J 2019

Click-conjugated photon-upconversion nanoparticles in an immunoassay for honeybee pathogen Melissococcus plutonius

POLÁCHOVÁ, Veronika, Matěj PASTUCHA, Zuzana MIKUŠOVÁ, Matthias Jürgen MICKERT, Antonín HLAVÁČEK et. al.

Základní údaje

Originální název

Click-conjugated photon-upconversion nanoparticles in an immunoassay for honeybee pathogen Melissococcus plutonius

Autoři

POLÁCHOVÁ, Veronika (203 Česká republika, domácí), Matěj PASTUCHA (203 Česká republika, domácí), Zuzana MIKUŠOVÁ (703 Slovensko, domácí), Matthias Jürgen MICKERT (276 Německo), Antonín HLAVÁČEK (203 Česká republika), Hans-Heiner GORRIS (276 Německo), Petr SKLÁDAL (203 Česká republika, domácí) a Zdeněk FARKA (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

Nanoscale, Cambridge, Royal Society of Chemistry, 2019, 2040-3364

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10406 Analytical chemistry

Stát vydavatele

Česká republika

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 6.895

Kód RIV

RIV/00216224:14740/19:00108343

Organizační jednotka

Středoevropský technologický institut

UT WoS

000466774500026

Klíčová slova anglicky

Bacteria detection; European foulbrood diagnosis; Upconversion-linked immunosorbent assay; ULISA; Antibody development; Apis mellifera

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 24. 10. 2024 12:54, Mgr. Adéla Pešková

Anotace

V originále

European foulbrood (EFB) is an infectious disease affecting honeybee larvae caused by the bacterium Melissococcus plutonius. The enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is the gold standard for antibody-based bacteria detection, however, its sensitivity is not high enough to reveal early-stage EFB infection. Photon-upconversion nanoparticles (UCNPs) are lanthanide-doped nanomaterials that emit light of shorter wavelength under near-infrared (NIR) excitation and thus avoid optical background interference. After conjugation with specific biorecognition molecules, UCNPs can be used as ultrasensitive labels in immunoassays. Here, we introduce a method for conjugation of UCNPs with streptavidin based on copper-free click chemistry, which involves surface modification of UCNPs with alkyne-modified bovine serum albumin (BSA) that prevents the non-specific binding and provides reactive groups for conjugation with streptavidin-azide. To develop a sandwich upconversion-linked immunosorbent assay (ULISA) for M. plutonius detection, we have prepared a rabbit polyclonal anti-Melissococcus antibody. The specific capture of the bacteria was followed by binding of biotinylated antibody and UCNP–BSA–streptavidin conjugate for a highly sensitive upconversion readout. The assay yielded an LOD of 340 CFU mL-1 with a wide working range up to 10^9 CFU mL-1, which is 400 times better than the LOD of the conventional ELISA. The practical applicability of the ULISA was successfully demonstrated by detecting M. plutonius in spiked real samples of bees, larvae and bottom hive debris. These results show a great potential of the assay for early diagnosis of EFB, which can prevent uncontrolled spreading of the infection and losses of honeybee colonies.

Návaznosti

LQ1601, projekt VaV
Název: CEITEC 2020 (Akronym: CEITEC2020)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CEITEC 2020
MUNI/A/1575/2018, interní kód MU
Název: Podpora biochemického výzkumu v roce 2019
Investor: Masarykova univerzita, Podpora biochemického výzkumu v roce 2019, DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty
TJ01000386, projekt VaV
Název: Imunostanovení pro diagnostiku hniloby včelího plodu
Investor: Technologická agentura ČR, Imunostanovení pro diagnostiku hniloby včelího plodu
90043, velká výzkumná infrastruktura
Název: CIISB