.000 U/ml oder gar darüber hinaus erreicht werden können. In certain embodiments, there is a monomodal particle size distribution with a maximum. In other embodiments, there is a bimodal particle size distribution with two maxima. The inventors have found that, on the one hand, the cut-off for a positive antibody test can be in the range of <100 µl/ml, and on the other hand, particularly in people who have been vaccinated against SARS-CoV-2 , greatly increased antibody titers in the range of 5,000 to 10,000 U/ml or even more can be achieved.
Um eine möglichst große Messgenauigkeit sowohl im unteren Bereich 0 bis 100 U/ml als auch im mittleren 100 bis 1.000 U/ml und im oberen Bereich 1.000 bis 10.000 U/ml zu erreichen, wird für spezielle Ausführungsformen der Erfindung eine bimodale Partikelgrößenverteilung bevorzugt. Es hat sich herausgestellt, dass unterschiedlich große Partikel sich mit ihrer jeweiligen Messgenauigkeit in verschiedenen Titer-Bereichen optimal ergänzen können. In order to achieve the greatest possible measurement accuracy both in the lower range of 0 to 100 U/ml and in the middle of 100 to 1,000 U/ml and in the upper range of 1,000 to 10,000 U/ml, a bimodal particle size distribution is preferred for specific embodiments of the invention. It has been found that particles of different sizes can complement each other optimally with their respective measurement accuracy in different titer ranges.
Bei den Ausführungsformen mit bimodaler Partikelgrößenverteilung liegt der Abstand der zwei Maxima vorzugsweise im Bereich von 100 bis 300 nm, noch bevorzugter im Bereich von 125 bis 275 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250 nm. In the embodiments with a bimodal particle size distribution, the distance between the two maxima is preferably in the range from 100 to 300 nm, more preferably in the range from 125 to 275 nm, particularly preferably in the range from 150 to 250 nm.
Bei den Ausführungsformen mit bimodaler Partikelgrößenverteilung liegt das Verhältnis der Höhe des Maximums mit der kleineren Partikelgröße zu der Höhe des Maximums mit der größeren Partikelgröße im Bereich von 1 :2 bis 1 :5, vorzugsweise im Bereich von 1 :3 bis 1 :4. In the embodiments with a bimodal particle size distribution, the ratio of the height of the maximum with the smaller particle size to the height of the maximum with the larger particle size is in the range from 1:2 to 1:5, preferably in the range from 1:3 to 1:4.
Die Partikelgröße der Polymerpartikel wird im Falle der vorliegenden Erfindung anhand dynamischer Lichtstreuung bei 25°C bestimmt, z.B. mit dem Zetasizer Pro von Malvern. Die durchschnittliche Partikelgröße bezieht sich auf das Zahlenmittel. Besonders bevorzugt ist es auch, eine Mischung von Partikeln mit unterschiedlicher durchschnittlicher Partikelgröße einzusetzen, z.B. eine Mischung von Partikeln eines niedrigeren Durchmessers im Bereich von 150- 200 nm und Partikeln eines höheren Durchmessers von 400 bis 500 nm. In the case of the present invention, the particle size of the polymer particles is determined by means of dynamic light scattering at 25° C., for example with the Malvern Zetasizer Pro. The average particle size refers to the number average. It is also particularly preferred to use a mixture of particles with different average particle sizes, e.g. a mixture of particles with a smaller diameter in the range from 150 to 200 nm and particles with a larger diameter of 400 to 500 nm.
Überraschenderweise konnte mit der vorliegenden Erfindung erreicht werden, dass trotz der für ein homogenes Assay hohen Partikelgröße eine bessere Lagerstabilität erzielt wird als zu erwarten gewesen wäre. Üblicherweise neigen größere Partikel stärker zur Sedimentation und sind somit nach längerer Lagerzeit schlechter zu resuspendieren. Insbesondere durch den Zusatz von Zucker bzw. Zuckeralkohol und die Einstellung eines basischen pH-Werts kann jedoch auch bei relativ großen Partikeln überraschenderweise eine äußerst lagerstabile Suspension bei gleichbleibender Reaktivität erhalten werden. Surprisingly, with the present invention it was possible to achieve better storage stability than would have been expected, despite the high particle size for a homogeneous assay. Larger particles usually have a greater tendency towards sedimentation and are therefore more difficult to resuspend after a longer storage period. Surprisingly, however, an extremely storage-stable suspension with constant reactivity can be obtained even with relatively large particles, in particular by adding sugar or sugar alcohol and setting a basic pH.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Suspension eine Konzentration von darin gelöstem Zucker oder Zuckeralkohol im Bereich von 25 bis 250 g/l auf. Bei bestimmten Ausführungsformen liegt die Konzentration an Zucker und/oder Zuckeralkohol im Bereich von 50 bis 200 g/l. Bei manchen Ausführungsformen beträgt die Konzentration 50 bis 150 g/l, bei anderen Ausführungsformen 150 bis 250 g/l. In a preferred embodiment of the invention, the suspension has a concentration of sugar or sugar alcohol dissolved therein in the range from 25 to 250 g/l. In certain embodiments, the concentration of sugar and/or sugar alcohol is within the range from 50 to 200 g/l. In some embodiments the concentration is 50 to 150 g/l, in other embodiments 150 to 250 g/l.
Der Zucker oder Zuckeralkohol ist vorzugsweise ausgewählt unter Saccharose, Mannitol, Sorbitol, Xylitol, Maltitol, Raffinose, Rhamnose, Threalose und Kombinationen hiervon. Sofern eine Kombination von Zuckern/Zuckeralkoholen eingesetzt wird, beziehen sich die obigen Mengenangaben auf die Summe der Anteile der Zucker/Zuckeralkohole dieser Kombination. Durch die Zuckermoleküle wird eine Stabilisierung der Partikel erzielt. The sugar or sugar alcohol is preferably selected from sucrose, mannitol, sorbitol, xylitol, maltitol, raffinose, rhamnose, threalose, and combinations thereof. If a combination of sugars/sugar alcohols is used, the amounts stated above relate to the sum of the proportions of the sugars/sugar alcohols in this combination. The particles are stabilized by the sugar molecules.
Die Lagerstabilität des diagnostischen Reagenz kann noch durch weitere Zusätze erhöht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das diagnostische Reagenz Detergenzien zur Stabilisierung auf, besonders bevorzugt sind hierbei nicht-ionische oder zwit- teronische Detergenzien. Besonders bevorzugt sind tert-Octylphenylpolyoxyethylen (Triton-X- 100) oder 3-[(3-Cholamidopropyl)-dimethylammonium]-1 -propansulfonat (CHAPS). The storage stability of the diagnostic reagent can be increased by further additives. In a preferred embodiment of the invention, the diagnostic reagent contains detergents for stabilization, with non-ionic or zwitteronic detergents being particularly preferred. Particularly preferred are tert-octylphenylpolyoxyethylene (Triton-X-100) or 3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonium]-1-propanesulfonate (CHAPS).
Dem diagnostischen Reagenz können weiterhin sogenannte „Blocker“ hinzugefügt werden, die unspezifische Interaktionen mit dem oberflächenmodifizierten Polymerpartikel und dem mindestens einen an diesen kovalent gebundenen Protein verhindern. Dies können beispielsweise Süßstoffe wie Acesulfam, Advantam, Aspartam sein. Auch die Zugabe eines Serums, das andere Coronaviren als SARS-CoV-2 aufweist, kann dazu dienen, die Sensitivität zu erhöhen, da hierdurch entsprechende Interaktionsstellen blockiert werden und der Reagenzleerwert entsprechend angepasst wird. Sofern zu einem solchen Reagenz erneut ein Coronavirenpositives Serum gegeben wird, ist daher keine Veränderung der Reaktivität mehr festzustellen. So-called “blockers” can also be added to the diagnostic reagent, which prevent non-specific interactions with the surface-modified polymer particle and the at least one protein covalently bound to it. These can be, for example, sweeteners such as acesulfame, advantame, aspartame. The addition of a serum that contains coronaviruses other than SARS-CoV-2 can also serve to increase sensitivity, since this blocks the corresponding interaction sites and the reagent blank value is adjusted accordingly. If a coronavirus-positive serum is again added to such a reagent, no change in reactivity can be detected.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das diagnostische Reagenz Proteaseinhibitoren, nämlich Serienproteaseinhibitoren und/oder Cysteinproteaseninhibitoren und/oder Metallopro- teaseinhibitoren und/oder Asparatproteaseninhibitoren, auf. In a preferred embodiment, the diagnostic reagent has protease inhibitors, namely series protease inhibitors and/or cysteine protease inhibitors and/or metalloprotease inhibitors and/or aspartic protease inhibitors.
