ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей флуоресцентной меткой

Классы МПК:G01N33/52 использование соединений или составов для колориметрического, спектрофотометрического или флуорометрического анализа, например реактивной бумаги
G01N33/53 иммунологический анализ, анализ биоспецифического связывания, материалы для этого
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии имени А.Н. Баха РАН Российской академии наук (ИНБИ РАН) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-07-26
публикация патента:

Изобретение относится к медицине и касается способа проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей флуоресцентной меткой, в котором на мембранной тест-полоске формируют комплексы, в состав которых входят молекулы антигена или антигенов, специфичные к ним антитела и молекулы метки. При этом после проведения анализа метка экстрагируется из рабочей мембраны тест-полоски и флуоресцентный сигнал измеряется в объеме жидкости. Способ по изобретению обеспечивает оптимальные условия для флуоресценции метки, а так же устранение мешающего влияния мембраны, которая, будучи непрозрачной, уменьшает интенсивность как возбуждающего, так и испускаемого света. 1 ил., 1 пр.

Рисунки к патенту РФ 2535061

способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061

Изобретение относится к иммунологии и биотехнологии и представляет собой способ иммунохроматографического анализа с диссоциирующей флуоресцентной меткой.

Иммунохроматографический способ оценки содержания различных соединений широко используется в практике медицинской диагностики [Raphael С. Wong l Harley Y. Tse (Editors) (2009) Lateral Flow Immunoassay. Springer, USA].

Иммунохроматографический анализ может быть реализован в нескольких вариантах. Рассмотрим в общем виде схему «сэндвич»-формата иммунохроматографии как одного из наиболее часто используемых. Проба, потенциально содержащая определяемое соединение, под действием капиллярных сил перемещается вдоль тест-полоски. При этом она вначале взаимодействует с меченым компонентом (чаще всего антителами против определяемого соединения), затем фронт жидкости преодолевает участок (аналитическую зону) с иммобилизованным компонентом, связывающим определяемое соединение. Степень связывания метки в аналитической зоне и, соответственно, интенсивность окрашивания мембраны определяются концентрацией аналита в пробе. Основными преимуществами иммунохроматографического анализа являются быстрота получения результата (5-15 мин) и возможность бесприборной детекции. В качестве метки в подавляющем большинстве случаев используются частицы коллоидного золота. [Babacar Ngom & Yancheng Guo & Xiliang Wang & Dingren Bi. (2010) Development and application of lateral flow test strip technology for detection of infectious agents and chemical contaminants: a review // Anal Bioanal Chem 397:1113-1135]. Однако если требуется повысить чувствительность анализа, используются другие маркеры, например флуоресцентные красители [Yoo, Jisun, Jung, Young Мее, Hahn, Jong Hoon, Pyo, Dongjin (2010) 'QUANTITATIVE ANALYSIS OF A PROSTATE-SPECIFIC ANTIGEN IN SERUM USING FLUORESCENCE IMMUNOCHROMATOGRAPHY', Journal of Immunoassay and Immunochemistry, 31:4, 259-265]. Хотя в таком случае для регистрации сигнала требуется дополнительное оборудование, данный подход позволяет сочетать быстроту получения результата (благодаря использованию принципа иммунохроматографии) и высокочувствительную детекцию (благодаря низкому пределу обнаружения флуоресцентного красителя).

По сравнению с органическими флуоресцентными красителями флуоресцентные лантанидные (Eu 3+, Sm3+, Tb3+, Dy3+, способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 ) комплексы обладают такими преимуществами, как длительное время жизни флуоресценции (до 1000 микросекунд), большой стоксовский сдвиг (>250 нм), узкий профиль эмиссии, что позволяет применять их в методе микросекундной спектроскопии с временным разрешением [Yuan J., Wang G. (2005) Lanthanide complex-based fluorescence label for time-resolved fluorescence bioassay. J. Fluorescence, 15, 559-568].

Флуоресцентные метки на основе лантанидных комплексов успешно используют в высокочувствителых разрешенных во времени флуоресцентных иммунологических методах. Благодаря тому, что технология регистрации сигнала с временным разрешением позволяет легко отделить специфический долгоживущий флуоресцентный сигнал метки от короткоживущих фоновых шумов в биопробах и избавиться от эффектов светорассеяния (рассеяния Тиндалля, Релея и Рамана), предел детекции метода значительно повышается [Yuan J., Wang G. (2005) Lanthanide complex-based fluorescence label for time-resolved fluorescence bioassay. J. Fluorescence, 15, 559-568.], [Hemmila I. (1985) Fluoroimmunoassays and immunofluorometric assays. Clin. Chem., 31, 359-370].

