Новый биолюминесцентный иммуносенсор для количественного тестирования у постели больного

Исследователи из Научного института Токио разработали новый иммуносенсор на основе нанотел, который стабильно работает в неразбавленных биологических жидкостях и суровых условиях. Инновационный дизайн использует BRET (резонансный перенос энергии биолюминесценции) и демонстрирует большой потенциал для point-of-care тестирования (POCT), мониторинга терапевтических препаратов и экологических приложений с использованием бумажных устройств.

Проблема существующих технологий

Особенно перспективный класс гомогенных иммуносенсоров, известный как Quenchbodies (Q-bodies), излучает флуоресценцию в ответ на связывание антигена. Однако они имеют значительные ограничения:

  • Не могут эффективно работать в неразбавленных биологических жидкостях (кровь, молоко).
  • Их хранение и применение в бумажных устройствах для POCT остаются сложными.

Инновационное решение: BRET nano Q-body

Команда под руководством доцента Тэцуи Китагути создала новый тип Q-body, объединив:

  1. Нанотела — стабильные фрагменты антител, устойчивые к денатурации.
  2. NanoLuc — люцифераза, излучающая яркий синий свет.
  3. Флуоресцентный краситель TAMRA.

Принцип работы

  1. При связывании целевого антигена с нанотелом происходят структурные изменения.
  2. Краситель TAMRA перемещается ближе к ферменту NanoLuc.
  3. Это восстанавливает свечение TAMRA и облегчает перенос энергии (BRET).
  4. Цвет излучения меняется с синего (от NanoLuc) на красный (от TAMRA).
  5. Соотношение интенсивностей излучения двух цветов коррелирует с концентрацией антигена, что позволяет проводить точное количественное определение даже с помощью портативных устройств (например, смартфонов).

Ключевые преимущества

  • Высокая стабильность: Устойчивость к нагреванию, органическим растворителям, восстановителям и детергентам благодаря структуре нанотел.
  • Работа в биологических жидкостях: Эффективен в молоке, сыворотке и цельной крови без разбавления.
  • Потенциал для POCT: Успешно протестирован в бумажных устройствах для измерения концентрации модели химиотерапевтического препарата.

«Бумажные устройства также работали корректно после длительного хранения без контроля температуры и в биологических жидкостях без разбавления, что делает их полезными для обнаружения у постели больного, в полевых и домашних условиях. Мы ожидаем, что бумажные платформы преобразуют методы in situ детекции в терапевтических, диагностических и экологических приложениях», — сказал Китагути.

Исследование, опубликованное 11 ноября 2024 года в ACS Sensors, демонстрирует, как комбинация инструментов аналитической биохимии может привести к созданию технологии, способной улучшить диагностику и мониторинг окружающей среды.

2024-12-17