Vorteilhaft kann auch die Zugabe chaotroper Verbindungen sein, d.h. chemischer Substanzen, die die Ordnung der Wasserstoffbrückenbindungen im Wasser stören. Besonders bevorzugt sind hier KSCN, KCl, Harnstoff, Guanidinium-HCI, (NH4)2SO4 oder CaCI2. The addition of chaotropic compounds, ie chemical substances that disturb the order of the hydrogen bonds in the water, can also be advantageous. KSCN, KCl, urea, guanidinium HCl, (NH4) 2 SO4 or CaCl 2 are particularly preferred here.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform enthält das diagnostische Reagenz hingegen kosmotrope Salze wie Na2SO4. Durch kosmotrope Salze wird die Reaktivität des diagnostischen Reagenz erhöht. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Zusammensetzung eine Thiol- komponente auf, die vorzugsweise ausgewählt ist unter DTT (Di-Thio-Treitol), beta-Mercap- toethanol, Thiobernsteinsäure, Aminosäuren wie Prolin, Arginin oder Leucin, oder Mischungen der vorgenannten. In another preferred embodiment, however, the diagnostic reagent contains kosmotropic salts such as Na 2 SO 4 . Cosmotropic salts increase the reactivity of the diagnostic reagent. In a preferred embodiment of the invention, the composition has a thiol component, which is preferably selected from DTT (di-thio-treitol), beta-mercaptoethanol, thiosuccinic acid, amino acids such as proline, arginine or leucine, or mixtures of the aforementioned.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das diagnostische Reagenz einen pH-Wert im Bereich von 8 bis 10 auf. Bei bestimmten Ausführungsformen liegt der pH-Wert des diagnostischen Reagenz bei 9,0 ± 0,5. Der pH-Wert des diagnostischen Reagenz wird- vorzugsweise durch Zugabe eines Puffers zu den Partikeln, wie z.B. eines Puffers ausgewählt aus EPPS, HEPPS, Tricin, Tris, Glycylglycin, Bicin, TAPS, Borsäure, Ethanolamin, CHES, Glycin und CAPS, eingestellt. In a preferred embodiment of the invention, the diagnostic reagent has a pH in the range from 8 to 10. In certain embodiments, the pH of the diagnostic reagent is 9.0 ± 0.5. The pH of the diagnostic reagent is preferably adjusted by adding a buffer to the particles, such as a buffer selected from EPPS, HEPPS, tricine, Tris, glycylglycine, bicine, TAPS, boric acid, ethanolamine, CHES, glycine and CAPS.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Polymer des Polymerpartikels ausgewählt unter (Meth)Acrylatpolymer, Dextran-Epichlorhydrin-Copolymer, Polystyrol, Melaminharz und Silica. Besonders bevorzugt ist Polystyrol, da dieses eine geringe Eigenabsorption aufweist und für dieses eine Vielzahl von verschiedenen Oberflächenfunktionalisierungen auf dem Markt verfügbar ist. Bei bestimmten Ausführungsformen bestehen die Polymerpartikel durchgehend aus einem Polymermaterial oder Gemischen hiervon. Bei anderen Ausführungsformen bestehen die Partikel aus mehreren Schichten unterschiedlicher Polymere. In a preferred embodiment of the invention, the polymer of the polymer particle is selected from (meth)acrylate polymer, dextran-epichlorohydrin copolymer, polystyrene, melamine resin and silica. Polystyrene is particularly preferred, since this has low intrinsic absorption and a large number of different surface functionalizations are available on the market for this. In certain embodiments, the polymeric particles consist entirely of a polymeric material or mixtures thereof. In other embodiments, the particles consist of multiple layers of different polymers.
Bei speziellen Ausführungsformen können die Partikel einen Kern aufweisen und eine oder mehrere auf diesen Kern aufgeschichtete Schichten. Der Kern und eine oder mehrere darauf aufgeschichtete Schichten können aus einem Polymermaterial, verschiedenen Polymermaterialien oder einem nicht-polymerischen Material bestehen, vorausgesetzt, dass die Polymerpartikel überwiegend aus Polymermaterial bestehen. In specific embodiments, the particles may have a core and one or more layers coated onto that core. The core and one or more layers coated thereon may be composed of a polymeric material, various polymeric materials, or a non-polymeric material, provided that the polymeric particles are composed predominantly of polymeric material.
Ein Polymerpartikel im Sinne der vorliegenden Erfindung liegt dann vor, wenn die Partikel zu wenigstens 80 Gew.-%, wenigstens 90 Gew.-%, wenigstens 95 Gew.-% oder zu 100 Gew.-% aus einem Polymermaterial oder aus einer Kombination verschiedener Polymermaterialien bestehen. A polymer particle in the sense of the present invention is present when the particles consist of at least 80% by weight, at least 90% by weight, at least 95% by weight or 100% by weight of a polymer material or of a combination of different polymer materials exist.
Die Dichte des Polymerpartikels liegt insgesamt vorzugsweise im Bereich von 0,9 bis 1 ,1 g/cm3 und besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,0 ± 0,5 g/cm3. The overall density of the polymer particle is preferably in the range from 0.9 to 1.1 g/cm 3 and particularly preferably in the range from 1.0±0.5 g/cm 3 .
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die kovalente Bindung des Proteins durch direkte Verknüpfung des Proteins mit den funktionellen Oberflächengruppen der ober- flächenfunktionalisierten Polymerpartikel ausgebildet, wobei die funktionellen Gruppen vorzugsweise ausgewählt sind unter einer Carboxylgruppe (-COOH), primären Amingruppe (- RNH2), aromatischen Amingruppe (-ArNH2), Chlormethylgruppe (-CH2CI), einer aromatischen Chlormethylgruppe (-ArCH2CI), Amidgruppe (-CONH2), Hydrazidgruppe (-CONHNH2), Aldehydgruppe (-CHO), Hydroxylgruppe (-OH), Thiolgruppe (-SH), Epoxygruppe und Biotin-Avidin. In a preferred embodiment of the invention, the protein is covalently bonded by directly linking the protein to the functional surface groups of the upper surface-functionalized polymer particles formed, wherein the functional groups are preferably selected from a carboxyl group (-COOH), primary amine group (-RNH 2 ), aromatic amine group (-ArNH 2 ), chloromethyl group (-CH 2 CI), an aromatic chloromethyl group (-ArCH 2 CI), amide group (-CONH 2 ), hydrazide group (-CONHNH 2 ), aldehyde group (-CHO), hydroxyl group (-OH), thiol group (-SH), epoxy group and biotin-avidin.
Direkte Verknüpfung im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass das mindestens eine kovalent gebundene Protein direkt an die Oberflächengruppe des Polymerpartikels gebunden ist, d.h. dass kein Linker zwischen der Oberflächengruppe des Partikels und dem mindestens einen kovalent gebundenen Protein vorhanden ist. Direct linking in the context of the present invention means that the at least one covalently bound protein is bound directly to the surface group of the polymer particle, i.e. there is no linker between the surface group of the particle and the at least one covalently bound protein.
Mit dem Verzicht auf einen solchen Linker kann die Herstellung diagnostischer Reagenzien deutlich vereinfacht werden und es werden auf schnelle und kostengünstige Weise partikel- verstärke Assays erhalten. By dispensing with such a linker, the production of diagnostic reagents can be significantly simplified and particle-enhanced assays are obtained in a quick and cost-effective manner.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem mindestens einen kovalent gebundenen Protein und der Oberflächengruppe des Polymerpartikels mindestens ein Linker angeordnet. Der Linker ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lysin, Silan und Glykol. In another preferred embodiment of the invention, at least one linker is arranged between the at least one covalently bound protein and the surface group of the polymer particle. The linker is preferably selected from the group consisting of lysine, silane and glycol.