Формирование комплексов с некоторыми органическими лигандами значительно усиливает флуоресценцию ионов лантаноидов. После поглощения света лигандом происходит эффективный перенос энергии с возбужденного синглетного энергетического уровня через триплетный уровень на резонансный энергетический уровень металла [Ferrari М., Ozkan М. and Heller М.J. (2007) BioMEMS and Biomedical Nanotechnology. Volume II: Micro/Nano Technologies for Genomics and Proteomics. - Springer US].

Для диссоциативного метода анализа используют первичные комплексы полиаминополикарбоксилатных хелаторов с лантанидами, которые демонстрируют высокую стабильность и растворимость в воде. Большая часть комплексонов образует лантанидные хелаты с константами связывания порядка 1015 M-1 . Для конъюгирования метки с антителами в структуре комплексона присутствует соответствующая химическая группа, такая как, например, диазофенил-ЭДТА или аминофенил-ЭДТА. Эти комплексоны хорошо подходят для диссоциативного анализа с последующим усилением флуоресценции посредством добавления способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 -дикетонатов. На этом принципе построена система анализа DELFIA (Dissociative-Enhansed Lanthanide Fluorescence Immunoassay). В этой системе европий диссоциирует из комплексона (ИТЦ-ДТТА-Eu) в кислой среде, а затем измеряется флуоресценция хелата Eu с способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 -дикетон-три-н-октилфосфином в мицеллярном водном растворе [Yuan J., Wang G. (2005) Lanthanide complex-based fluorescence label for time-resolved fluorescence bioassay. J. Fluorescence, 15, 559-68].

Для регистрации флуоресценции лантанидных комплексов используют метод флуориметрии с временным разрешением. После краткосрочного облучения образца люминесценция всех молекул и кюветы (планшета) начинает экспоненциально расти. Короткоживущая фоновая флуоресценция быстро убывает и не мешает измерению флуоресценции метки. Это позволяет измерять исключительно долгоживущую флуоресценцию лантанидной метки. Обычно проводят множество циклов измерений для одного образца (в течение 1 с), что улучшает соотношение сигнал/шум при подсчетах [Hemmila I. (1985) Fluoroimmunoassays and immunofluorometric assays. Clin. Chem., 31, 359-70].

Несмотря на отмеченные выше достоинства диссоциирующих лантанидных меток, ранее данный подход не применялся для усиления сигнала в иммунохроматографических системах.

Если детекция сигнала метки производится не с поверхности мембраны, а из раствора, то в объеме раствора можно создать оптимальные условия для флуоресценции метки, а так же устранить экранирование светового сигнала мембраной тест-полоски. Для этого заявителями предлагается после проведения иммунохроматографического анализа экстрагировать связанные в аналитической зоне молекулы метки и проводить приборную регистрацию активности флуоресцентной метки в объеме экстрагирующего раствора.

Достоинства, сформулированные выше, подтверждены экспериментально и демонстрируются приведенным ниже примером.

Пример:

Определение концентрации моноклональных антител HTM81 против рекомбинантного антигена 38 кДа Mycobacterium tuberculosis.

1. Получение конъюгата антител с ИТЦ-ДТТА-Eu

Для конъюгации использовали набор «DELFIA® Eu-Labelling kit 1244-302» производства компании PerkinElmerспособ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 (Wallac Oy, Финляндия), содержащий:

1) «Eu-labelling reagent» - 0,2 мг (300 нм) N1 -(п-изотиоцианатобензил)-диэтилентриамин-N1,N 2,N3,N4-тетраацетат Eu3+ (ИТЦ-ДТТА-Eu), лиофилизированный.

2) Усиливающий раствор «DELFIA® Enhancement Solution)) - Тритон-X100, уксусная кислота и хелаторы.

2 мг моноклональных антител (мАт) ТВ38 с1.81 в 1 мл 0.1 М карбонатного буфера, pH 8.5 (антитела переводили в буфер диализом в течение 35 мин) перемешивали с 0.2 мл 7.5 мМ водного раствора «Eu-labelling reagent» (ИТЦ-ДТТА-Eu, 500-кратный избыток). Смесь оставляли на ночь при +4°C. Очистку конъюгата мАт-ИТЦ-ДТТА-Eu проводили методом гель-фильтрации с использованием колонки 1.5×28 см с носителем Sephadex G-50, уравновешенной 50 мМ трис-HCl с 0.15 М NaCl и 0.05% NaN3, pH 7.75.

