CC BY
5А . ФИЗИКА БИОТОГИЧЕСКИХ И МЕДИЦИНСКИХ ПРИЛОЖЕНИЙ
-ПРОХОРОвОСИЕ НЕДЕЛИ-
Разработка магнитометрических биосенсоров с применением 3D структур для определения низкомолекулярных соединений в режиме реального времени
Ракитина А.С.1'2, Орлов А.В.1
1- Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва. 2- Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва.
Е-mail: sasha080 700@gmail. com
DOI: 10.24412/cl-35673-2023-1-188-190
Разработка сенсоров, позволяющих определять концентрацию различных высоко- или низкомолекулярных соединений в средах сложного состава в режиме реального времени, является одной из актуальных задач современной биосенсорики и ещё далека от решения. В рамках данной работы был предложен новый подход к созданию универсальных биосенсоров реального времени, основанных на применении пористых структур из полистирола в качестве твёрдой фазы иммуноанализа и суперпарамагнитных наночастиц в качестве нанометок. В работе продемонстрирована эффективность предложенного подхода на примере определения низкомолекуляного антибиотика хлорамфеникола, содержание которого в продуктах питания строго регламентируется, как в России, так и за рубежом [1, 2].
Для целей работы проведены исследования, посвященные анализу и контролю процесса сорбции белка-носителя на поверхности пористого 3Б-фильтра. После формирования иммунокомплекса «белок-носитель»-«антиген» на поверхности фильтров, твердую фазу помещали в наконечник для автоматического дозатора. Весь дальнейший анализ проходит путём фильтрации реагентов через пористые структуры с помощью многоканальной пипетки. После этого была проведена регистрация используемых магнитных частиц, с помощью прототипа магнитометра, основанного на ультрачувствительном методе количественной регистрации магнитных частиц с помощью нелинейного перемагничивания на комбинаторных частотах [3]. Кроме того, было осуществлено биотинилирование антител против хлорамфеникола по протоколу с помощью N-гидроксисукцинима биотина [4].
ШКОЛ А-КОНФЕРЕНЦИЯ
МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ
L -ПРОХОРОвСКИЕ НЕДЕЛИ-
24-26 октября 2023 г.
Следующая серия экспериментов была посвящена контролю адсорбции иммунореагентов на трехмерную пористую фазу с заменой антител и частиц. Для этого использовались 8 пористых структур: два контрольных образца (без иммобилизованных антител), к остальным фильтрам добавляли растворы антител в концентрациях от 20 нг/мл до 20 мкг/мл.
На следующем этапе через фильтры пропускали магнитные частицы двух типов: 1) функционализированные антителами, специфично распознающими иммуноглобулины мыши класса G изотипов IgG2a и IgG2b; и 2) функционализированные антителами, специфично распознающими иммуноглобулины биотин. Далее измеряли величину магнитного сигнала в зависимости от концентрации антител с помощью прототипа магнитометра (рис. 1).
>
- 7
i 1 I--"
t— —T I
О О 0,02 0,078 0,313 1,25 5 20
Концентрация биотинилированнык антител
Рис. 1. Диаграмма аналитических сигналов для проб, содержащих различные концентрации антител В10 (синий) и HV-101-Bio (красный)
Далее были проведены эксперименты по оптимизации методики иммобилизации конъюгатов белков с низкомолекулярными соединениями на поверхности пористых фильтров из полистирола. Была отработана методика биотинилирования антител с последующей очисткой. Были установлены аналитические характеристики разработанных аналитических систем (предел детекции, динамический диапазон и т.д.), демонстрирующие конкурентоспособность разработанных методов.
Авторы выражают благодарность научному руководителю, к.ф.- м.н. Никитину П.И. за помощь в работе.
1. Hao L., Duan N., Wu S., et al. J. Anal. Bioanal. Chem. 2015. 407. 79077915.
А . ФИЗИКА БИОТОГИЧЕСКИХ И МЕДИЦИНСКИХ ПРИЛОЖЕНИЙ
-ПРОХОРОвОСИЕ НЕДЕЛИ-
2. Zhang Y., Chang X., Wang X., et al. J. Anal. Methods. 2019. 11. 50555063.
3. Znoyko S.L., Orlov A.V., Pushkarev A.V., et al. J. Analytica Chimica Acta. 2007. 1034. 161-167.
4. Abnous K., Danesh N.M., Ramezani M., et al. J. Biosensors and Bioelectronics. 2016. 78. 80-86.
