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ACS Nano:开发出一种迄今为止最简单最灵敏的HIV侧流免疫测定方法

来源:本站原创 2018-02-15 07:07

2018年2月15日/生物谷BIOON/---近年来,埃博拉病毒和寨卡病毒等导致的传染病已造成了广泛的破坏,而且HIV仍然是许多人面临的一种流行性健康威胁。这种问题在发展中国家尤为突出,在那里,传染病经常长期地未被检测,从而导致广泛的流行病。

为了更有效地控制传染病爆发,人们正在付出大量的努力来开发允许早期诊断的测试方法。目前,用于检测传染病的廉价的即时测试(POCT)方法有它们的局限性,特别是当涉及检测血液中非常低水平的标志物时。

如今,在一项新的研究中,作为i-sense项目的一部分,来自英国帝国理工学院和伦敦大学学院的研究人员开发出一种新的HIV诊断方法,这种方法是人们负担得起的,能够适用于恶劣的条件,并且是高度灵敏的,从而尽可能早地检测HIV感染。相关研究结果发表在2018年1月23日的ACS Nano期刊上,论文标题为“Platinum Nanocatalyst Amplification: Redefining the Gold Standard for Lateral Flow Immunoassays with Ultrabroad Dynamic Range”。论文通信作者为帝国理工学院的Molly Stevens教授。
图片来自Imperial College London。

这项研究对当前这个领域中的一种被称作侧流免疫测定(lateral flow immunoassay)的诊断方法进行改进。就HIV病例而言,如果患者是阳性的,那么血液中存在的病毒组分将与这种侧流免疫测定中所使用的试纸条表面上的有色颗粒相结合,这表明患者遭受HIV感染。

迄今为止最为灵敏的测试

论文共同第一作者、帝国理工学院材料系的Mike Thomas博士说,“据我们所知,我们最新开发的这种测试方法是迄今为止最简单的最灵敏的基于试纸的侧流诊断HIV的比色免疫测试方法。” 这种新开发的技术采用了一种与侧流免疫测定相似的技术,但是它更加灵敏,这意味着即使血液中的HIV水平非常低,也可以更早地检测到这种病毒。

这种测试方法检测一种名为p24的蛋白,该蛋白存在于HIV病毒的外表面上,可作为这种病毒感染的生物标志物。通过将一种“放大步骤(amplification stage)”整合到这种标准的侧流免疫测定中,增加p24产生的信号高达100倍,Stevens团队能够以超越目前行业标准测试的灵敏度来检测这种病毒的存在。

具体而言,将血清或血浆样品加入到一个容器中,该容器含有经过抗体修饰的铂核壳纳米催化剂(platinum core–shell nanocatalyst, PtNC),以及经过生物素修饰的骆驼抗体,其中骆驼抗体和PtNC携带的抗体特异性地结合到p24的不同位点上。随后,一种由硝酸纤维素反应膜和吸附垫组成的侧流试纸条通过毛细管作用让这种容器中的样品溶液流向这种试纸条上的携带着链霉亲和素的测试线。当p24存在于样品中时,这种病毒组分就能够与这种抗体- PtNC偶联物和经过生物素修饰的骆驼抗体发生反应,形成一种携带着生物素的复合物,即生物素-骆驼抗体-p24-抗体- PtNC,这种复合物能够被携带着链霉亲和素的测试线捕获。接着加入过氧化氢和一种生色底物(chromogenic substrate),在PtNC的高效催化下,过氧化氢氧化这种生色底物,从而产生一种不可溶的有色产物,这样,就可通过肉眼或手机摄像头加以观察。

伦敦大学学院博士后研究员Eleanor Gray博士说,“这种测试方法使用伦敦大学学院的 Rachel McKendry团队开发出的骆驼抗体,包括一个放大步骤,当少量的p24存在时,这个放大步骤会触发试纸条测试线发生颜色变化,即使在HIV感染的非常早期阶段,也是如此。”

在社区进行诊断

这些研究人员的想法是这种测试方法产生的结果将能够通过应用程序启动手机摄像头进行读取,从而使发展中国家的社区卫生工作者更容易诊断和治疗HIV。

论文共同第一作者、帝国理工学院材料系的Colleen Loynachan说,“鉴于我们的测试组分显示出非凡的长期稳定性和灵敏度,我们相信我们的经过信号放大的侧向流动技术有潜力进行现场测试。”

这些研究人员说,在这项研究中开发出的针对HIV的测试方法有可能经简单的改造后适用于一系列传染病,从而有潜力允许早期检测埃博拉病毒和寨卡病毒等造成的疾病,从而限制传染病爆发能够导致的破坏。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Colleen N. Loynachan, Michael R. Thomas, Eleanor R. Gray et al. Platinum Nanocatalyst Amplification: Redefining the Gold Standard for Lateral Flow Immunoassays with Ultrabroad Dynamic Range. ACS Nano, 2018, 12 (1):279–288, doi:10.1021/acsnano.7b06229

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