Durch die Verwendung eines Linkers kann eine höhere Dynamik und/oder Bewegungsfähigkeit des gebundenen Proteins erreicht werden. Darüber hinaus kann durch den Linker auch eine Verzweigung und damit eine Multiplikation der Bindung erzielt werden. Greater dynamics and/or mobility of the bound protein can be achieved by using a linker. In addition, branching and thus multiplication of the bond can also be achieved by the linker.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine an die Polymerpartikel kovalent gebundene Protein ein rekombinantes Protein. In a preferred embodiment of the invention, the at least one protein covalently bound to the polymer particles is a recombinant protein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das mindestens eine an die Polymerpartikel kovalent gebundene Protein einen Protein-Tag, vorzugsweise ein His-Tag, einen GST-Tag oder mFc-Tag, auf. Tags können dazu dienen, Nachweismethoden zu unterstützen, die zusätzlich oder alternativ zur Absorptionsspektrometrie verwendet werden können (z.B. Fluoreszenzmarkierung mit GFP- oder Flash-Tag), sie können aber auch weitere Funktionen erfüllen, wie beispielsweise eine bestimmte Reaktivität in das Protein einführen (z.B. GST- Tag). In a preferred embodiment of the invention, the at least one protein covalently bound to the polymer particles has a protein tag, preferably a His tag, a GST tag or an mFc tag. Tags can serve to support detection methods that can be used in addition to or as an alternative to absorption spectrometry (e.g. fluorescence labeling with GFP or flash tags), but they can also fulfill other functions, such as introducing a specific reactivity into the protein (e.g. GST - Day).
Das erfindungsgemäße diagnostische Reagenz kann weiterhin Teil eines Satzes von Chemikalien sein, der neben den oberflächenmodifizierten Polymerpartikeln mit mindestens einem kovalent an diese gebundenem SARS-CoV-2 Protein als weitere Komponente wenigstens einen Reaktionspuffer, wenigstens eine Kontrolle, wenigstens einen Kalibrator und/oder wenigstens eine Probenverdünnungsmatrix aufweisen kann. The diagnostic reagent according to the invention can also be part of a set of chemicals, which in addition to the surface-modified polymer particles with at least one SARS-CoV-2 protein covalently bound to this can have at least one reaction buffer, at least one control, at least one calibrator and/or at least one sample dilution matrix as a further component.
Im Reaktionspuffer können Substanzen enthalten sein, die beispielsweise die Reaktivität beeinflussen, aber nicht zusammen mit der Suspension der Partikel gelagert werden sollen, da diese die Lagerfähigkeit der Partikel beeinflussen. The reaction buffer can contain substances which, for example, influence the reactivity but should not be stored together with the suspension of the particles since they influence the storability of the particles.
Die Probenverdünnungsmatrix ist vorzugsweise eine wässrige Matrix mit physiologischem pH- Wert, Salzen zur verdünnungsechten Bearbeitung von Proben damit diese in den linearen, analytischen Bereich des Assays „hineinverdünnt“ werden können. The sample diluent matrix is preferably an aqueous matrix with physiological pH, salts for dilution-safe processing of samples so that they can be “diluted” into the linear, analytical range of the assay.
Ein erfindungsgemäßer Satz von Chemikalien enthält das diagnostische Reagenz vorzugsweise auf zwei Reagenzienkomponenten aufgeteilt, wobei die einzelnen Komponenten folgende sind: A kit of chemicals according to the invention preferably contains the diagnostic reagent divided into two reagent components, the individual components being as follows:
Reaqenzienkomponente 1 (R1 ): Reagent component 1 (R1 ):
R1 enthält ein Puffersystem mit vorzugsweise einem oder mehreren der folgenden Bestandteile Glycin, HEPES, MES, TRIS, MOPS, PBS oder anderen gängigen, für biologische Komponenten genutzten Systemen. R1 contains a buffer system with preferably one or more of the following components glycine, HEPES, MES, TRIS, MOPS, PBS or other common systems used for biological components.
Vorzugsweise liegt die lonizität von R1 im Bereich von 20 -1000 mM, besonders bevorzugt bei 75-250 mM. Zur Einstellung der lonizität können Salze wie NaCI, KCL, MgCk, Na2SO4, NaHSÜ4 oder andere gängige Salze eingesetzt werden. Die lonenstärke und Wahl des Salzes bewirkt die Beseitigung von Interferenzen/Angleichung Serum-Plasma. The ionicity of R1 is preferably in the range of 20-1000 mM, particularly preferably 75-250 mM. Salts such as NaCl, KCl, MgCk, Na2SO4, NaHSÜ4 or other common salts can be used to adjust the ionicity. The ionic strength and choice of salt effects the elimination of interferences/equalization serum-plasma.
Der pH liegt bei R1 vorzugsweise im Bereich von 4 bis 10, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 8. The pH at R1 is preferably in the range from 4 to 10, particularly preferably in the range from 5 to 8.
Zur Beseitigung von unspezifischen Interferenzinteraktionen kann R1 bei bestimmten Ausführungsformen Poly-Acrylat (vorzugsweise mit einer Konzentration von 0,05 - 5 Gew.-%, noch bevorzugter 0,5 - 2 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 - 1 ,5 Gew.-%) enthalten. Zur Beseitigung von unspezifischen Partikelaggregationen kann R1 bei bestimmten Ausführungsformen Zucker (ausgewählt aus Mannitol, Saccharose, Sorbitol und PEG (Polyethylenglykol) bzw. Kombinationen davon enthalten (vorzugsweise mit einer Konzentration von 0,2 - 10 Gew.-%, noch bevorzugter 1 - 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 - 3 Gew.-%). In order to eliminate non-specific interference interactions, R1 can be polyacrylate (preferably with a concentration of 0.05-5% by weight, more preferably 0.5-2% by weight, particularly preferably 1-1.5% by weight) in certain embodiments. -%) contain. In order to eliminate non-specific particle aggregations, R1 can, in certain embodiments, contain sugar (selected from mannitol, sucrose, sorbitol and PEG (polyethylene glycol) or combinations thereof (preferably at a concentration of 0.2-10% by weight, more preferably 1-5 % by weight, particularly preferably 2-3% by weight).
Zur Auffaltung und besseren Immunreaktivität sowie zur Beseitigung von Lipämien kann R1 bei bestimmten Ausführungsformen Detergenzien ausgewählt aus Tween 20, SDS, Tritonen, Thesit oder anderen gängigen Detergenzien enhalten, bei besonderen Ausführungsformen optional in Kombination mit Guanidiniumchlorid (vorzugsweise mit einer Konzentration von 0,1 - 3 Gew.-%, noch bevorzugter 0,2 - 1 Gew.-%) und/oder mit BSA, Gelatine, oder anderen bekannten Blockern. In certain embodiments, R1 can contain detergents selected from Tween 20, SDS, Tritonen, Thesit or other common detergents, in certain embodiments optionally in combination with guanidinium chloride (preferably with a concentration of 0.1 - 3% by weight, more preferably 0.2-1% by weight) and/or with BSA, gelatin, or other known blockers.
Bei bestimmten Ausführungsformen enthält R1 zur Konservierung NaNa, Natriumbenzoat, Gentamycinsulfat, Neomycin und/oder andere gängige Konservierungsmittel.
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In certain embodiments, R1 contains NaNa, sodium benzoate, gentamycin sulfate, neomycin, and/or other common preservatives for preservation.
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R2 enthält die an Latexpartikel gebundene Antigenkomponente bzw. Fragmente des Antigens. Je nach Reinheit und Immunogenität liegt die Konzentration der an Latexpartikel gebundenen Antigenkomponente bzw. der gebundenen Fragmente des Antigens im Bereich von 0,01 bis 0,75% Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,02 bis 0,5 Gew.-%. R2 contains the antigen component bound to latex particles or fragments of the antigen. Depending on the purity and immunogenicity, the concentration of the antigen component bound to the latex particles or of the bound fragments of the antigen is in the range from 0.01 to 0.75% by weight, preferably in the range from 0.02 to 0.5% by weight. %.
R2 enthält ein Puffersystem mit vorzugsweise einem oder mehreren der folgenden Bestandteile Glycin, HEPES, MES, TRIS, MOPS, PBS, oder anderen gängigen, für biologische Komponenten genutzten Puffer-Systemen. R2 contains a buffer system with preferably one or more of the following components: glycine, HEPES, MES, TRIS, MOPS, PBS, or other common buffer systems used for biological components.
Vorzugsweise liegt die lonizität von R2 im Bereich von 20 -1000 mM, besonders bevorzugt bei 75-250 mM. Zur Einstellung der lonizität können Salze wie NaCI, KCL, MgCk, Na2SO4, NaHSO4 oder andere gängige Salze eingesetzt werden. The ionicity of R2 is preferably in the range of 20-1000 mM, particularly preferably 75-250 mM. Salts such as NaCl, KCL, MgCk, Na2SO4, NaHSO4 or other common salts can be used to adjust the ionicity.
