Strip Based Immunoassays
Key Points
- Eenvoudig in gebruik
- Resultaten kunnen binnen 15 minuten beschikbaar zijn
- Lage kosten zonder dat extra
- Lage kosten zonder extra apparatuur
- Stabiel en robuust bij opslag
Hoewel snelle methoden de laatste twintig jaar een grote invloed hebben gehad op microbiologisch onderzoek, kan slechts een handvol ontwikkelingen beweren dat zij het testen uit het laboratorium hebben gehaald. Een daarvan, en als gevolg daarvan in wijdverbreid gebruik, is de laterale flow immunoassay test, ook bekend als de immunochromatografische assay, of striptest. Zoals veel van de beste ideeën nemen immunoassays met laterale doorstroom slimme en geavanceerde technologie en maken die tot iets dat zo eenvoudig te bedienen is dat bijna iedereen het kan gebruiken.
De technologie De basistechnologie die ten grondslag ligt aan immunoassays met laterale doorstroom werd voor het eerst beschreven in de jaren zestig, maar de eerste commerciële toepassing was de Clearview-zwangerschapstest van Unipath die in 1988 op de markt werd gebracht. Sindsdien is dezelfde technologie gebruikt voor de ontwikkeling van een breed en steeds groeiend scala van tests voor klinische, veterinaire, landbouw-, voedingsindustrie-, biodefensie- en milieutoepassingen.
Striptesten zijn uiterst veelzijdig en zijn beschikbaar voor een enorm scala van analyten, van bloedproteïnen tot mycotoxines en van virale pathogenen tot bacteriële toxines. Er is zelfs een test ontwikkeld voor wijnproducenten om de hoeveelheid Botrytis-rot in pas geoogste druiven te bepalen.
Lateral flow immunoassays zijn in wezen immunoassays die zijn aangepast om langs één enkele as te werken, zodat ze geschikt zijn voor het teststrookformaat. Een aantal variaties van de technologie zijn ontwikkeld tot commerciële producten, maar ze werken allemaal volgens hetzelfde basisprincipe.
Hoe werkt een lateral flow immunochromatografische assay?
Een typische teststrip bestaat uit de volgende onderdelen:
- Sample pad – een absorberend kompres waarop het testmonster wordt aangebracht
- Conjugaat of reagens pad – dit bevat antilichamen die specifiek zijn voor de doelanalyt geconjugeerd aan gekleurde deeltjes (meestal colloïdale gouddeeltjes, of latexmicrobolletjes)
- Reactiemembraan – gewoonlijk een hydrofoob nitrocellulose- of celluloseacetaatmembraan waarop antilichamen tegen de doelanalyt in een lijn over het membraan zijn geïmmobiliseerd als een vangstzone of testlijn (er kan ook een controlezone aanwezig zijn), die antilichamen bevat die specifiek zijn voor de conjugaatantilichamen)
- Lus of afvalreservoir – een extra absorberend kussentje dat is ontworpen om het monster door capillaire werking over het reactiemembraan te trekken en het op te vangen
De componenten van de strip zijn gewoonlijk bevestigd op een inert steunmateriaal en kunnen worden aangeboden in een eenvoudig dipstick-formaat of in een plastic omhulsel met een monsterpoort en een reactievenster waarop de vangst- en de controlezone zijn aangegeven.
Er zijn twee hoofdtypen lateral flow immunoassays die bij microbiologisch onderzoek worden gebruikt:
Sandwich assays met dubbele antilichamen In dit formaat migreert het monster van het monsterkussen door het conjugaatkussen waar de aanwezige doelanalyt zich aan het conjugaat bindt. Het monster migreert vervolgens verder over het membraan tot het de vangzone bereikt waar het doelwit/conjugaatcomplex zich aan de geïmmobiliseerde antilichamen bindt en een zichtbare lijn op het membraan vormt. Het monster migreert dan verder over de strook tot het de controlezone bereikt, waar overtollig conjugaat zich zal binden en een tweede zichtbare lijn op het membraan zal produceren. Deze controlelijn geeft aan dat het monster zoals bedoeld over het membraan is gemigreerd. Twee duidelijke lijnen op het membraan is een positief resultaat. Een enkele lijn in de controlezone is een negatief resultaat. Dubbele antilichaam sandwich assays zijn het meest geschikt voor grotere analyten, zoals bacteriële pathogenen en virussen, met meerdere antigene sites.
