a 2021

Upconversion immunoassays for environmental control, food safety, and biomedicine

FARKA, Zdeněk, Matthias Jürgen MICKERT, Riikka PELTOMAA, Antonín HLAVÁČEK, Petr SKLÁDAL et. al.

Základní údaje

Originální název

Upconversion immunoassays for environmental control, food safety, and biomedicine

Autoři

FARKA, Zdeněk, Matthias Jürgen MICKERT, Riikka PELTOMAA, Antonín HLAVÁČEK, Petr SKLÁDAL a Hans-Heiner GORRIS

Vydání

UPCONline 2021, 2021

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Konferenční abstrakt

Obor

10406 Analytical chemistry

Stát vydavatele

Francie

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

Příznaky

Mezinárodní význam
Změněno: 2. 4. 2021 09:07, doc. Mgr. Zdeněk Farka, Ph.D.

Anotace

V originále

Due to their anti-Stokes emission, photon-upconversion nanoparticles (UCNP) can be detected without optical background interferences. Therefore, the conjugates of UCNPs with appropriate biorecognition molecules are useful labels in immunochemical assays. We have developed upconversion-linked immunosorbent assays (ULISA) for the detection of environmental pollutants, food contaminants, and cancer biomarkers. We have established an indirect and direct ULISA for the pharmaceutical diclofenac (DCF), a common micropollutant in waters. The indirect assay involved a UCNP-labeled secondary antibody, while the tracer in the direct assay consisted of UCNPs enclosed by a carboxylated silica shell and coated with DCF-conjugated bovine γ-globulin. The single-step direct assay provided a limit of detection (LOD) of 20 pg/mL and reduced the analysis time to 70 min. Zearalenone (ZEA) is one of the most frequently encountered mycotoxins in food worldwide. We designed a ZEA-mimicking peptide and used it for the competition with free ZEA in an ULISA. As a label, streptavidin-conjugated UCNPs were prepared by click reaction using an alkyne-PEG-neridronate linker. With an LOD of 20 pg/mL, the ULISA was well-applicable for detecting ZEA at the levels set by the European legislation. Moreover, the unique optical properties enabled imaging of single UCNPs by wide-field epiluminescence microscopy and allowed the development of single-molecule (digital) immunoassays. We have applied the streptavidin-conjugated UCNPs to detect cancer biomarker prostate-specific antigen (PSA). The noise-surpassing digital readout (particle counting) resulted in 20× higher sensitivity than the analog readout (output light intensity) and provided an LOD of 23 fg/mL (800 aM) in 25% human serum.

Návaznosti

GA21-03156S, projekt VaV
Název: Foton-upkonverzní značky pro mikrofluidní jednomolekulové imunostanovení proteinových biomarkerů
Investor: Grantová agentura ČR, Foton-upkonverzní značky pro mikrofluidní jednomolekulové imunostanovení proteinových biomarkerů
LQ1601, projekt VaV
Název: CEITEC 2020 (Akronym: CEITEC2020)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CEITEC 2020
LTAB19011, projekt VaV
Název: Luminiscenční imunostanovení jako citlivý nástroj pro diagnostiku nemocí včel
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Luminiscenční imunostanovení jako citlivý nástroj pro diagnostiku nemocí včel, INTER-ACTION