Иммуноферментный анализ на магнитных микрочастицах с электрохимическим детектированием сигнала для определения NT-proBNP в сыворотке крови человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлен электрохимический метод иммуноферментного анализа на магнитных микрочастицах, функционализированных антителами, специфичными к кардиомаркеру NT-proBNP. В качестве ферментной метки выбрана щелочная фосфатаза. Сигнал регистрировали методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии на одноразовых электродах. Метод характеризуется высокой чувствительностью с пределом обнаружения ~35 пг/мл и коротким временем анализа до 20 мин, что делает его перспективным для клинической практики. Оптимизированы ключевые параметры метода, включая концентрацию компонентов, температуру и время инкубации. Метод апробирован на 34 образцах сыворотки крови здоровых людей и пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Для оценки применимости метода для клинической практики проведено корреляционное сравнение интенсивности электрохимических сигналов с концентрационными данными, полученными на анализаторах Mindray BS-800 и Getein-1100. Статистический анализ выявил высокую степень линейной корреляции между величиной сигнала, полученного разработанным методом, и концентрацией целевого белка в образцах: коэффициенты корреляции составили 0.96 для Mindray BS-800 и 0.93 для Getein-1100.

Об авторах

О. Н. Сорокина

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Email: ts.konst@gmail.com
Косыгина ул., 4, Москва, 119334, Россия

Т. С. Константинова

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Email: ts.konst@gmail.com
Косыгина ул., 4, Москва, 119334, Россия

А. К. Воробьева

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Email: ts.konst@gmail.com
Косыгина ул., 4, Москва, 119334, Россия

А. Д. Васильева

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Email: ts.konst@gmail.com
Косыгина ул., 4, Москва, 119334, Россия

А. В. Еременко

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Email: ts.konst@gmail.com
Косыгина ул., 4, Москва, 119334, Россия

А. В. Лыженкова

Городская клиническая больница № 29 им. Н.Э. Баумана Департамента здравоохранения города Москвы

Email: ts.konst@gmail.com
Госпитальная пл., 2, Москва, 111020, Россия

Е. В. Зобова

Центральная государственная медицинская академия Управления делами Президента Российской Федерации

Email: ts.konst@gmail.com
ул. Маршала Тимошенко, 19А, стр.1, Москва, 121359, Россия

Л. О. Минушкина

Центральная государственная медицинская академия Управления делами Президента Российской Федерации

Email: ts.konst@gmail.com
ул. Маршала Тимошенко, 19А, стр.1, Москва, 121359, Россия

И. Н. Курочкин

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: ts.konst@gmail.com
Косыгина ул., 4, Москва, 119334, Россия; Ленинские горы, 1, Москва, 119991, Россия

