Возможности иммунохроматографических тест-полосок для детекции наркотиков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Возможности иммунохроматографических тест-полосок для детекции наркотиков

Хан¹ Олег Юрьевич, Елистратов² Игорь Александрович, Еремин¹ Сергей Александрович

¹ Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. Химический факультет.

Ленинские горы, 1, стр. 3. ГСП-1. г. Москва, 119991. Россия.

Тел.: (495) 939-41-92. E-mail: saeremin@gmail.com

² ЗАО «ОСИРИС С». Ул. Россолимо, 17. г. Москва, 119021. Россия.

Тел.: (495) 925-77-46. E-mail: osiris@osiris.ru

Аннотация

Использование иммунохроматографических тест-полосок для быстрого и простого определения веществ на данный момент получило широкое распространение во многих отраслях. Большая доля иммунохроматографических исследований приходится на наркологию. Оценка и регистрация результата иммунохроматографии проводится визуально, что в ряде случаев может вызвать определенные неудобства. Для того чтобы исключить человеческий фактор, последнее время создаются различные системы видеоцифровой регистрации результатов.

Ключевые слова: иммунохроматография, тест-полоски, видеоцифровая детекция.

Введение

Иммунохроматография - является одной из разновидности иммунохимических методов детектирования веществ, поэтому, как во всех иммунохимических методах, в основе у нее лежит реакция связывания антиген-антитело. Из-за особенностей этой реакции метод получается быстрым, специфичным и недорогим. К достоинствам этого метода можно также отнести его стоимость, время проведения не превышающее 5 минут, и простоту выполнения, что снижает необходимость наличия высококвалифицированных специалистов и вероятность ошибки. Все эти свойства обусловили то, что иммунохроматография на сегодняшний день стала одним из самых распространенных скрининговых (предварительных) методов в химико-токсикологическом анализе. [1-3]

Существует несколько типов иммунохроматографии, которые различаются расположением и типом регентов в реакционных зонах на мембране, а также от параметров и структуры определяемого вещества. Для наркотических веществ, в соответствии с небольшими размерами их молекул, используется конкурентный тип анализа. В этом типе на тестовой полоске различают три зоны:

Ш зона с незакрепленным конъюгатом метки и первичных антител,

Ш тестовая зона с закрепленным конъюгатом белка и антигена,

Ш контрольная зона с закрепленными антивидовыми антителами.

При погружении конца тест-полоски в биологический образец с антигеном (в частности наркотиком или его метаболитом), фронт жидкости начинает мигрировать вверх по мембране проходя последовательно все зоны.

При прохождении через первую зону, антиген, содержащийся в биологическом образце реагирует с первичными антителами, закрепленными на метке, блокируя их центры связывания. Прореагировавший конъюгат начинает двигаться ко второй тестовой зоне, где связывания не происходит и он проходит дальше во вторую зону. В третьей зоне антивидовые антитела реагируют с первичными антителами и удерживают конъюгат с меткой на месте, вследствие чего в контрольной зоне появляется окраска. Если же искомого антигена (нар-котика) в биологическом образце не содержалось, то первоначального блокирования центров связывания первичных антител не происходит, из-за чего последние реагирую с антигеном во второй зоне, с последующим появление окрашенной зоны. Суммируя, можно сказать, что в случае наличие искомого антигена в биологическом образце появляется одна окрашенная полоса в контрольной зоне, а в случае отсутствия - две окрашенных полосы в тестовой и контрольной зонах.

Для оптимизации и получения наилучших аналитических характеристик в иммунохроматографии были опробованы различные условия, реагенты, типы меток, антител и тому подобное.

Метки для иммунохроматографии

Коллоидное золото - является наиболее распространенной меткой для иммунохроматографии в химико-токсикологическом анализе наркотических веществ. Представляет собой частицы коллоидного золота определенного размера. Для получения частиц чаще всего используют цитратный метод получения из HAuCl4 [4-7].

В соответствии с проведенными исследованиями, оптимальным размером частиц коллоидного, показывающим наилучшие аналитические характеристики, является 40 нм. Однако зачастую используются размеры 20-30 нм [8].

Помимо выбора размера частиц коллоидного золота, для оптимизации методики следует также подобрать оптимальной нагрузку антител на коллоидное золото [9]. Иногда для улучшения аналитических характеристик частицы колоидного золота покрывают слоем серебра [10].

Углеродные точки - популярность использования обусловлена дешевизной и удобством цифровой видеорегистрации вследствие высококонтрастного черного окрашивания тестовых и контрольных зон [11-12].

Квантовые точки - В качестве меток характеризуются высокой аналитической чувствительностью, стабильностью. Часто используются для многих типов иммунохимического анализа, а также других биологических исследований. Обычно представляют собой сложную структуру, состоящую из ядра CdS и оболочки ZnS [13-15].

Экспериментальная часть

Для видеоцифровой регистрации результатов использовался прибор «Рефлеком» (заявленная чувствительность - 200 нг/мл).

Результаты и их обсуждение

Видеоцифровая регистрация

К недостаткам иммунохроматографии можно отнести большой человеческий фактор в интерпретации результата, который состоит в визуальной детекции, а также в только качественной оценке. Для того чтобы свести недостатки к минимуму был разработан и апробирован ряд методов видеоцифровой регистрации результатов.

В качестве примера можно рассматривать результаты, полученные с тест-полосками «Наркостоп-Опиаты» фирмы «ОСИРИС С» в совокупности с прибором «Рефлеком».

