Strip Based Immunoassays
Nøglepunkter
- Enkel at bruge
- Resultater kan være tilgængelige inden for 15 minutter
- Lette omkostninger med ingen krav om ekstra udstyr
- Stabil og robust ved opbevaring
Mens hurtige metoder har haft stor betydning for mikrobiologiske test i løbet af de sidste tyve år eller deromkring, er det kun en håndfuld udviklinger, der kan hævde at have fjernet testningen fra laboratoriet. En af dem, der kan det, og som derfor er i udbredt brug, er lateral flow immunoassay-testen, også kendt som immunokromatografisk assay eller strip-test. Som mange af de bedste ideer tager lateral flow immunoassays smart og sofistikeret teknologi og gør den til noget så enkelt at betjene, at næsten alle kan bruge den.
Teknologien Den grundlæggende teknologi, der ligger til grund for lateral flow immunoassays, blev først beskrevet i 1960’erne, men den første kommercielle anvendelse var Unipaths Clearview graviditetstest til hjemmebrug, der blev lanceret i 1988. Siden da er den samme teknologi blevet anvendt til at udvikle et bredt og stadigt voksende udvalg af test til kliniske, veterinære, landbrugsmæssige, fødevareindustrielle, bioforsvarsmæssige og miljømæssige anvendelser.
Strip-test er ekstremt alsidige og findes for et enormt udvalg af analytter fra blodproteiner til mykotoksiner og fra virale patogener til bakterielle toksiner. Der er endda blevet udviklet et assay til vinproducenter til at vurdere mængden af Botrytis-rødme i nyhøstede druer.
Lateral flow immunoassays er i det væsentlige immunoassays, der er tilpasset til at fungere langs en enkelt akse, så de passer til teststrimmelformatet. Der er udviklet en række variationer af teknologien til kommercielle produkter, men de fungerer alle efter det samme grundprincip.
Hvordan fungerer et lateral flow immunokromatografisk assay?
En typisk teststrimmel består af følgende komponenter:
- Provepude – en absorberende pude, hvorpå testprøven påføres
- Konjugat- eller reagenspude – denne indeholder antistoffer, der er specifikke for målanalytten, konjugeret til farvede partikler (normalt kolloidale guldpartikler, eller latexmikrosfærer)
- Reaktionsmembran – typisk en hydrofob nitrocellulose- eller celluloseacetatmembran, hvorpå anti-målanalyseantistoffer er immobiliseret i en linje på tværs af membranen som en indfangningszone eller testlinje (der kan også være en kontrolzone), der indeholder antistoffer, der er specifikke for de konjugerede antistoffer)
- Væge eller affaldsbeholder – en yderligere absorberende pude, der er udformet til at trække prøven over reaktionsmembranen ved kapillarvirkning og opsamle den
Strimmens komponenter er normalt fastgjort til et inert underlagsmateriale og kan præsenteres i et simpelt pindformat eller i et plastkabinet med en prøveport og et reaktionsvindue, der viser fangst- og kontrolzonerne.
Der er to hovedtyper af lateral flow-immunoassay, der anvendes til mikrobiologisk testning:
Double antibody sandwich assays I dette format migrerer prøven fra prøvepuden gennem konjugatpuden, hvor enhver tilstedeværende målanalyt vil binde til konjugatet. Prøven fortsætter derefter med at vandre over membranen, indtil den når indfangningszonen, hvor mål-/konjugatkomplekset binder sig til de immobiliserede antistoffer og danner en synlig linje på membranen. Prøven vandrer derefter videre langs strimlen, indtil den når kontrolzonen, hvor overskydende konjugat binder sig og danner en anden synlig linje på membranen. Denne kontrollinje viser, at prøven er vandret over membranen som planlagt. To tydelige linjer på membranen er et positivt resultat. En enkelt linje i kontrolzonen er et negativt resultat. Double antibody sandwich assays er bedst egnet til større analytter, f.eks. bakteriepatogener og vira, med flere antigener.