Der pH liegt bei R2 vorzugsweise im Bereich von 4 bis 11 , vorzugsweise im Bereich von 7 bis 10. The pH at R2 is preferably in the range from 4 to 11, preferably in the range from 7 to 10.
Zur Beseitigung von unspezifischen Partikelaggregationen kann R2 bei bestimmten Ausführungsformen Zucker (ausgewählt aus Mannitol, Saccharose, Sorbitol und PEG (Polyethylenglykol) bzw. Kombinationen davon enthalten (vorzugsweise mit einer Konzentration von 0,2 - 10 Gew.-%, noch bevorzugter 1 - 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 - 3 Gew.-%). Zur Oberflächenbenetzung kann R2 bei bestimmten Ausführungsformen Detergenzien ausgewählt aus Tween 20, SDS, Tritonen, Thesit und weiteren gängigen Detergenzien enhalten, bei besonderen Ausführungsformen optional in Kombination mit unreaktiven Proteinen und/oder mit BSA, Gelatine, oder anderen bekannten Blockern. In order to eliminate non-specific particle aggregations, R2 can, in certain embodiments, contain sugar (selected from mannitol, sucrose, sorbitol and PEG (polyethylene glycol)) or combinations thereof (preferably at a concentration of 0.2-10% by weight, more preferably 1-5 % by weight, particularly preferably 2-3% by weight). For surface wetting, in certain embodiments, R2 can contain detergents selected from Tween 20, SDS, Tritonen, Thesit and other common detergents, in special embodiments optionally in combination with unreactive proteins and/or with BSA, gelatin, or other known blockers.
Bei bestimmten Ausführungsformen enthält R2 zur Konservierung NaNa, Natriumbenzoat, Gentamycinsulfat, Neomycin und/oder andere gängige Konservierungsmittel. In certain embodiments, R2 contains NaNa, sodium benzoate, gentamycin sulfate, neomycin, and/or other common preservatives for preservation.
Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung handelt es sich bei dem wenigstens einen Kalibrator um einen anhand der WHO-Referenz (First WHO International Standard for anti- SARS-CoV-2 immunoglobulin (human) NIBSC code: 20/136) generierten Verkaufskalibrator mit einem Korrelationskoeffizienten r > 0,99. In certain embodiments of the invention, the at least one calibrator is a sales calibrator generated using the WHO reference (First WHO International Standard for anti-SARS-CoV-2 immunoglobulin (human) NIBSC code: 20/136) with a correlation coefficient r > 0.99.
Für die Herstellung des Verkaufskalibrators wird die Immunoreaktivität einer Lösung der verwendeten Antikörper mit einem Lot des Reagenzes gemessen. Parallel wird das WHO-Refe- renzmaterial mit demselben Reagenz gemessen und seine Immunoreaktivität registriert. Die Antikörperlösung und das Referenzmaterial werden dann in Serie verdünnt, um eine Dose- Response-Kurve zu generieren. Die höchste Konzentration der Antikörperlösung, die nicht in Prozone (Antigen Excess) ist, wird als höchster Punkt der neue standardisierte Kalibrationskurve genommen. Seine Immunreaktivität wird mit dem Referenz Material verglichen. Die Konzentration der Antikörperlösung wird nun in BAU/mL (Einheit des Referenz-Materials) und nicht mehr in mg/mL bzw. AU (artificial units) angegeben. Der neue Kalibrator ist nun WHO-stan- dardisiert. To produce the sales calibrator, the immunoreactivity of a solution of the antibodies used is measured with a lot of the reagent. At the same time, the WHO reference material is measured with the same reagent and its immunoreactivity is registered. The antibody solution and reference material are then serially diluted to generate a dose-response curve. The highest concentration of antibody solution that is not in Prozone (Antigen Excess) is taken as the highest point of the new standardized calibration curve. Its immunoreactivity is compared to the reference material. The concentration of the antibody solution is now given in BAU/mL (unit of the reference material) and no longer in mg/mL or AU (artificial units). The new calibrator is now WHO standardized.
Bei bevorzugten Ausführungsformen enthält der wenigstens eine Kalibrator und/oder die wenigstens eine Kontrolle rekombinante monoklonale Antikörper, die Spike-1 RBD binden. Vorteile von Kalibratoren bzw. Kontrollen mit rekombinanten monoklonalen Antikörpern sind die einfache Herstellung, die höhere Reinheit und eine bessere Chargenhomogenität. In preferred embodiments, the at least one calibrator and/or the at least one control contains recombinant monoclonal antibodies that bind Spike-1 RBD. The advantages of calibrators and controls with recombinant monoclonal antibodies are simple production, higher purity and better batch homogeneity.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines diagnostischen Reagenz, umfassend nachfolgende Schritte: The invention also relates to a method for producing a diagnostic reagent, comprising the following steps:
A) Zurverfügungstellung von a) oberflächenfunktionalisierten Polymerpartikeln, vorzugsweise in Form einer wässrigen Suspension, und b) einer Lösung oder Suspension mindestens eines Proteins, das eine zu einem immunogenen Protein von SARS-CoV-2 oder einem Fragment eines immuno- genen Proteins von SARS-CoV-2 homologe Sequenz mit einer Sequenzübereinstimmung > 80%, vorzugsweise > 90%, aufweist, wobei das Fragment einen zur Region Binding Domain oder der N-Terminal Domain des Spike-Proteins homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 % aufweist und/oder mindestens 50 % der Anzahl der Aminosäuren des entsprechenden immunogenen Proteins von SARS-CoV-2 aufweist, A) Provision of a) surface-functionalized polymer particles, preferably in the form of an aqueous suspension, and b) a solution or suspension of at least one protein having a sequence homologous to an immunogenic protein of SARS-CoV-2 or a fragment of an immunogenic protein of SARS-CoV-2 with a sequence identity > 80%, preferably > 90%, has, wherein the fragment has a sequence section homologous to the binding domain region or the N-terminal domain of the spike protein with a sequence identity > 80% and/or has at least 50% of the number of amino acids of the corresponding immunogenic protein of SARS-CoV-2 ,
B) Vermischen der Komponenten a) und b), um eine Suspension zu erhalten, B) mixing components a) and b) to obtain a suspension,
C) Reagieren der Suspension aus Schritt B) bei einem pH-Wert im Bereich von 3 bis 8 vorzugsweise im Bereich von 5 bis 7, um das Protein kovalent an die Polymerpartikel zu binden. C) Reacting the suspension from step B) at a pH in the range 3 to 8, preferably in the range 5 to 7, to covalently bind the protein to the polymer particles.
Bei bestimmten Ausführungen kann es notwendig sein, dass die Oberflächengruppen des oberflächenmodifzierten Partikels zunächst aktiviert werden müssen, damit diese eine für die Reaktion mit dem mindestens einen Protein, das kovalent gebunden werden soll, ausreichende Reaktivität aufweisen. Da Carbonsäure und Amine aufgrund des konkurrierenden Säure/Base-Protonenaustauschs nur eine geringe Umsetzungsrate aufweisen, wird eine Säuregruppe beispielsweise in eine aktivierte, d.h. elektrophile Form, wie z.B. das Acylchlorid, Anhydrid oder einen Aktivester, umgewandelt. Zur Bildung eines Aktivesters können Car- bodiimide oder Hydroxy-benzo-triazol Aminium/Uronium oder Phosphoniumsalze genutzt werden. In certain embodiments, it may be necessary for the surface groups of the surface-modified particle to first have to be activated so that they have sufficient reactivity for the reaction with the at least one protein that is to be covalently bound. For example, since carboxylic acid and amines only have a low conversion rate due to the competing acid/base proton exchange, an acid group is converted into an activated, i.e. electrophilic form, such as the acyl chloride, anhydride or an active ester. Carbodiimides or hydroxybenzotriazole aminium/uronium or phosphonium salts can be used to form an active ester.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Reagieren der oberflächen- funktionalisierten Polymerpartikel mit dem mindestens einen Protein in Schritt C) bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 29°C, im Bereich von 30 bis 34°C oder im Bereich von 35 bis 45°C, bevorzugt ist eine Reaktion im Bereich zwischen 30 bis 45°C. In a preferred embodiment of the invention, the reaction of the surface-functionalized polymer particles with the at least one protein in step C) takes place at a temperature in the range from 20 to 29° C., in the range from 30 to 34° C. or in the range from 35 to 45 °C, preferred is a reaction in the range between 30 to 45 °C.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Reagieren der oberflächen- funktionalisierten Polymerpartikel mit dem mindestens einen Protein in einem definierten pH- Bereich und bei einer definierten Temperatur über einen Zeitraum von 20 bis 100 Stunden. Bei bestimmten Ausführungsformen erfolgt die Reaktion über einen Zeitraum von > 30, > 40, > 50 oder gar > 60 Stunden. Vorzugsweise erfolgt die kovalente Bindung des mindestens einen Proteins über die funktionellen Gruppen an der Oberfläche der Polymerpartikel bei einem pH-Wert von 3 bis 6. Bei bestimmten Ausführungsformen erfolgt die kovalente Bindung bei einem pH-Wert von 3 bis 5 oder 5 bis 7. Bei bestimmten Ausführungsformen liegt der pH-Wert bei der Reaktion, die zur kovalenten Bindung der Antikörper über die funktionellen Gruppen an der Oberfläche der Polymerpartikel führt, bei 4,0 ± 0,5. In a preferred embodiment of the invention, the surface-functionalized polymer particles react with the at least one protein in a defined pH range and at a defined temperature over a period of 20 to 100 hours. In certain embodiments, the reaction occurs over a period of >30, >40, >50, or even >60 hours. The covalent binding of the at least one protein via the functional groups on the surface of the polymer particles preferably takes place at a pH of 3 to 6. In certain embodiments, the covalent binding takes place at a pH of 3 to 5 or 5 to 7 In certain embodiments, the pH of the reaction leading to the covalent attachment of the antibodies via the functional groups on the surface of the polymer particles is 4.0 ± 0.5.
