自组装抗体网络简化了用于即时检测的多重竞争免疫层析试纸条

2024-04-19 15:48:28
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核心提示:由于对快速检测多种分析物的需求日益增加,多重免疫层析试纸条(mLFIA)引起了极大的关注。然而,由于难以简化制备基于纳米材料的探针的过程,它在准确性和干扰方面存在许多缺点。

  由于对快速检测多种分析物的需求日益增加,多重免疫层析试纸条(mLFIA)引起了极大的关注。然而,由于难以简化制备基于纳米材料的探针的过程,它在准确性和干扰方面存在许多缺点。在这项工作中,受蛋白质自组装的启发,首次设计了一种简便的基于天然抗体网络(NAN)的mLFIA,用于多种氯霉素(CAP) 和链霉素(STR)的测定。通过引入二抗(Ab2)作为支架与各种单克隆抗体(mAb)非共价结合,从而允许每个mAb作为一个独立的功能单元来维持生物活性。此外,使用考马斯亮蓝R-250(CBBR)通过简单的一步染色对NAN进行着色以形成显色探针,从而无需复杂的纳米材料来提高重现性和精度。在最佳条件下, CAP具有令人满意的检测性能,具有良好的特异性和重现性。此外,由于简化了测试程序,检测结果的精度也得到了有效提高。总体而言,开发的系统能够对多种分析物进行快速、简单和可靠的即时检测。

  食品安全已成为一个重大的全球性问题,因为病原体、霉菌毒素、杀虫剂、药物、金属和其他掺杂物对食品的污染会导致严重的经济损失、发病率甚至死亡。值得注意的是,食品可能含有多种污染物,这些污染物可能对人类健康产生累积或协同的负面影响。为确保食品安全,有必要开发简单而灵敏的即时检验能够同时快速检测单个样品中的多种有害物质,从而保证对食品的准确评估并降低突发公共卫生事件的可能性。

  在迄今为止提出的检测污染物的方法中,免疫层析试纸条(LFIA)是最经济和快速的,并且不需要高技能的人员。开发用于检测分析物的高效多重LFIA (mLFIA)重点关注两个主要领域:使用纳米颗粒(NPs)(例如磁性纳米粒子,量子点,碳点等)作为标签来提高传统的基于金纳米粒子的LFIA;探索用于观察LFIA结果的新信号读出方法,例如智能手机,荧光读数,和表面增强拉曼散射。然而,基于NP的mLFIA的适用性经常受到许多因素的阻碍。首先,mLFIA 无法避免NP标签的固有缺点,例如合成速度慢、合成步骤复杂以及批次之间的差异。其次,通常通过用标记物标记相应的单克隆抗体(mAb)以形成几个单独的探针,然后将它们混合来形成多个探针。这代表了mLFIA开发的主要障碍,不仅影响结果的准确性但也增加了其应用的复杂性和难度。为了规避这些缺点,有必要开发一种环保、简单、经济的新型标签,并加载多个mAb来替代传统的 NPs进行单mAb标记。

  在生物系统中,蛋白质等大分子具有通过共价和非共价键组装成新功能单元的能力,并表现出一系列活性,包括催化和控制细胞信号传导和免疫系统功能。抗mAb抗体(Ab2)的抗原结合(Fab)区片段可与mAb非共价连接,形成天然功能化系统,同时保持mAb的结构和功能。考虑到多靶点检测和高精度的要求,整合多种mAbs的抗体聚集体有望成为替代传统NPs的探针,并可以简化制备过程以同时识别多个靶点。以前没有关于将抗体制造的蛋白质聚集体用作 mLFIA中的多识别探针的报道。

  本文提出了一种用于mLFIA的天然抗体网络(NAN),它可以促进对氯霉素 (CAP)和链霉素(STR)残留物的同时检测。NAN结构是通过将两个mAb连接到Ab2的特定位置而形成的脚手架。这样的组合不仅避免了复杂的多探针制作步骤,而且通过将不同的抗体与其抗原整合在一起,避免了探针在样品溶液中的预混合步骤,减少了mLFIA检测过程中的干扰。与传统的用NPs标记的mLFIA 相比,使用考马斯亮蓝 R-250(CBBR)蛋白质染色剂作为探针的信号标记,它不影响mAb的抗原结合能力。在这里,CBBR-NAN表现出对目标的特异性识别和出色的比色信号。诸如廉价、快速、灵敏和对定量分析的适应性等优点归功于 CBB染色的mAb。

参考文献:Jingke Xu, Jing Zhou, Tong Bu, Leina Dou, Kai Liu, Shaochi Wang, Sijie Liu, Xuechi Yin, Ting Du, Daohong Zhang, Zhanhui Wang, and Jianlong Wang. Self-Assembling Antibody Network Simplified Competitive Multiplex Lateral Flow Immunoassay for Point-of-Care Tests. Anal. Chem. (2022) DOI: 10.1021/acs.analchem.1c03484

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