Оптическую плотность полученных фракций измеряли на спектрофотометре Shimadzu 1202 при длине волны 280 нм. Для определения количества включившейся метки аликвоты антител разводили в усиливающем растворе в соотношении 1:10000 до конечного объема 200 мкл в лунках микропланшета, инкубировали 2 мин, а затем регистрировали флуоресценцию на планшетном ридере EnSpire 2300 производства компании PerkinElmerспособ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 .

2. Определение количества антител, меченных ИТЦ-ДТТА-Eu, с использованием усиления флуоресценции

В методе использовали хелат Eu3+ с N1(п-изоцианатбензил)диэтилен триамин-N1,N2,N3,N3 -тетрауксусной кислоты (ИТЦ-ДТТА-Eu) в качестве метящего реагента. К препарату меченых антитела или конъюгата антител с КЗ добавляли растор способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 -дикетона (2-нафтилтрифлуороацетон способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 -NTA) и слабокислый усиливающий флуоресценцию раствор (pH 3,2), содержащий триоктилфосфиноксид (ТОРО) и Тритон Х-100. Ион Eu3+ из меченого агента переходил в раствор и связывался с лигандом. При этом раствор превращался в сильно флуоресцирующий мицеллярный раствор, содержащий Eu(способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 -ИТА)3(ТОРО)2 хелат, флуоресценцию которого измеряли методом флуорометрии с временным разрешением на приборе Wallac 1234 Fluorimetr (Perkin Elmer, Финляндия) [Ferrari M., Ozkan M., Heller M.J. (2007) BioMEMS and Biomedical Nanotechnology. Volume II: Micro/Nano Technologies for Genomics and Proteomics. - Springer US]. Параметры регистрации флуоресценции Eu3+ : время задержки 0.1 мс, частота вспышки 1 мс, время считывания сигнала 0.4 мс, возбуждение на 340 нм и регистрация флуоресценции на 615 нм.

Построение калибровочного графика для определения количества связавшейся метки на молекулу антитела. Меченые антитела (объемом 2-20 мкл, концентрация 1-100 мкг/мл) разводили в усиливающем растворе до конечного объема 200 мкл в лунках разборного прозрачного микропланшета из набора «DELFIA® Eu-Labelling kit 1244-302», инкубировали 10 мин при комнатной температуре, затем измеряли флуоресценцию. Содержание антител во фракциях и количество включившейся метки в полученных препаратах меченых антител рассчитывали по следующим формулам:

способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 ,

где A=10000 - фактор разведения;

B=1000000 - сигнал стандартного препарата 1 нМ Eu3+ ;

способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 ;

способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 ;

где 1,34 - поглощение 1 мг/мл антител при 280 нм, 160000 - молекулярная масса IgG, 0,008 - поглощение 1 мкМ хелатного комплекса европия при 280 нм.

Соотношение количества связавшейся метки к количеству антител составило 0,57.

3. Построение калибровочного графика для определения концентрации меченых антител, иммобилизованных на иммунохроматографической мембране, по флуоресценции Eu 3+

Антитела наносили на рабочую мембрану CNPC-SN12 L2-P25 (размер пор 15 мкм) «mdi Easypack» фирмы «Advanced Microdevices» (Индия). Затем отрезали участок рабочей мембраны с иммобилизованными антителами и помещали в эппендорф, заполняли эппендорф 100 мкл усиливающего раствора «DELFIA® Enhancement Solution», инкубировали 2 мин, отбирали аликвоты 50 мкл и регистрировали флуоресценцию на планшетном ридере EnSpire 2300 производства компании PerkinElmerспособ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 .

Калибровочная кривая определения антител представлена на чертеже.

Предел детекции согласно существующим рекомендациям [Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. (1975) Основы метрологии, 2-е изд., М.], [Чарыков А.К. (1984) Математическая обработка результатов химического анализа, Л.] определяли как концентрацию, дающую значение сигнала, равное фоновому сигналу (640 единиц) плюс 3 стандартных отклонения фонового сигнала (3·197 единиц). Предел детекции антител составил 0,9 нг/мл, что соответствует пределу детекции метки 3,1·10-12 М с учетом отношения количества связавшейся метки к количеству антител.