Die Einstellung des pH-Werts bei der Reaktion, die zur kovalenten Bindung des mindestens einen Proteins über die funktionellen Gruppen an der Oberfläche der Polymerpartikel führt, erfolgt vorzugsweise unter Verwendung von anorganischen oder organischen Puffersubstanzen, wie z.B. Borat, Citrat, Phosphat, Malat, Maleat, Succinat, Essigsäure/Acetat. Zum Ein- stellen/Justieren des pH-Werts wird vorzugsweise Salzsäure /Natronlauge verwendet. The adjustment of the pH during the reaction, which leads to the covalent binding of the at least one protein via the functional groups on the surface of the polymer particles, is preferably carried out using inorganic or organic buffer substances such as borate, citrate, phosphate, malate, maleate , succinate, acetic acid/acetate. Hydrochloric acid/caustic soda is preferably used to set/adjust the pH value.
Nach Ablauf der oben angegebenen Zeiträume wird der pH-Wert der Suspension der nun mit dem mindestens einen Protein beladenen oberflächenfunktionalisierten Polymerpartikel auf den Bereich von 8 bis 10 erhöht. Hierfür kann eines oder mehrere der oben angegebenen Alkalisierungsmittel bzw. Puffersubstanzen zugegeben werden. After the periods of time specified above have elapsed, the pH of the suspension of the surface-functionalized polymer particles now loaded with the at least one protein is increased to the range from 8 to 10. One or more of the alkalizing agents or buffer substances specified above can be added for this purpose.
Die Einstellung des pH-Werts in der Suspension erfolgt vorzugsweise unter Verwendung von Puffersubstanzen mit Amingruppen, wie z.B. EPPS, HEPPS, Tricin, Tris, Glycylglycin, Bicin, TAPS, Borsäure, Ethanolamin, CHES, Glycin und CAPS. Zum Einstellen/Justieren des pH- Werts wird vorzugsweise Salzsäure /Natronlauge verwendet. The pH in the suspension is preferably adjusted using buffer substances with amine groups, such as EPPS, HEPPS, tricine, tris, glycylglycine, bicine, TAPS, boric acid, ethanolamine, CHES, glycine and CAPS. Hydrochloric acid/caustic soda is preferably used to set/adjust the pH value.
Die Erfindung betrifft auch ein diagnostisches Reagenz, das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlich ist. The invention also relates to a diagnostic reagent obtainable by the method according to the invention.
BEISPIELE EXAMPLES
Die Erfindung wird nun anhand von konkreten Ausführungsformen von erfindungsgemäßen diagnostischen Reagenzien und anhand der angefügten Figuren weiter erläutert. The invention will now be explained further on the basis of specific embodiments of diagnostic reagents according to the invention and on the basis of the attached figures.
Ausführungsbeispiele exemplary embodiments
1. Herstellung erfindungsgemäßer diagnostischer Reagenzien 1. Preparation of diagnostic reagents according to the invention
Im Folgenden werden verschiedene Versuche präsentiert, bei denen Partikel für erfindungsgemäße diagnostische Reagenzien hergestellt wurden. Various experiments are presented below in which particles for diagnostic reagents according to the invention were produced.
Hierfür wurde mindestens ein Protein gemäß Anspruch 1 an mindestens einen Polymerpartikel aus Polystyrol unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens kovalent gebunden. Die erfolgreich an die Partikel gekoppelten Proteine sind Tabelle 1 zu entnehmen. Die entsprechenden Proteine wurden z.B. von den Herstellern Biozol, Sino Biological, Shanxi Kan- gjianen Biotechnology, Eurofins Genomic, Sekbio, Hytest, Invivo oder Icosagen erhalten. For this purpose, at least one protein according to claim 1 was covalently bonded to at least one polymer particle made of polystyrene under the conditions of the method according to the invention. Table 1 shows the proteins successfully coupled to the particles. The corresponding proteins were obtained, for example, from the manufacturers Biozol, Sino Biological, Shanxi Kangjianen Biotechnology, Eurofins Genomic, Sekbio, Hytest, Invivo or Icosagen.
1.1. Herstellung erfindungsgemäßer diagnostischer Reagenzien aus Carboxyl-modifizierten Polystyrolpartikeln 1.1. Production of diagnostic reagents according to the invention from carboxyl-modified polystyrene particles
Zur Kopplung wurden Carboxyl-modifzierte Polystyrolpartikel in wässriger Suspension (Konzentration 2-20 mg/ml) mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von -250 nm zunächst durch Zentrifugation und Resuspendierung in 0,05 M 2-(N-Morpholino)ethansulfonsäure Puffer mit pH-Wert 5-7 (im Folgenden „MES Puffer“) mehrfach gewaschen. Nach dem letzten Zentrifugationsschritt wurde das Zentrifugal in 0,05 M MES Puffer resuspendiert (Konzentration 2-20 mg/ml) und Carbodiimid (Zielkonzentration 24 mg/ml) zugegeben. Nach 1 h Inkubationszeit bei Raumtemperatur wurden die Partikel erneut mit 0,05 M MES Puffer gewaschen und abschließend in 0,05 M MES Puffer resuspendiert. Zu dieser Suspension wurden die in Tabelle 1 aufgelisteten Proteine/Proteinfragmente bei 25-40°C zugegeben (Zielkonzentration 20- 120 mg/ml). Der Fortschritt der Reaktion wurde durch Zentrifugation und Analyse des Überstands mittels eines Western Blot, SDS-Page kontrolliert. Sofern der Überstand noch Pro- tein/Proteinfragmente aufwies, wurde die Reaktion fortgeführt. Die Partikel mit daran gekoppelten Proteinen wurden nach Beendigung der Reaktion zentrifugiert und in 0,025 M Glycinpuffer (pH 5-7) mit 0,5-1 Gew-% Tensid (Tween-20, Thermo Fisher) resuspendiert und nochmals abschließend für 1 h inkubiert. Die fertigen Partikel wurden dann zentrifugiert und in einem geeigneten Puffer (z.B: Glycin- oder 2-Ethansulfonsäurepuffer) suspendiert (Ziel-pH 6- 10), um eine Zielkonzentration des Partikels im diagnostischen Reagenz von 0,5-20 mg/ml zu erreichen. Die Lagerung der Partikel erfolgte bei 2-8 °C. For coupling, carboxyl-modified polystyrene particles in aqueous suspension (concentration 2-20 mg/ml) with an average particle size of -250 nm were first centrifuged and resuspended in 0.05 M 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid buffer with a pH value 5-7 (hereafter "MES buffer") washed several times. After the last centrifugation step, the centrifuge was resuspended in 0.05 M MES buffer (concentration 2-20 mg/ml) and carbodiimide (target concentration 24 mg/ml) was added. After an incubation time of 1 h at room temperature, the particles were washed again with 0.05 M MES buffer and finally resuspended in 0.05 M MES buffer. The proteins/protein fragments listed in Table 1 were added to this suspension at 25-40° C. (target concentration 20-120 mg/ml). The progress of the reaction was monitored by centrifugation and analysis of the supernatant using a Western blot, SDS-Page. If the supernatant still contained protein/protein fragments, the reaction was continued. After the reaction had ended, the particles with proteins coupled thereto were centrifuged and resuspended in 0.025 M glycine buffer (pH 5-7) with 0.5-1% by weight surfactant (Tween-20, Thermo Fisher) and finally incubated again for 1 h. The finished particles were then centrifuged and suspended in a suitable buffer (e.g. glycine or 2-ethanesulfonic acid buffer) (target pH 6- 10) to achieve a target concentration of the particle in the diagnostic reagent of 0.5-20 mg/mL. The particles were stored at 2-8 °C.
