ラテラルフローイムノアッセイの感度を改善するセルロースナノファイバー

ラテラルフローイムノアッセイの感度を改善するセルロースナノファイバー

ICREAのArben Merkoçi教授が率いるICN2 Nanobioelectronics and Biosensors Groupは、ラテラルフローイムノアッセイの感度を高めるための研究を実施しました。 彼らは、テストエリアにセルロースナノファイバーを含め、陽性テストで比色信号の平均36.6%の増加をもたらしました。 論文で提案された方法は、あらゆる種類のラテラルフローストリップに簡単に適用でき、臨床現場即時検査(point-of-care test)での使用を可能にします。

ラテラルフローイムノアッセイは、人間の健康と医薬品、環境試験、動物の健康、食品と飼料の試験、植物と作物の健康など、幅広い分野で使用されています。 これらは紙ベースのバイオセンサーであり、世界保健機関のデバイスの保証基準の要件を満たし、手頃な価格、高感度、選択性、使いやすさ、迅速かつ堅牢であり、エンドユーザーに導出可能である必要があります。 しかし、感度は常に保証されません。

それらの機能は簡単です。特定の分析物の有無にかかわらず、液体サンプルがストリップの一端に適用されます。その分析物に付着するように準備された特定の粒子(トランスデューサー)は、流体によって引きずられます。トランスデューサでマークされた検体を保持するために、大量の抗体がテストラインに適用されます。サンプル中に分析物が存在する場合、トランスデューサーのためにテストラインが色付けされます。そうでない場合、パーティクルはストリップの最後まで移動し続けます。

今回、ICN2の研究者は、ジローナ大学と共同で、わずかな時間の増加でテストの感度を上げる方法を報告しています。これらの結果は、現在のスピンオフPaperdopdxの研究者である第一著者のDr. DanielQuesada-Gonzálezによって、Biosensors and Bioelectronicsに掲載されています。

ストリップの感度を向上させる1つの方法は、その多孔性に関係しています。気孔が十分に大きい場合、トランスデューサはテストラインで停止する代わりに気孔を通過する可能性があり、感度が低下します。ポアが小さすぎると感度は上がりますが、サンプルの流れは遅くなります。

新しい研究では、セルロースナノファイバーをそのゾーンに含めることにより、テスト領域でのみ細孔径を小さくすることを提案しています。それらは抗体と生体適合性があるため、トランスデューサー粒子の色が最もよく認識されるストリップの表面に配置できる領域が増加します。この変更のおかげで、研究者は比色信号の平均36.6%の増加を観察しました。これは、より多くのトランスデューサー粒子がテストラインに保持されたことを意味します。彼らはまた、この保持が分析物と抗体との相互作用によるものであり、トランスデューサーとセルロースナノファイバーとの相互作用によるものではなく、偽陽性を回避することも実証しています。

この戦略は、特定の分析対象物の類似の濃度をよりよく区別するために使用できます。これは、特に診断アプリケーションで役立ちます。感度が高いため、スマートフォンに組み込まれているような簡単なカメラデバイスを使用して、サンプルの定量分析が可能です。提案された修正は安価で簡単に適用できるため、ポイントオブケアアプリケーションでの使用が可能になります。

Daniel Quesada-González et al.
Signal enhancement on gold nanoparticle-based lateral flow tests using cellulose nanofibers, Biosensors and Bioelectronics (2019).
DOI: 10.1016/j.bios.2019.111407

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