4. Определение предела детекции коллоидного золота, как метки в иммунохроматографическом анализе (для сравнения пределов детекции двух меток)

На иммунохроматографическую мембрану CNPC-SN12 L2-P25 наносили растворы, представляющие собой ряд разведений частиц коллоидного золота размером 25 нм. Затем сканировали изображение тест-полоски и оцифровывали, количественно оценивая интенсивность окраски коллоидного золота на мембране с помощью программы «Nonlinear Dynamics TotalLab TL120 v2009». Как и в случае с флуоресцентной меткой, предел детекции определяли как концентрацию метки, дающую интенсивность окрашивания, на три стандартных отклонения превышающую фоновый сигнал. Предел детекции коллоидного золота составил 1,3·10-10 М, что (при соотношении 1 антитело на 1 частицу коллоидного золота) соответствует пределу детекции антител, равному 20 нг/мл.

Таким образом, предел детекции антител при использовании диссоциирующей флуоресцентной метки более чем в 20 раз ниже, чем при использовании традиционной метки - коллоидного золота (0,9 нг/мл и 20 нг/мл соответственно).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Чертеж. Калибровочный график для определения концентрации меченых антител, иммобилизованных на иммунохроматографической мембране, по флуоресценции Eu 3+способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей   флуоресцентной меткой, патент № 2535061 .

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ проведения иммунохроматографического анализа с диссоциирующей флуоресцентной меткой, в котором на мембранной тест-полоске формируют комплексы, в состав которых входят молекулы антигена или антигенов, специфичные к ним антитела, и молекулы метки, отличающийся тем, что после проведения анализа метка экстрагируется из рабочей мембраны тест-полоски и флуоресцентный сигнал измеряется в объеме жидкости.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2535061

patent-2535061.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс G01N33/52 использование соединений или составов для колориметрического, спектрофотометрического или флуорометрического анализа, например реактивной бумаги

Патенты РФ в классе G01N33/52:
способ диагностики тромбоэмболии легочных артерий -  патент 2527346 (27.08.2014)
способ оценки токсической опасности антихолинэстеразных соединений -  патент 2526817 (27.08.2014)
способ спекрофотометрического определения ионов металлов -  патент 2526176 (20.08.2014)
способ прогнозирования эффективности лечения больных раком легкого -  патент 2526120 (20.08.2014)
способ комплексной оценки содержания продуктов окислительной модификации белков в тканях и биологических жидкостях -  патент 2524667 (27.07.2014)
способ прогнозирования наступления беременности -  патент 2524650 (27.07.2014)
способ определения маркера развития ревматоидного артрита на основе выявления укорочения относительной длины теломер на отдельных хромосомах в т-лимфоцитах периферической крови -  патент 2522961 (20.07.2014)
способ раннего выявления дисметаболической нефропатии у детей 3-7 лет нефелометрическим методом -  патент 2521366 (27.06.2014)
способ прогнозирования развития кардиопатии и энцефалопатии в неонатальном периоде у новорожденных от женщин с фетоплацентарной недостаточностью -  патент 2521287 (27.06.2014)
способ интраоперационной диагностики рака щитовидной железы -  патент 2521239 (27.06.2014)

Класс G01N33/53 иммунологический анализ, анализ биоспецифического связывания, материалы для этого

Патенты РФ в классе G01N33/53:
способ диагностики поражения вегетативных парасимпатических узлов головы вирусной этиологии -  патент 2529795 (27.09.2014)
способ диагностики поражения вегетативных парасимпатических узлов головы вирусной этиологии -  патент 2529794 (27.09.2014)
способ оценки острой соматической боли -  патент 2529793 (27.09.2014)
способ оценки эффективности противогерпетического действия фотодинамического воздействия на вирус простого герпеса (впг) in vitro -  патент 2529792 (27.09.2014)
способ прогнозирования самопроизвольного выкидыша -  патент 2529788 (27.09.2014)
способ идентификации вызывающих муковисцидоз мутаций в гене cftr человека, набор праймеров, биочип, набор мишеней и тест-система, используемые в способе -  патент 2529717 (27.09.2014)
способ прогнозирования инфекционного осложнения атопического дерматита у ребенка -  патент 2528908 (20.09.2014)
способ прогнозирования риска развития тяжелого поражения нервной системы у новорожденных детей с различным сроком гестации в неонатальном периоде -  патент 2528907 (20.09.2014)
способ получения иммуносорбента для диагностики вируса простого герпеса 1 типа -  патент 2528896 (20.09.2014)
способ прогнозирования развития психической дезадаптации -  патент 2528886 (20.09.2014)


Наверх