Принцип метода заключается в определении интенсивности тестовой полосы иммунохроматографической тест-полоски, так как при увеличении концентрации антигена в образце происходит постепенное уменьшение интенсивности окраски тестовой полосы. Для регистрации интенсивности полосы могут быть как портативные приборы с программным обеспечением, так и отдельные программы в совокупности с обычным сканером.

На основании полученных результатов можно сделать калибровку и установить значения, при которых программа будет фиксировать положительный результат.

иммунохроматография тест полоска полуколичественный

Выводы

Можно утверждать, что иммунохроматографический метод из качественного становится полуколичественным с возможность определение концентрации антигена в определенном диапазоне. Практическое применение использования полуколичественного определения обусловлено помощью химику-аналитику в выборе дальнейшего направления анализа.

Литература

[1] Бызова Н.А., Сафенкова И.В., Гаврилова Н.Ф., Распопова Е.Н., Яковлева И.В., Генералова А.Н., Лукин Ю.В., Черкасова В.В., Жердев А.В., Дзантиев Б.Б. Иммунохроматографическая и латекс-агглютинацонная системы детекции дифтерийного токсина. Биоорганическая xимия. 2009. Т.35. №4. С.482-489.

[2] Бызова Н.А., Сафенкова И.В., Чирков С.Н., Авдиенко В.Г., Гусева А.Н., Митрофанова И.В., Жердев А.В., Дзантиев Б.Б., Атабеков И.Г. Взаимодействие вируса шарки сливы с антителами, конъюгированными с коллоидным золотом, и разработка иммунохроматографической тестсистемы для детекции вируса. Биохимия. 2010. Т.75. №11. С.1583=1595.

[3] Бызова Н.А., Сафенкова И.В., Чирков С.Н., Жердев А.В., Блинцов А.Н., Дзантиев Б.Б., Атабеков И.Г. Разработка иммунохроматографических тест-систем для эксрессной детекции вирусов растений. Прикладная биохимия и микробиология. 2012. Т.45. №2. С.225-231.

[4] Bingqian Liu, Qunfang Li, Bing Zhang, Yuling Cui, Huafeng Chen, Guonan Chen, Dianping Tang. Synthesis of patterned nanogold and mesoporous CoFe2O4 nanoparticle assemblies and their application in clinical immunoassays. Nanoscale. 2011. Vol.3. P.2220-2226.

[5] Sun Xiulana, Zhao Xiaoliana, Tang Jiana, Jun Zhoub, Chuc F.S. Preparation of gold-labeled antibody probe and its use in immunochromatography assay for detection of aflatoxin B1. International Journal of Food Microbiology. 2005. Vol.99. P.185-194.

[6] C. Chafer-Pericas, A. Maquieira, R. Puchades. Functionalized inorganic nanoparticles used as labels in solid-phase immunoassays. Trends in Analytical Chemistry. 2012. Vol.31. P.144-156.

[7] Vinay Tripathi, Seema Nara, Kamya Singh, Harpal Singh, Tulsidas G. Shrivastav. A competitive immunochromatographic strip assay for 17-б-hydroxyprogesterone using colloidal gold nanoparticles. Clinica Chimica Acta. 2012. Vol.413. P.262-268.

[8] Дыкман Л.А., Богатырев В.А. Коллоидное золото в твердофазных методах анализа. Биохимия. 1997. Т.62. №4. С.411-418.

[9] Chunmei Song, Qingtang Liu, Aimin Zhi, Jifei Yang, Yubao Zhi, Qingmei Li, Xiaofei Hu, Ruiguang Deng, Justin Casas, Liang Tang, Gaiping Zhang. Development of a Lateral Flow Colloidal Gold Immunoassay Strip for the Rapid Detection of Olaquindox Residues. Agricultural Food Chemistry. 2011. Vol.59. P.9319-9326.

[10] Elisangela M. Linares, Lauro T. Kubota, Jens Michaelis, Stefan Thalhammer. Enhancement of the detection limit for lateral flow immunoassays. Evaluation and comparison of bioconjugates. Journal of Immunological Methods. 2012. Vol.375. P.264-270.

[11] A. Geertruida, Posthuma-Trumpie, Jan H. Wichers, Marjo Koets, B. Luciлnne, J.M. Berendsen, Aart van Amerongen. Amorphous carbon nanoparticles: a versatile label for rapid diagnostic (immuno)assays. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2012. Vol.402. No.2. P.593-600.

[12] S. Zhang, H. Song, P. Guo, J. Zhou, X. Chen. Formation of carbon nanoparticles from soluble graphene oxide in an aqueous solution. Carbon. 2012. Vol.48. P.4211-4214.

[13] Y. Xing, J.H. Rao. Quantum dot bioconjugates for in vitro diagnostics & in vivo imaging. Cancer Biomarkers. 2008. Vol.4. P.307-319.

[14] S. Dwarakanath, J. Bruno, A. Shastry, T. Phillips, A. John, A. Kumar, L. Stephenson. Quantum dot-antibody and aptamer conjugates shift fluorescence upon binding bacteria. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2004. Vol.325. P.739-743.

[15] Hungchi Niana, Jun Wanga, Hong Wua, Jiunn-Guang Lob, Kong-Hwa Chiuc, Joel G. Poundsa, Yuehe Lina. Electrochemical immunoassay of cotinine in serum based on nanoparticle probe and immunochromatographic strip. Analytica Chimica Acta. 2012. Vol.713. P.50-55.

Размещено на Allbest.ru