Tabelle 1 : Übersicht der an Polystyrolpartikel gekoppelten Proteine
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Table 1: Overview of the proteins coupled to polystyrene particles
Figure imgf000023_0001
1 Rekombinantes Nucleocapsid-Protein 1 Recombinant nucleocapsid protein
2 Rekombinantes Spike-Protein (RBD) 2 Recombinant spike protein (RBD)
3 Nucleocapsidprotein 3 nucleocapsid protein
4 S1 -Receptor Binding Domain (319-541 ) 4 S1 -Receptor Binding Domain (319-541)
5 Ni-sepharosepurification 5 Ni sepharose purification
6 Ion exchange column 6 Ion exchange column
1.2 Herstellung erfindunqsgemäßer diagnostischer Reagenzien aus Chloromethyl-modifi- zierten Polystyrolpartikeln 1.2 Production of diagnostic reagents according to the invention from chloromethyl-modified polystyrene particles
Zur Kopplung wurden Chloromethyl-modifzierte Polystyrolpartikel (Konzentration 2-20 mg/ml) mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von -250 nm zunächst durch Zentrifugation und Re- suspendierung in 0,05 M 2-(N-Morpholino)ethansulfonsäure Puffer mit pH-Wert 6-8 (im Folgenden „MES Puffer“) mehrfach gewaschen. Nach dem letzten Zentrifugationsschritt wurde For coupling, chloromethyl-modified polystyrene particles (concentration 2-20 mg/ml) with an average particle size of -250 nm were first centrifuged and resuspended in 0.05 M 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid buffer with pH 6 -8 (hereafter "MES buffer") washed several times. After the last centrifugation step
ERSATZBLATT (REGEL 26) das Zentrifugal in 0,05 M MES Puffer resuspendiert (Konzentration 2-20 mg/ml). Zu dieser Suspension wurden die in Tabelle 1 aufgelisteten Proteine/Proteinfragmente bei 23 °C zugegeben (Zielkonzentration 20-120 mg/ml). Der Fortschritt der Reaktion wurde durch Zentrifugation und Analyse des Überstands mittels eines Western Blot, SDS-Page kontrolliert. Sofern der Überstand noch Protein/Proteinfragmente aufwies, wurde die Reaktion fortgeführt. Die Partikel mit daran gekoppelten Proteinen wurden nach Beendigung der Reaktion zentrifugiert und in 0,025 M Glycinpuffer (pH 5-7) mit 0,5-1 Gew-% Tensid (Tween-20, Thermo Fisher), resuspendiert und nochmals abschließend für 1 h inkubiert. Die fertigen Partikel wurden dann zentrifugiert und in einem geeigneten Puffer (z.B: Glycin- oder 2-Ethansulfonsäurepuffer) suspendiert (Ziel-pH 6-10), um eine Zielkonzentration des Partikels im diagnostischen Reagenz von 0,5-20 mg/ml zu erreichen. Die Lagerung der Partikel erfolgte bei 2-8 °C. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) resuspended the centrifuge in 0.05 M MES buffer (concentration 2-20 mg/ml). The proteins/protein fragments listed in Table 1 were added to this suspension at 23° C. (target concentration 20-120 mg/ml). The progress of the reaction was monitored by centrifugation and analysis of the supernatant using a Western blot, SDS-Page. If the supernatant still contained protein/protein fragments, the reaction was continued. After the reaction had ended, the particles with proteins coupled thereto were centrifuged and resuspended in 0.025 M glycine buffer (pH 5-7) with 0.5-1% by weight surfactant (Tween-20, Thermo Fisher) and finally incubated again for 1 h . The finished particles were then centrifuged and suspended (target pH 6-10) in a suitable buffer (eg: glycine or 2-ethanesulfonic acid buffer) to achieve a target concentration of the particle in the diagnostic reagent of 0.5-20 mg/ml . The particles were stored at 2-8 °C.
1 . Bestimmung der Reaktivität - Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern 1 . Determination of reactivity - detection of SARS-CoV-2 antibodies
Die unter 1 hergestellten diagnostischen Reagenzien wurden in der Folge zum Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern eingesetzt. Hierzu wurde als Probe ein Serum eines mit SARS-CoV- 2 infizierten Patienten und als Kontrollversuch das Serum eines nicht mit SARS-CoV-2 infizierten Patienten genutzt. Ein Beispiel für eine Kalibrationskurve ist Figur 1 zu entnehmen. The diagnostic reagents produced under 1 were then used to detect SARS-CoV-2 antibodies. For this purpose, a serum from a patient infected with SARS-CoV-2 was used as a sample and the serum from a patient not infected with SARS-CoV-2 was used as a control experiment. An example of a calibration curve can be found in FIG.
Zur Bestimmung der Reaktivität wurden 90 pl eines Reaktionspuffers mit 30 pl einer der in Tabelle 1 gelisteten Reagenzien und 10 pl der Probe vermischt und mit einem BioMajesty® 6010 (Jeol®, Japan) die Absorption bei 658 nm bestimmt. Der in Tabelle 2 angegebene Wert für die Absorption (Abs 0 h bzw. Abs 96 h) gibt die Differenz der Absorption zwischen der Probe des SARS-CoV-2 infizierten Patienten und dem Kontrollversuch an. Wie der Tabelle zu entnehmen ist, ist die Reaktivität der erfindungsgemäßen diagnostischen Reagenzien auch noch nach 96 h nahezu unverändert gegeben. To determine the reactivity, 90 μl of a reaction buffer were mixed with 30 μl of one of the reagents listed in Table 1 and 10 μl of the sample, and the absorption at 658 nm was determined using a BioMajesty® 6010 (Jeol®, Japan). The absorbance value given in Table 2 (Abs 0 h or Abs 96 h) indicates the difference in absorbance between the sample of the SARS-CoV-2 infected patient and the control experiment. As can be seen from the table, the reactivity of the diagnostic reagents according to the invention is virtually unchanged even after 96 hours.
Tabelle 2: Übersicht der Reaktivitäten erfindungsgemäßer diagnostischer Reagenzien
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Table 2: Overview of the reactivities of diagnostic reagents according to the invention
Figure imgf000024_0001
ERSATZBLATT (REGEL 26) Auch die Veränderung des Reagenzleerwertes, d.h. die Eigenfarbe des Reagenziengemi- sches der Kontrollversuche, wurde über die Zeit analysiert. Sofern die Partikel eines diagnostischen Reagenz über die Zeit agglutinieren, verstärkt sich die Absorption der Reagenzien und die Partikel können nicht mehr für einen zuverlässigen Nachweis genutzt werden. Wie nachfolgender Tabelle zu entnehmen ist, weisen die erfindungsgemäßen Reagenzien einen über die Zeit nahezu konstanten Reagenzleerwert auf, d.h. die erfindungsgemäßen diagnostischen Reagenzien sind kolloidal stabil und ohne Probleme über längere Zeit einsetzbar. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The change in the reagent blank value, ie the inherent color of the reagent mixture of the control experiments, was also analyzed over time. If the particles of a diagnostic reagent agglutinate over time, the absorption of the reagents increases and the particles can no longer be used for reliable detection. As can be seen from the table below, the reagents according to the invention have a reagent blank value which is almost constant over time, ie the diagnostic reagents according to the invention are colloidally stable and can be used over a long period of time without problems.
