CC BY
7А „ SSSE5SSS 24-26 октября 2023 г.
^ А -ПРОХОРОвОСИЕ НЕДЕЛИ-
Разработка метода исследования кинетики образования биомолекулярных комплексов «магнитный конъюгат - аналит»
Скирда А.М.1'2, Пушкарев А.В.1, Буренин А.Г.1, Орлова Н.Н.1
1- Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва 2- Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва
Е-mail: artemskirda@mail. ru
DOI: 10.24412/cl-35673-2023-1-191-193
В настоящее время перед исследователями всего мира остро стоит задача по созданию все более эффективных иммунохимических и ДНК тест-систем для медицинской диагностики, оценки безопасности продуктов питания, ветеринарии и т.д. Требуется разработка новых методов детекции различных низкомолекулярных соединений (таких как витамины, токсины, антибиотики и др.) [1], белковых и ДНК маркеров заболеваний в сложных матрицах. Для достижения высокой чувствительности, быстроты и специфичности тест-систем требуется разработка специальных методик выбора оптимальных реагентов, материалов и условий проведения анализа. В данной работе впервые предложен метод оптимизации, основанный на регистрации динамики формирования сигнала в аналитической зоне иммунохроматографических тест-полосок, использующих конъюгаты суперпарамагнитных наночастиц с распознающими биомолекулами в качестве меток. С помощью такого метода был произведён выбор эффективных наноконъюгатов на основе кинетических констант взаимодействия с аналитом.
В рамках работы в качестве модельных агентов были синтезированы конъюгаты суперпарамагнитных наночастиц (МНЧ) с антителами, специфичными к биотину (анти-БИО). Для ковалентной иммобилизации антител был применён карбодиимидный метод, позволяющий конъюгировать иммуноглобулины с химически активированными карбоксильными группами, расположенными на поверхности наночастиц. С помощью данного метода были получены наноконъюгаты с различным отношением массы наночастиц к массе антител (массовые отношения для конъюгатов МНЧ-анти-БИО №1-4 составили 20:1, 10:1, 5:1 и 2,5:1 соответственно).
Синтезированные наноконъюгаты использовались в качестве распознающих агентов для детекции биотина методом магнитного
ШКОЛ А-КОНФЕРЕНЦИЯ
МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ
, -ПРОХОРОвСКИЕ НЕДЕЛИ-
ФИЗИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ И МЕДИЦИНСКИХ ПРИЛОЖЕНИИ
иммуноанализа. Исследование кинетических характеристик наноконъюгатов было проведено путём регистрации динамики формирования сигнала в аналитической зоне
иммунохроматографической тест-полоски с помощью магнитометрического метода, позволяющего регистрировать отклик материалов, проявляющих нелинейные магнитные свойства [2]. Полученные экспериментальные зависимости были аппроксимированы моделью адсорбции Ленгмюра. Кинетические характеристики синтезированных наноконъюгатов приведены в таблице:
Таблица 1.
Кинетические характеристики синтезированных магнитных
№ наноконъюгата ^п, 107 М-1с-1 10-2 с-1 Ко, нМ
1 8,10 3,02 0,373
2 8,66 2,88 0,333
3 5,21 1,93 0,369
4 5,12 2,20 0,431
На основе представленных данных можно заключить, что наибольшей константой ассоциации ^п и наименьшей равновесной константой диссоциации иммунного комплекса Ко обладает конъюгат №2, что является предпочтительным для биоаналитических систем.
Продемонстрировано, что кинетические характеристики наноконъюгатов могут отличаться в зависимости от количества распознающих биомолекул на их поверхности. Предложенный метод исследования кинетики взаимодействия магнитных конъюгатов с веществом-мишенью можно применять не только для подбора условий проведения иммунохроматографического анализа, но и для оптимизации различных видов гомогенного анализа, использующих конъюгаты функционализированных магнитных наночастиц в качестве распознающих агентов. Предложенный метод может найти применение для решения практических задач, в частности, для исследования новых терапевтических мишеней и диагностических маркеров при онкологических заболеваниях.
А „ SSSE5SSS 24-26 октября 2023 г.
^ А -ПРОХОРОвОСИЕ НЕДЕЛИ-
Авторы выражают благодарность научному руководителю, к.ф.- м.н. Никитину П.И. за постановку научной задачи, помощь в измерениях и обсуждение результатов.
1. Nuntawong P. et al. J. Natural Medicines. 2022. 76(3). 521-545.
2. Nikitin P.I. et al. J. Magnetism and Magnetic Materials. 2007. 311(1). 445-449.
