Kovalente Bindung von Antikörpern an Cellulose Papierscheiben und ihre Anwendungen in der Naked-Augen Kolorimetrische Immunoassays

Die Point-of-Care – Tests (POCT) diagnostische Studie ist wichtig für die Entwicklung neuer Strategien für die Therapie, personalisierte Medizin und Pflege zu Hause ^1. Cellulose Papiere werden als Plattformen in Immunoassays weit verbreitet, da sie billig sind, zugänglich, und den Nutzern vertraut ^2. Darüber hinaus besitzt die poröse Struktur von Cellulose-Papier die Leistung Flüssigkeitsstrom ohne zusätzliche Energieeinwirkung zu fahren. Aufzeichnungen von papierbasierten Bioanalytik kann bereits im 20. ^Jahrhundert gefunden werden, wenn das Papier Chromatographie zuerst im Jahr 1952. Die am weitesten verbreitete Beispiel ist immunchromatographischen Tests ^3, wie Schwangerschaft und Diabetes erfunden wurde Teststreifen. Diese Tests liefern relativ schnelle Assayzeiten und kostengünstige Analyse ^4. Aufgrund ihrer Einfachheit sind diese herkömmlichen Papierstreifentests wurden ⁵ in POCT Diagnostik weit verbreitet.

Nachweismethoden einschließlich farbmetrischen ^6, elektro⁷ chemischen und Elektrochemilumineszenz ⁸ Methoden wurden Ziele zu messen , in biologischen Proben berichtet. Zusätzlich zu diesen quantitativen Verfahren, ein zuverlässiges Verfahren zum Nachweis von Antikörpern auf Cellulosepapier immobilisiert ist auch wichtig für die Entwicklung von Diagnostika. Unspezifische Adsorption ist die Hauptstrategie für die Antikörper auf der Oberfläche der papierbasierten Vorrichtungen ^{9, 10} , um sicherzustellen , maximale Bindungskapazität an ihre Ziele nach der Immobilisierung zu modifizieren. Allerdings ist eine vorherige Studie zeigten , dass Antikörper , die aus den Fasern auf Zellulosepapier adsorbiert werden , ¹¹ um 40% desorbieren kann. Somit kann eine direkte Adsorption von Antikörpern auf Cellulose nicht reproduzierbare Ergebnisse ¹² liefern. Kovalente Immobilisierung von Antikörpern, die auf den Papieroberflächen gepfropft werden , ist eine alternative Methode der Entwicklung wirksamer papierbasierten Bioassays ^13. Es wurden verschiedene Verfahren zur Modifikation von Cellulose ^{14, 15} berichtet </sup>. Im Idealfall sollten Antikörper ihre ursprüngliche Funktionalität nach ¹² Immobilisierung erhalten. Carbonyldiimidazol in Kombination mit 1-cyano-4-dimethylaminopyridinium Tetrafluoroborat ^16; 1-Fluor-2-nitro-4-azidobenzene durch eine UV-basierte Aktivierungsstrategie ^{17, 18;} eine chemoenzymatischen Strategie auf Xyloglucan Modifikation ¹⁹ basiert; eine 1,4-Phenylendiisothiocyanat Verknüpfungsmittel ^20; Heteropolysaccharid Oxidation ²¹ Klick – Chemie ^22; und kationische Porphyrine ²³ verwendet wurden , um kovalent Biomoleküle auf Cellulosepapier zu immobilisieren. Chitosan modifizierte Papier wurde verwendet , um auf Papierbasis immunodevices ^24-26 entwickeln , da es reichlich und biokompatibel ist ^27. Chitosan ist kationisch und haftet stark an anionischen Cellulose ^27. Die Capture-Antikörper sind auf dem Papier durch Beschichtung Chitosan und Glutaraldehyd Vernetzung immobilisiert. Periodat-Oxidation ist eine weitere Methode, um die capt zum Pfropfenure Antikörper auf der Zellulosepapier ^28. In diesem Verfahren wird Natriumperiodat auf dem Papier getüpfelt 1,2-dihydroxyl (Glykol) Gruppen in Cellulose zu Aldehydgruppen direkt zu konvertieren. Die Aldehydgruppen werden dann verwendet , ²⁸ kovalenten Bindungen zwischen Polysacchariden und Antikörper zu bilden. Obwohl die Herstellung einfach ist, ist es schwierig, Natriumperiodat vollständig auszuwaschen. Das ungewaschene Natriumperiodat kann eine weitere Oxidation der Antikörper führen, die auf dem Cellulosepapier immobilisiert sind, die Aktivität und die Stabilität der Antikörper beeinflussen N -. (3-dimethylaminopropyl) – N -ethylcarbodiimide Hydrochlorid und N – Hydroxysuccinimid Vernetzer werden auch verwendet , um kovalent Antikörper auf elektrogesponnen poly-L-Milchsäure und Celluloseacetat – Nanofasern für die Entwicklung von Nanofaser basierenden Tests ²⁹ zu immobilisieren.

In dieser Studie wurde ein Silan-Kupplungstechnik verwendet funktionelle Amingruppen auf cellulos aufzupfropfene Papierscheiben. Diese Technik hilft, die ursprüngliche Porengröße, Feuchtigkeitsregulierung, und Filtrationsrate der Zellulosefilterpapiere, so dass maximale vertikale Durchströmung in Immunoassays zu behalten. Das Silan-Kopplungstechnik wurde in Biosensoren zu funktionalisieren Substratoberflächen mit sekundären Amingruppen, gefolgt von einer weiteren Modifikation unter Verwendung von Biomolekülen verwendet. Das Pfropfen von Amingruppen auf der Matrixoberfläche umfaßt eine Kondensationsreaktion zwischen OH – Gruppen des organofunktionellen Silans Mittel und Matrixsubstrat ^30. Die Cellulosepapierscheiben wurden durch 3-Aminopropyltrimethoxysilan (APS) ³¹ mit Amingruppen durch Silan – Kupplungs funktionalisiert. Dies wurde durch kovalente Immobilisieren Fänger-Antikörper, gefolgt mit zwei verschiedenen Methoden. Das erste Verfahren beteiligt Bindung von Periodat oxidierten Fänger-Antikörper an die Amincellulosepapierscheiben funktionalisiert. Das zweite Verfahren verwendet Glutaraldehyd als Vernetzungsmittel die Erfassung Antibodi anhängenes zu den Amingruppen funktionalisierten Zellulosepapierscheiben. Die Anwesenheit von Capture-Antikörper wurde von Kaninchen-anti-human IgG-Fluorescein-Isothiocyanat (FITC) bestätigt wird, eine Fluoreszenz Molecular Imager verwendet. Die Bindungsaktivität von Kaninchen-anti-human-IgG-FITC an Ziege-IgG-Anti-Kaninchen wurde auch von Peroxidase-Substrat ausgewertet. Die Wirkungen verschiedener Konzentrationen von Natriumperiodat, Glutaraldehyd und Einfang-Antikörper untersucht. Anwendungstest der immobilisierten Einfang-Antikörper wurde erfolgreich durch den Nachweis von IgG-Serum durchgeführt.