Kompetitive assays Konkurrencedygtige assays Konkurrencedygtige assays anvendes primært til testning af små molekyler og adskiller sig fra det dobbelte antibody sandwich-format ved, at konjugatpuden indeholder antistoffer, der allerede er bundet til målanalytten eller til en analog af denne. Hvis målanalytten er til stede i prøven, vil den derfor ikke binde sig til konjugatet og forblive umarkeret. Når prøven vandrer langs membranen og når indfangningszonen, vil et overskud af umarkeret analyt binde sig til de immobiliserede antistoffer og blokere for indfangningen af konjugatet, således at der ikke dannes nogen synlig linje. Det ubundne konjugat vil derefter binde sig til antistofferne i kontrolzonen, hvorved der dannes en synlig kontrollinje. En enkelt kontrollinje på membranen er et positivt resultat. To synlige linjer i indfangnings- og kontrolzonen er et negativt resultat. Hvis der imidlertid ikke er et overskud af umarkeret målanalyt til stede, kan der dannes en svag linje i indfangningszonen, hvilket indikerer et resultat, der ikke er entydigt. Konkurrenceanalyser er bedst egnet til testning af små molekyler, f.eks. mykotoksiner, som ikke kan binde til mere end ét antistof samtidig. Der findes en række variationer af lateral flow-teknologien. Indfangningszonen på membranen kan indeholde immobiliserede antigener eller enzymer – afhængigt af målanalytet – i stedet for antistoffer. Det er også muligt at anvende flere indfangningszoner for at skabe en multiplex-test. Der er f.eks. udviklet kommercielle teststrimler, der kan påvise både EHEC Shiga-toksinerne ST1 og ST2 separat i den samme prøve.
Lateral flow-immunoassays er enkle at anvende for uuddannede operatører og giver generelt et resultat inden for 15 minutter. De er meget stabile og robuste, har lang holdbarhed og kræver normalt ikke køling. De er også relativt billige at fremstille. Disse egenskaber gør dem ideelle til brug på “point-of-care” og til testning af prøver i marken såvel som i laboratoriet. Deres følsomhed er dog begrænset uden yderligere koncentrations- eller dyrkningsprocedurer.
Kvantitative test Selv om de fleste lateral flow-immunoassays kun kan give et kvalitativt resultat, er det muligt at opnå en vis grad af kvantificering ved at måle mængden af konjugat bundet til indfangningszonen. Dette kan gøres ved hjælp af en dedikeret aflæsningsenhed til måling af intensiteten af den farvede testlinje. Neogen Corporation har f.eks. udviklet Accuscan™ lateral flow-læseren til brug sammen med sit sortiment af Reveal®-analysesæt, og Charm Sciences leverer også en læser til sit Rosa®-sortiment af mykotoksinteststrimler. Der er også blevet udviklet mere sofistikerede teknikker som f.eks. konjugater mærket med fluorescerende farvestoffer for at forbedre det kvantitative potentiale af lateral flow-analyser. Anvendelsesområder I de 20 år, der er gået siden den første lateral flow-test blev lanceret, er der blevet udviklet en lang række forskellige test baseret på den samme teknologi. De første kommercielt tilgængelige kits var rettet mod den kliniske diagnostik, men der findes nu produkter med anvendelsesmuligheder inden for næsten alle grene af mikrobiologien.
Klinisk mikrobiologi – der er udviklet lateral flow-tests for bakterielle patogener, respiratoriske og enteriske virus, tarmparasitter og bakterielle toksiner. Mange af de lateral flow-immunoassayprodukter, der er udviklet til den kliniske sektor, er beregnet til at blive brugt på “point-of-care” til direkte testning af fæces-, blod- og urinprøver samt næse- og halssvaber, hvor den enkle betjening og hurtighed af testene er afgørende for deres anvendelse uden for laboratoriet. De samme teststrimler kan dog også være nyttige som en hurtig konfirmationstest efter laboratoriekultur af kliniske prøver.
Fødevare- og landbrugsmikrobiologi – der findes teststrimler til fødevarebårne bakteriepatogener, bakterie- og svampetoksiner. I fødevaremikrobiologisektoren er de vigtigste anvendelser sandsynligvis mere sandsynligt i laboratoriet, selv om der findes testkits til felttest for mykotoksiner i kornprøver. Testning for fødevarebårne bakteriepatogener omfatter normalt mindst en berigelsesfase, før teststrimlen anvendes til at bekræfte tilstedeværelsen eller fraværet af patogenet. Nogle producenter, f.eks. Hygiena, har udviklet berigelsesmedier og metoder, der er specielt designet til brug med lateral flow-teststrimler. Teststrimler kan også være nyttige til hurtig bekræftelse af identiteten af bakterieisolater fra konventionelle mikrobiologiske test.
Vand- og miljømikrobiologi – begrænsede assays til rådighed.
Få de seneste opdateringer i hurtige mikrobiologiske testmetoder sendt til din e-mail? Tilmeld dig det gratis rapidmicrobiology eNewsletter