Tabelle 3: Übersicht der Reagenzleerwerte erfindungsgemäßer diagnostischer Reagenzien
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Table 3: Overview of the reagent blank values of diagnostic reagents according to the invention
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3. Verwendung von Partikeln mit unterschiedlichem Partikeldurchmesser 3. Use of particles with different particle diameters
Erfindungsgemäße Reagenzien wurden nach dem oben ausgeführten Protokoll hergestellt, wobei das Protein S - RBD, HP811-60, mit Carboxyl-modifizierten Polystyrol-Latizes eines mittleren Durchmessers von 95 nm, 258 nm und 351 nm gekoppelt wurde. Die Reaktivität wurde wie in obigem Beispiel bestimmt. Allerdings wurde die Absorption bei verschiedenen Wellenlängen gemessen. Die Ergebnisse sind nachfolgender Tabelle zu entnehmen. Es wird deutlich, dass ohne weiteres verschiedene Wellenlängen zur Bestimmung der Reaktivität genutzt werden können. Reagents of the invention were prepared according to the protocol outlined above, coupling the protein S-RBD, HP811-60, to carboxyl-modified polystyrene latices of mean diameter 95 nm, 258 nm and 351 nm. The reactivity was determined as in the example above. However, the absorption was measured at different wavelengths. The results can be found in the table below. It becomes clear that different wavelengths can easily be used to determine the reactivity.
Tabelle 4: Proben mit unterschiedlichen mittleren Partikeldurchmessern
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Table 4: Samples with different mean particle diameters
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ERSATZBLATT (REGEL 26) 4. Bestimmung der Langzeitstabilität SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 4. Determination of long-term stability
Zur Bestimmung der Langzeitstabilität wurde die Reaktivität sowie der Reagenzleerwert des diagnostisches Reagenz gemäß Tabelle 1 , Eintrag #7 über einen Zeitraum > 25 Tage bestimmt. Wie den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, sind sowohl die Reaktivität als auch der Reagenzleerwert nahezu konstant. To determine the long-term stability, the reactivity and the reagent blank value of the diagnostic reagent were determined according to Table 1, entry #7 over a period of >25 days. As can be seen from FIGS. 2 and 3, both the reactivity and the reagent blank value are almost constant.
5. Vergleich mit Elektrochemilumineszenz-Immunoassav 5. Comparison with electrochemiluminescence immunoassay
Zum Vergleich der erfindungsgemäßen diagnostischen Reagenzien mit bekannten Elektro- chemilumineszenz-lmmunoassays („ECLIA“) wurden 30 mit dem von Hoffmann La-Roche AG, Basel, entwickelten ECLIA Assay Elecsys als positiv getesteten Proben mit erfindungsgemäßen diagnostischen Reagenzien versetzt und die Reaktivität bestimmt. Beim Elecsys Assay wird ein rekombinantes Antigen des Nukleocapsid-Proteins zum Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern eingesetzt. Nachfolgende Tabelle zeigt den Vergleich der Diagnoseergebnisse.
Figure imgf000026_0001
To compare the diagnostic reagents according to the invention with known electrochemiluminescent immunoassays (“ECLIA”), 30 samples tested positive with the ECLIA assay Elecsys developed by Hoffmann La-Roche AG, Basel were mixed with diagnostic reagents according to the invention and the reactivity was determined. The Elecsys assay uses a recombinant antigen of the nucleocapsid protein to detect SARS-CoV-2 antibodies. The table below shows the comparison of the diagnostic results.
Figure imgf000026_0001
ERSATZBLATT (REGEL 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0001
ERSATZBLATT (REGEL 26)
Figure imgf000028_0001
SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
Figure imgf000028_0001
Für die True Positive Rate (TPR, Sensitivität) ergibt sich hieraus: The result for the true positive rate (TPR, sensitivity) is:
TP / TP+FN x 100 = 42 / 43 x 100 = 100,0 % TP / TP+FN x 100 = 42 / 43 x 100 = 100.0%
Für die False Positive Rate (FPR) und die Spezifität ergibt sich hieraus: The result for the false positive rate (FPR) and the specificity is:
FP / FP+TN x 100 = 0 / 5 = 0 % (Spezifität = 100 - FPR = 100 %) FP / FP+TN x 100 = 0 / 5 = 0% (specificity = 100 - FPR = 100%)
6. Verdünnung einer erfindungsgemäßen Probe 6. Dilution of a sample according to the invention
Eine Probe DS018 wurde jeweils im Verhältnis 1 :2, 1 :4, 1 :8 und 1 :16 verdünnt und der durch Bestimmung der Absorption und Vergleich mit der Kalibrationskurve erhaltene Wert für die Konzentration von SARS-CoV-2 Antikörpern mit dem Sollwert abgeglichen. Die in Figur 4 dargestellte Korrelation zeigt das lineare Verhalten bei Verdünnung. A DS018 sample was diluted in the ratios 1:2, 1:4, 1:8 and 1:16 and the value obtained for the concentration of SARS-CoV-2 antibodies by determining the absorption and comparing it with the calibration curve was compared with the target value . The correlation shown in FIG. 4 shows the linear behavior with dilution.
7. Bestimmung der Messgenauigkeit 7. Determination of measurement accuracy
Hierzu wurde die Konzentration der SARS-CoV-2 Antikörper für die Probe DS011 , 20-mal hintereinander bestimmt. Die Ergebnisse sind nachfolgender Tabelle zu entnehmen. Der Variationskoeffizient [VK %] war 3,79 %.
Figure imgf000028_0002
For this purpose, the concentration of the SARS-CoV-2 antibodies for the sample DS011 was determined 20 times in a row. The results can be found in the table below. The coefficient of variation [CV%] was 3.79%.
Figure imgf000028_0002
ERSATZBLATT (REGEL 26)
Figure imgf000029_0001
SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
Figure imgf000029_0001
8. Untersuchung von bimodalen Partikelgrößenverteilungen 8. Investigation of bimodal particle size distributions
Die folgenden Ergebnisse von Untersuchungen von Ausführungsformen mit bimodaler Partikelgrößenverteilung zeigen, dass unterschiedlich große Partikel sich mit ihrer jeweiligen Messgenauigkeit in verschiedenen Titer-Bereichen optimal ergänzen.
Figure imgf000029_0002
The following results of investigations into embodiments with a bimodal particle size distribution show that particles of different sizes complement each other optimally with their respective measuring accuracy in different titer ranges.
Figure imgf000029_0002
Die Ergebnisse sind in den Figuren 5 bis 7 noch einmal grafisch dargestellt. The results are shown again graphically in FIGS. 5 to 7.
ERSATZBLATT (REGEL 26) 9. Vergleich WHO Referenzmaterial vs. monoklonale Antikörper als Kalibrator SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 9. Comparison of WHO reference material vs. monoclonal antibodies as calibrator
Die in Figur 8 grafisch dargestellten Ergebnisse von Untersuchungen von Ausführungsformen mit bimodaler Partikelgrößenverteilung zeigen, dass unterschiedlich große Partikel sich mit ihrer jeweiligen Messgenauigkeit in verschiedenen Titer-Bereichen optimal ergänzen. The results of investigations into embodiments with a bimodal particle size distribution, shown graphically in FIG. 8, show that particles of different sizes complement each other optimally with their respective measuring accuracy in different titer ranges.
