Ontwikkeling van een laterale flow immunochromatografische strip voor snelle en kwantitatieve detectie van kleine molecuulverbindingen

Membraangebaseerde laterale flow immunochromatografische strips (ICS’en) zijn nuttige hulpmiddelen voor goedkope en snelle detectie. Het nitrocellulosemembraan als drager en colloïdaal goud als markers van immuunchromatografie snelle diagnostische reagentia zijn de meest gebruikte POCT-methode (point of care testing) en de testomvang van het project is breder. Van hun oorspronkelijke toepassing bij monitoring tijdens de zwangerschap, is hun gebruik uitgebreid tot het controleren van de bloedstollingstoestand^1,2,myocardiale verwonding^3,diergeneeskunde^4,residuen van bestrijdingsmiddelen^5,infectieziekten⁶ en medicijnconcentraties. Meer soorten monsters kunnen worden beoordeeld, waaronder urine, speeksel, volbloed, serum en andere lichaamsvloeistoffen^7,8,9.

In de afgelopen jaren zijn tal van nieuwe assays ontwikkeld voor het detecteren van biomarkers bij de diagnose van aandoeningen, waaronder HPLC, UPLC, LC-MS en ELISA, die gevoelig en nauwkeurig, geloofwaardig en specifiek zijn. Deze methoden vereisen echter geavanceerde instrumentatie, complexe voorbewerking en tijdrovende behandelingen⁹. Daarom is het ontwikkelen van een snellere en handigere point-of-care diagnostische strategie voor de zelf- en real-time detectie van medicinale actieve verbindingen dringend^10,11.

De populariteit van ICS’en, vooral voor veel voorkomende tests, wordt gedreven door hun gebruiksgemak, omdat ze geen professionals of uitgebreide instrumentale opstellingen vereisen¹². Met andere woorden, mensen die geen speciale training hebben, kunnen strips of zelftests bedienen¹³. De resultaten van de test kunnen in 5 minuten worden verkregen, wat betekent dat deze kan worden gebruikt voor inspecties ter plaatse¹⁴. Bovendien kunnen volgens onze berekeningen de kosten van strips lager zijn dan 1 RMB¹⁵, wat betekent dat de tests goedkoop zijn om¹⁶te promoten . Vandaar dat de ICS een relatief nauwkeurig, eenvoudig en goedkoop wegwerpapparaat is. ICS’en op basis van colloïdaal goud^17,18 worden ook toegepast bij snelle COVID-19-detectie.

Het principe van ICS is onder te verdelen in sandwich ICS en competitive ICS. Figuur 1A is een schematisch diagram van de sandwich ICS, die voornamelijk wordt gebruikt voor het detecteren van macromoleculaire stoffen zoals eiwitten, waaronder tumormarkers, ontstekingsfactoren en humaan choriongonadotrofine (HCG, antigeen in de vroege zwangerschap). Bij deze methode worden gepaarde antilichamen gericht op verschillende epitopen van het antigeen gebruikt en wordt het vanvangantilichaam als testlijn op het NC-membraan gedroogd. Gelabeld antilichaam wordt gedroogd op het geconjugeerde pad en secundair antilichaam wordt gebruikt als controlelijn.

Figuur 1B is een schematisch diagram van concurrerende ICS, dat voornamelijk wordt gebruikt om stoffen met kleine moleculen te detecteren (MWCO < 2000 Da). Het coatingantigeen wordt als testlijn op het NC-membraan gefixeerd en het gelabelde antilichaam wordt gedroogd op het geconjugeerde pad. Tijdens de detectie stromen het monster en het gelabelde antilichaam onder capillaire werking door de detectielijn en bindt het gecoate antigeen concurrerend vrij antigeen in het monster en ontwikkelt een rode kleur op de detectielijn.

Onlangs beschreven we de procedure van monoklonale antilichaamgeneratie tegen natuurlijke producten¹⁹. In dit werk ontwikkelden we een nieuwe laterale flow immunoassay op basis van de voorbereide anti-SSD mA²⁰ voor snelle, on-site detectie. De resultaten geven aan dat de immunochromatografietest een onmisbaar en handig hulpmiddel is voor het detecteren van van natuurlijke producten afgeleide verbindingen.

Figuur 1 Schematisch diagram van de immunochromatografietest (A) Sandwich immunochromatografische teststrips. B)Indirect concurrerende immuunchromatografische teststrips. Dit cijfer is gewijzigd van Zhang et al.,2018²¹. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.