Competitieve assays worden voornamelijk gebruikt voor het testen van kleine moleculen en verschillen van het dubbele antilichaam sandwichformaat in die zin dat het conjugaatkussentje antilichamen bevat die reeds gebonden zijn aan de doelanalyt, of aan een analoog daarvan. Als het doelanalyt aanwezig is in het monster, zal het dus niet binden met het conjugaat en zal het niet gelabeld blijven. Wanneer het monster langs het membraan migreert en de vangstzone bereikt, zal een teveel aan ongelabeld analyt zich aan de geïmmobiliseerde antilichamen binden en de vangst van het conjugaat blokkeren, zodat er geen zichtbare lijn ontstaat. Het ongebonden conjugaat zal zich dan binden aan de antilichamen in de controlezone, waardoor een zichtbare controlelijn ontstaat. Een enkele controlelijn op het membraan is een positief resultaat. Twee zichtbare lijnen in de vangst- en de controlezone is een negatief resultaat. Als er echter geen overmaat ongelabelde doelanalyt aanwezig is, kan er een zwakke lijn in de vangstzone ontstaan, wat duidt op een onduidelijk resultaat. Concurrerende bepalingen zijn het meest geschikt voor het testen van kleine moleculen, zoals mycotoxines, die niet aan meer dan één antilichaam tegelijk kunnen binden. Er zijn een aantal variaties op de lateral flow-technologie. De vangstzone op het membraan kan geïmmobiliseerde antigenen of enzymen bevatten – afhankelijk van de doelanalyt – in plaats van antilichamen. Het is ook mogelijk om meerdere vangstgebieden toe te passen om een multiplex-test te creëren. Er zijn bijvoorbeeld commerciële teststrips ontwikkeld waarmee zowel EHEC Shiga toxines ST1 als ST2 afzonderlijk in hetzelfde monster kunnen worden opgespoord.
Lateral flow immunoassays zijn eenvoudig te gebruiken door ongetrainde operators en leveren in het algemeen binnen 15 minuten een resultaat op. Zij zijn zeer stabiel en robuust, hebben een lange houdbaarheid en behoeven gewoonlijk niet te worden gekoeld. Zij zijn ook relatief goedkoop te produceren. Deze kenmerken maken ze ideaal voor gebruik op de plaats van verzorging en voor het testen van monsters in het veld en in het laboratorium. Hun gevoeligheid is echter beperkt zonder aanvullende concentratie- of kweekprocedures.
Kwantitatieve tests Hoewel de meeste lateral flow immunoassays alleen een kwalitatief resultaat kunnen opleveren, is het mogelijk een zekere mate van kwantificering te verkrijgen door de hoeveelheid conjugaat te meten die aan de capture zone is gebonden. Dit kan worden gedaan met behulp van een speciale lezer om de intensiteit van de gekleurde testlijn te meten. De Neogen Corporation heeft bijvoorbeeld de Accuscan™ lateral flow reader ontwikkeld voor gebruik met zijn Reveal®-assaykits en Charm Sciences levert ook een reader voor zijn Rosa®-reeks van mycotoxine-teststrips. Er zijn ook meer gesofisticeerde technieken, zoals met fluorescente kleurstof gelabelde conjugaten, ontwikkeld om het kwantitatieve potentieel van lateral flow assays te verbeteren. Toepassingen In de 20 jaar die zijn verlopen sinds de eerste lateral flow test op de markt werd gebracht, is een enorm scala van verschillende tests ontwikkeld op basis van dezelfde technologie. De eerste in de handel verkrijgbare kits waren gericht op de klinische diagnostiek, maar er zijn nu producten met toepassingen in vrijwel elke tak van de microbiologie.
Klinische microbiologie – lateral flow-tests zijn ontwikkeld voor bacteriële pathogenen, respiratoire en enterische virussen, intestinale parasieten en bacteriële toxines. Veel van de lateral flow immunoassay producten die voor de klinische sector zijn ontworpen, zijn bedoeld voor gebruik op de point-of-care voor het direct testen van feces-, bloed- en urinemonsters en neus- en keelswabs, waarbij de eenvoudige bediening en snelheid van de tests de sleutel is tot het gebruik buiten het laboratorium. Dezelfde teststrips kunnen echter ook nuttig zijn als snelle bevestigingstest na laboratoriumkweek van klinische monsters.
Microbiologie van voeding en landbouw – er zijn teststrips beschikbaar voor door voedsel overgedragen bacteriële pathogenen en bacteriële en fungale toxinen. In de microbiologische sector voor levensmiddelen zullen de voornaamste toepassingen waarschijnlijk in het laboratorium zijn, hoewel er veldtestkits voor mycotoxinen in graanmonsters zijn. Het testen op door voedsel overgedragen bacteriële pathogenen omvat gewoonlijk ten minste één aanrijkingsfase voordat de teststrip wordt gebruikt om de aan- of afwezigheid van de pathogeen te bevestigen. Sommige fabrikanten, zoals Hygiena, hebben aanrijkingsmedia en -methoden ontwikkeld die speciaal ontworpen zijn voor gebruik met lateral flow teststrips. Teststrips kunnen ook nuttig zijn voor een snelle bevestiging van de identiteit van bacteriële isolaten uit conventionele microbiologische tests.
Microbiologie van water en milieu – beperkte assays beschikbaar.
De nieuwste updates in Snelle Microbiologische Testmethoden naar uw e-mail gestuurd krijgen? Abonneer u op de gratis rapidmicrobiology eNewsletter