ERSATZBLATT (REGEL 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)

Claims

29 29
P a t e n t a n s p r ü c h e Diagnostisches Reagenz zum Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern in einer Probe, wobei das Reagenz eine wässrige Suspension von oberflächenmodifizierten Polymerpartikeln mit mindestens einem kovalent an diese gebundenen Protein aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine kovalent gebundene Protein einen zu einem a) immunogenen Protein von SARS-CoV-2 oder b) einem Fragment eines immunogenen Proteins von SARS-CoV-2, das bi) einen zur Region Binding Domain oder der N-Terminal Domain des Spike-Proteins homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung 80 % aufweist und/oder bg) das mindestens 50 % der Anzahl der Aminosäuren des entsprechenden immunogenen Proteins von SARS-CoV-2 aufweist, homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung > 80 % aufweist. Diagnostisches Reagenz nach Anspruch 1 , wobei das immunogene Protein von SARS-CoV-2 ein Strukturprotein ist, vorzugsweise das Nucleocapsidprotein oder das Spike-Protein, vorzugsweise das Spike-Protein. Diagnostisches Reagenz nach Anspruch 1 , wobei das Fragment eines immunogenen Proteins von SARS-CoV-2 die Si-Subunit des Spike-Proteins oder die Region Binding Domain der Si-Subunit oder die N-Terminal Domain des Spike-Proteins ist. Diagnostisches Reagenz nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Polymerpartikel eine durchschnittliche Partikelgröße im Bereich von 100 bis 500 nm, vorzugsweise 150 bis 400nm, aufweisen. Diagnostisches Reagenz nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Suspension einen pH-Wert im Bereich von 8 bis 10 aufweist. 30 Patent claims Diagnostic reagent for the detection of SARS-CoV-2 antibodies in a sample, the reagent having an aqueous suspension of surface-modified polymer particles with at least one covalently bound protein, characterized in that the at least one covalently bound protein has a an a) immunogenic protein from SARS-CoV-2 or b) a fragment of an immunogenic protein from SARS-CoV-2, which bi) has a sequence section homologous to the binding domain region or the N-terminal domain of the spike protein with a sequence match of 80 % and/or bg) which has at least 50% of the number of amino acids of the corresponding immunogenic protein of SARS-CoV-2, has a homologous sequence section with a sequence identity >80%. Diagnostic reagent according to claim 1, wherein the immunogenic protein of SARS-CoV-2 is a structural protein, preferably the nucleocapsid protein or the spike protein, preferably the spike protein. The diagnostic reagent of claim 1, wherein the fragment of an immunogenic protein of SARS-CoV-2 is the Si subunit of the spike protein or the region binding domain of the Si subunit or the N-terminal domain of the spike protein. Diagnostic reagent according to any one of the preceding claims, wherein the polymer particles have an average particle size in the range of 100 to 500 nm, preferably 150 to 400 nm. A diagnostic reagent as claimed in any one of the preceding claims wherein the suspension has a pH in the range 8-10. 30
6. Diagnostisches Reagenz nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Polymer der Polymerpartikel ausgewählt ist unter (Meth)Acrylatpolymer, Dextran-Epich- lorhydrin-Copolymer, Polystyrol, Melaminharz und Silica. 6. Diagnostic reagent according to any one of the preceding claims, wherein the polymer of the polymer particles is selected from (meth)acrylate polymer, dextran-epichlorohydrin copolymer, polystyrene, melamine resin and silica.
7. Diagnostisches Reagenz nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die kovalente Bindung des Proteins durch direkte Verknüpfung des Proteins mit den funktionellen Oberflächengruppen der oberflächenfunktionalisierten Polymerpartikel ausgebildet ist und wobei die funktionellen Gruppen ausgewählt sind unter einer Carboxylgruppe (-COOH), primären Amingruppe (-RNH2), aromatischen Amingruppe (-ArNHa), Chlormethylgruppe (-CH2CI), einer aromatischen Chlormethylgruppe (-ArCH2CI), Amidgruppe (-CONH2), Hydrazidgruppe (-CONHNH2), Aldehydgruppe (-CHO), Hydroxylgruppe (-OH), Thiolgruppe (-SH), Epoxygruppe und Biotin-Avidin. 7. Diagnostic reagent according to any one of the preceding claims, wherein the covalent bond of the protein is formed by directly linking the protein to the functional surface groups of the surface-functionalized polymer particles and wherein the functional groups are selected from a carboxyl group (-COOH), primary amine group (-RNH2 ), aromatic amine group (-ArNHa), chloromethyl group (-CH2CI), aromatic chloromethyl group (-ArCH 2 CI), amide group (-CONH2), hydrazide group (-CONHNH2), aldehyde group (-CHO), hydroxyl group (-OH), thiol group (-SH), epoxy group and biotin-avidin.
8. Diagnostisches Reagenz nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine an die Polymerpartikel kovalent gebundene Protein ein rekombinantes Protein ist und/oder das mindestens eine an die Polymerpartikel kovalent gebundene Protein einen Protein-Tag aufweist. 8. Diagnostic reagent according to any one of the preceding claims, wherein the at least one protein covalently bound to the polymer particles is a recombinant protein and/or the at least one protein covalently bound to the polymer particles has a protein tag.
9. Satz von Chemikalien, umfassend ein diagnostisches Reagenz nach einem der vorausgehenden Ansprüche. 9. A kit of chemicals comprising a diagnostic reagent according to any one of the preceding claims.
10. Satz von Chemikalien nach Anspruch 9, umfassend neben den oberflächenmodifizierten Polymerpartikeln mit mindestens einem kovalent an diese gebundenem SARS- CoV-2 Protein als weitere Komponenten einen Reaktionspuffer, eine Kontrolle, einen Kalibrator und/oder eine Probenverdünnungsmatrix. 10. Set of chemicals according to claim 9, comprising, in addition to the surface-modified polymer particles with at least one SARS-CoV-2 protein covalently bound to them, a reaction buffer, a control, a calibrator and/or a sample dilution matrix as further components.
11 . Satz von Chemikalien nach einem der Ansprüche 9 und 10, bei dem das diagnostische Reagenz wenigstens auf die zwei folgenden Reagenzienkomponenten aufgeteilt ist: 11 . A kit of chemicals according to any one of claims 9 and 10, wherein the diagnostic reagent is divided into at least the following two reagent components:
Reagenzienkomponente 1 mit einem Puffersystem und mit einem pH-Wert im Bereich von 4 bis 10 und Reagent component 1 with a buffer system and with a pH in the range of 4 to 10 and
Reagenzienkomponente 2 mit den oberflächenmodifizierten Polymerpartikeln mit mindestens einem kovalent an diese gebundenem SARS-CoV-2 Protein, mit einem Puffersystem und mit einem pH-Wert im Bereich von 4 bis 11 . Reagent component 2 with the surface-modified polymer particles with at least one SARS-CoV-2 protein covalently bound to them, with a buffer system and with a pH in the range from 4 to 11.
12. Satz von Chemikalien nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , der wenigstens einen Kalibrator enthält, der rekombinante monoklonale Antikörper, die Spike-1 RBD binden, enthält. 12. Set of chemicals according to any one of claims 9 to 11, which contains at least one calibrator containing recombinant monoclonal antibodies which bind Spike-1 RBD.
13. Verfahren zur Herstellung eines diagnostischen Reagenz nach einem der vorausgehenden Ansprüche, umfassend nachfolgende Schritte: 13. A method for producing a diagnostic reagent according to any one of the preceding claims, comprising the following steps:
A) Zurverfügungstellung von a) oberflächenfunktionalisierten Polymerpartikeln, vorzugsweise in Form einer wässrigen Suspension, und b) einer Lösung oder Suspension mindestens eines Proteins, das eine zu einem immunogenen Protein von SARS-CoV-2 oder einem Fragment eines immuno- genen Proteins von SARS-CoV-2 homologe Sequenz mit einer Sequenzübereinstimmung 80%, vorzugsweise s 90%, aufweist, wobei das Fragment einen zur Region Binding Domain oder der N-Terminal Domain des Spike-Proteins homologen Sequenzabschnitt mit einer Sequenzübereinstimmung 80 % aufweist und/oder mindestens 50 % der Anzahl der Aminosäuren des entsprechenden immunogenen Proteins von SARS-CoV-2 aufweist, A) Provision of a) surface-functionalized polymer particles, preferably in the form of an aqueous suspension, and b) a solution or suspension of at least one protein which is a to an immunogenic protein of SARS-CoV-2 or a fragment of an immunogenic protein of SARS- CoV-2 homologous sequence with a sequence identity of 80%, preferably s 90%, wherein the fragment has a sequence section homologous to the binding domain region or the N-terminal domain of the spike protein with a sequence identity of 80% and/or at least 50% has the number of amino acids of the corresponding immunogenic protein of SARS-CoV-2,
B) Vermischen der Komponenten a) und b), um eine Suspension zu erhalten, B) mixing components a) and b) to obtain a suspension,
C) Reagieren der Suspension aus Schritt B) bei einem pH-Wert im Bereich von 3- 6, um das Protein kovalent an die Polymerpartikel zu binden. C) Reacting the suspension from step B) at a pH in the range 3-6 to covalently bind the protein to the polymer particles.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Reagieren der oberflächenfunktionalisierten Polymerpartikel mit dem mindestens einen Protein bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 29°C, im Bereich von 30 bis 34°C oder im Bereich von 35 bis 45°C erfolgt und/oder über einen Zeitraum von 20 bis 100 Stunden erfolgt. 14. The method according to claim 13, wherein the reaction of the surface-functionalized polymer particles with the at least one protein takes place at a temperature in the range from 20 to 29°C, in the range from 30 to 34°C or in the range from 35 to 45°C and/ or over a period of 20 to 100 hours.
15. Diagnostisches Reagenz zum Nachweis von SARS-CoV-2 Antikörpern in einer Probe, wobei das Reagenz nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14 erhältlich ist. 15. Diagnostic reagent for detecting SARS-CoV-2 antibodies in a sample, wherein the reagent can be obtained by a method according to any one of claims 13 or 14.
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