Новый мощный метод для чувствительного обнаружения белков

Ученые из Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL) сообщили об обнаружении токсинов с беспрецедентной скоростью, чувствительностью и простотой. Метод может обнаружить всего несколько сотен молекул в капле крови менее чем за 10 минут, всего за четыре простых шага.

Чувствительный новый тест основан на запатентованной технологии Fluidic Force Discrimination® (FFD). В FFD-анализе чип содержит массивы рецепторных молекул (например, антител), которые захватывают целевые молекулы, помеченные микрометровыми шариками. Инкапсулируя чип в микропроточную камеру, можно контролировать поток жидкости, чтобы приложить силу, достаточную для удаления шариков, которые неспецифически адсорбировались на поверхности, но не связаны с мишенью. «Таким образом, — объясняет ведущий автор доктор Шон Малвани, — можно обнаружить очень малое количество молекул, поскольку фоновый сигнал практически отсутствует». Это также обеспечивает высокую специфичность и мало ложноположительных результатов.

В данной работе исследователи адаптировали FFD-анализ для обнаружения белкового токсина при концентрациях до 35 аттомоляр — что более чем в 1000 раз чувствительнее существующих коммерческих тестов на белки. Новый анализ, названный «полугомогенным FFD», работает так:

  1. Антитела на микролитических шариках смешиваются с образцом и быстро собирают редкие молекулы токсина.
  2. Шарики, покрытые токсином, вводятся в микропроточную камеру, где захватываются рецепторами на чипе.
  3. Неспецифически связанные шарики удаляются контролируемым потоком жидкости.
  4. Оставшиеся шарики, прикрепленные к поверхности через токсин, подсчитываются для определения концентрации.

NRL разработала как электронные, так и оптические системы для подсчета шариков, а также многоразовые пластиковые картриджи для тестов.

Данная работа получила награду «Самая оригинальная работа» на 10-м Всемирном конгрессе по биосенсорам в Шанхае (14–16 мая 2008 г.) среди 978 конкурирующих статей. Жюри отметило сочетание выдающихся экспериментальных результатов и детального математического моделирования всех этапов анализа, что было критически важно для достижения максимальной эффективности захвата и общей чувствительности.

Ключевые преимущества платформы NRL:

  • Применимость к сложным образцам: сыворотка, кровь, моча, пища.
  • Потенциал для широкого применения: медицинская и ветеринарная диагностика, тестирование пищи и воды, обеспечение национальной безопасности.
  • Простота метода позволяет создавать небольшие портативные системы для тестирования у постели больного, полевого мониторинга и использования службами быстрого реагирования.

Источник: Статья «Attomolar protein detection in complex sample matrices with semi-homogeneous fluidic force discrimination assays» авторов S. P. Mulvaney, K. M. Myers, P. E. Sheehan и L. J. Whitman опубликована в январе 2009 года в журнале Biosensors & Bioelectronics.