Detekce proteinových biomarkerů pomocí lateral flow testů s foton-upkonverzními nanočásticemi

MACHÁČOVÁ, Eliška and Zdeněk FARKA. Detekce proteinových biomarkerů pomocí lateral flow testů s foton-upkonverzními nanočásticemi (Detection of protein biomarkers using lateral flow tests with photon-upconversion nanoparticles). Online. In J. Barek, V. Vyskočil. Czech Chem. Soc. Symp. Ser. 20, 335–339 (2022). Praha: Czech Chemical Society Symposium Series, 2022, p. 335-339. ISSN 2336-7202. Available from: https://dx.doi.org/10.54779/ccsss20220335.

Basic information

• Original name: Detekce proteinových biomarkerů pomocí lateral flow testů s foton-upkonverzními nanočásticemi
• Name (in English): Detection of protein biomarkers using lateral flow tests with photon-upconversion nanoparticles
• Authors: MACHÁČOVÁ, Eliška (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution) and Zdeněk FARKA (203 Czech Republic, belonging to the institution).
• Edition: Praha, Czech Chem. Soc. Symp. Ser. 20, 335–339 (2022), p. 335-339, 5 pp. 2022.
• Publisher: Czech Chemical Society Symposium Series

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Proceedings paper
• Field of Study: 10406 Analytical chemistry
• Country of publisher: Czech Republic
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• Publication form: electronic version available online
• WWW: URL
• RIV identification code: RIV/00216224:14310/22:00129216
• Organization unit: Faculty of Science
• ISSN: 2336-7202
• Doi: http://dx.doi.org/10.54779/ccsss20220335
• Keywords (in Czech): foton-upkonverzní nanočástice; UCNP; imunostanovení; ELISA; ULISA; lidský sérový albumin; HSA; diagnostický proužek; LFIA
• Keywords in English: photon-upconversion nanoparticle; UCNP; immunoassay; human serum albumin; HSA; diagnostic strip; LFIA

Abstract

S využitím konjugátů UCNPs se podařilo optimalizovat LFIA stanovení pro detekci HSA. Pro analýzu byla využita specifická anti-HSA protilátka a kontrolní anti-myší protilátka. Jako vhodný pufr pro imobilizaci protilátek byl zvolen acetátový pufr s přídavkem 1% methanolu. Pro výsledné vyhodnocení analýzy bylo potřeba zajistit vhodné podmínky pro inkubaci a uvolnění konjugátu UCNPs ze skleněné membrány, zde se jako nejlepší kombinace ukázalo využití skleněné membrány ST17 a Tris pufru s 5% sacharosou. Volba odlišné nitrocelulosové membrány pak měla na vývoj imunostanovení relativně malý vliv, nejvýhodnější se ukázalo použití membrány 120 HP Plus Thick. S optimalizovanými podmínkami LFIA došlo ke snížení pozadí analýzy a dostatečné odezvě signálu, což ukazuje na potenciál využití UCNPs jako alternativní značky v LFIA stanoveních. Dále byla úspěšně demonstrována schopnost detegovat HSA, a proto bude dalším krokem analýza reálných vzorků obsahujících různé koncentrace HSA, aby byl ověřen praktický potenciál metody pro klinické účely.

Abstract (in English)

Rapid and sensitive detection of clinically important analytes is crucial for early disease diagnosis and initiation of treatment. Immunochemical assays are widely used to determine the presence and concentration of analytes in various complex media due to their high specificity provided by antibodies. Recently, lateral flow immunoassays (LFIAs) are becoming one of the most popular forms of immunochemical assays. LFIAs are test strips based on nitrocellulose membranes, and their most significant advantage is that there is no need for laboratory equipment to perform the assay enabling their use for point-of-care testing. Most LFIAs are based on gold nanoparticles; however, they often limit the resulting sensitivity of LFIAs. Our work focused on photon-upconversion nanoparticles (UCNPs) as a sensitive alternative label. UCNPs are lanthanide-based nanocrystals exhibiting anti-Stokes luminescence (excitation by the NIR laser and detection in the Vis region), which allows detection without optical background interference. We have developed an LFIA assay for human serum albumin (HSA) with UCNPs as a label. Using a specific anti-HSA antibody and a control anti-mouse antibody, various LFIA parameters were optimized. The immobilization of antibodies was done using acetate buffer with 1% methanol, glass membrane ST17 was used as a conjugate pad, and Tris buffer with 5% sucrose was used to stabilize the particles within the conjugate pad. The choice of a different nitrocellulose membrane had a relatively small effect on assay performance; the best results were achieved with membrane 120 HP Plus Thick. Our work has successfully demonstrated the potential of using UCNPs as sensitive labels in LFIA tests.

Links

• GA21-03156S, research and development project: Name: Foton-upkonverzní značky pro mikrofluidní jednomolekulové imunostanovení proteinových biomarkerů

Investor: Czech Science Foundation