Список литературы

  1. Ponikowski P., Anker S.D., AlHabib K.F., Cowie M.R., Force T.L., Hu S., Jaarsma T., Krum H., Rastogi V., Rohde L.E., Samal U.C., Shimokawa H., Siswanto B.B., Sliwa K., Filippatos G. Heart failure: Preventing disease and death worldwide // ESC Heart Fail. 2014. V. 1. P. 4. https://doi.org/10.1002/ehf2.12005. PMID: 28834669
  2. Januzzi J.L., van Kimmenade R., Lainchbury J., Bayes-Genis A., Ordonez-Llanos J., Santalo-Bel M., Pinto Y.M., Richards M. NT-proBNP testing for diagnosis and short-term prognosis in acute destabilized heart failure: an international pooled analysis of 1256 patients: The international collaborative of NT-proBNP study // Eur. Heart J. 2006. V. 27. P. 330. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehi631. PMID: 16293638
  3. Приказ Минздрава России от 2 ноября 2020 г. № 1193н “Об утверждении стандартов медицинской помощи взрослым при артериальной гипертензии”.
  4. Моисеев В.С., Терещенко С.Н., Павликова Е.П., Явелов И.С. Диагностика и лечение острой сердечной недостаточности (Рекомендации составлены с учетом рекомендаций Европейского кардиологического общества по диагностике и лечению острой сердечной недостаточности, 2005) // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2006. Т. 5. № 6. Приложение 1.
  5. Мареев В.Ю., Фомин И.В., Агеев Ф.Т., Беграмбекова Ю.Л., Васюк Ю.А., Гарганеева А.А., Гендлин Г.Е., Глезер М.Г., Готье С.В., Довженко Т.В., Кобалава Ж.Д., Козиолова Н.А., Коротеев А.В., Мареев Ю.В., Овчинников А.Г., Перепеч Н.Б., Тарловская Е.И., Чесникова А.И., Шевченко А.О., Арутюнов Г.П., Беленков Ю.Н., Галявич А.С., Гиляревский С.Р., Драпкина О.М., Дупляков Д.В., Лопатин Ю.М., Ситникова М.Ю., Скибицкий В.В., Шляхто Е.В. Клинические рекомендации ОССН – РКО – РНМОТ. Сердечная недостаточность: хроническая (ХСН) и острая декомпенсированная (ОДСН). Диагностика, профилактика и лечение // Кардиология. 2018. Т. 58. № 6S. С. 8. https://doi.org/10.18087/cardio.2475
  6. Schulz H., Langvik T.Å., Lund Sagen E., Smith J., Ahmadi N., Hall C. Radioimmunoassay for N-terminal probrain natriuretic peptide in human plasma // Scand. J. Clin. Lab. Invest. 2001. V. 61. P. 33. https://doi.org/10.1080/00365510151067947
  7. Yang H., Lai X., Jiang C., Zhao X., Pang H., Li D., Tian J. Rapid homogeneous fluorescent enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for N-terminal brain natriuretic peptide (NT-proBNP) combining magnetic probes and Ampliflu Red // Anal. Lett. 2024. V. 58. P. 1011. https://doi.org/10.1080/00032719.2024.2348087
  8. Chen Y.-Y., Li S.-L., Lin H.-L., Li W.-D., Zhu X.-Z., Zhang H.-L. A chemiluminescence immunoassay for the detection of NT-proBNP // Anal. Biochem. 2020. V. 611. Article 113950. https://doi.org/10.1016/j.ab.2020.113950
  9. Logan S., Di Meo A., Shapero S., Fabros A., Taher J., Kulasingam V. Evaluation of a new NT-proBNP immunoassay on an automated core laboratory system // J. Appl. Lab. Med. 2024. V. 9. P. 579. https://doi.org/10.1093/jalm/jfad117. PMID: 38170842
  10. Clerico A., Franzini M., Masotti S., Prontera C., Passino C. State of the art of immunoassay methods for B-type natriuretic peptides: An update // Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2015. V. 52. P. 56. https://doi.org/10.3109/10408363.2014.987720. PMID: 25547534
  11. Navarro C., Fishlock S.J., Steele D.N., Puttaswamy S.V., Lubarsky G., Raj S., Mclaughlin. A point-of-care measurement of NT-proBNP for heart failure patients // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 138973. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3007988
  12. Gong Y., Hu J., Choi J.R., You M.L., Zheng Y.M., Xu B., Wen T., Xu F. Improved LFIAs for highly sensitive detection of BNP at point-of-care // Int. J. Nanomed. 2017. V. 12. P. 4455. https://doi.org/10.2147/IJN.S135735
  13. Wilkins M.D., Turner B.L., Rivera K.R., Menegatti S., Daniele M. Quantum dot enabled lateral flow immunoassay for detection of cardiac biomarker NT-proBNP // Sens. Bio-Sens. Res. 2018. V. 21. P. 46. https://doi.org/10.1016/j.sbsr.2018.10.002
  14. Li H., Yin X., Sun D., Xia K., Kang C., Chu S., Zhang P., Wang H., Qiu Y. Detection of NT-pro BNP using fluorescent protein modified by streptavidin as a label in immunochromatographic assay // Sens. Bio-Sens. Res. 2016. V. 11. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.sbsr.2016.08.001
  15. Alawieh H., El Chemaly T., Alam S., Khraiche M. Towards point-of-care heart failure diagnostic platforms: BNP and NT-proBNP biosensors // Sensors. 2019. V. 19. P. 5003. https://doi.org/10.3390/s19225003
  16. Zhang L., Mazouzi Y., Salmain M., Liedberg B., Boujday S. Antibody-gold nanoparticle bioconjugates for biosensors: synthesis, characterization and selected applications // Biosens. Bioelectron. 2020. V. 165. Article 112370. https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112370
  17. Yi W., Liang W., Li P., Li S., Zhang Z., Yang M., Chen A., Zhang B., Hu C. Application of a Fab fragment of monoclonal antibody specific to N-terminal pro-brain natriuretic peptide for the detection based on regeneration-free electrochemical immunosensor // Biotechnol. Lett. 2011. V. 33. P. 1539. https://doi.org/10.1007/s10529-011-0600-1
  18. Cardoso A.G., Ahmed S.R., Keshavarz-Motamed Z., Srinivasan S., Rajabzadeh A.R. Recent advancements of nanomodified electrodes – Towards point-of-care detection of cardiac biomarkers // Bioelectrochemistry. 2023. V. 152. Article 108440. https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2023.108440
  19. Сорокина О.Н., Константинова Т.С., Воробьева А.К., Васильева А.Д., Юрина Л.В., Еременко А.В., Лыженкова А.В., Минушкина Л.О., Затейщиков Д.А., Курочкин И.Н. Определение сердечного тропонина I методом иммуноферментного анализа на магнитных частицах с электрохимическим детектированием // Химическая физика. 2024. Т. 43. № 11. С. 71.
  20. Pastucha M., Farka Z., Lacina K. Skládal P. Magnetic nanoparticles for smart electrochemical immunoassays: a review on recent developments // Microchim. Acta. 2019. V. 186. P. 312. https://doi.org/10.1007/s00604-019-3410-0
  21. Nechaeva N.L., Sorokina O.N., Konstantinova T.S., Vasilyeva A.D., Yurina L.V., Byzova N.A., Bugrova A.E., Yanovich S.V., Eremenko A.V., Kurochkin I.N. Simultaneous express immunoassay of multiple cardiac biomarkers with an automatic platform in human plasma // Talanta. 2021. V. 224. Article 121860. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.121860
  22. Нечаева Н.Л., Сорокина О.Н., Константинова Т.С., Васильева А.Д., Юрина Л.В., Бызова Н.А., Бугрова А.Е., Подойницын С.Н., Еременко А.В., Курочкин И.Н. Автоматическое экспресс-определение четырех кардиомаркеров в плазме крови пациентов с кардиопатологиями // Журн. аналит. химии. 2022. Т. 77. № 5. С. 406. https://doi.org/10.31857/S0044450222050103 (Nechaeva N.L., Sorokina O.N., Konstantinova T.S., Vasil’eva A.D., Yurina L.V., Bugrova A.E., Podoinitsyn S.N., Eremenko A.V., Kurochkin I.N., Byzova N.A. Rapid automatic determination of four cardiomarkers in the blood plasma of patients with cardiopathologies // Journal of Analytical Chemistry. 2022. V. 77. № 5. P. 531. https://doi.org/10.1134/S1061934822050094
  23. ГОСТ 33044–2014. Принципы надлежащей лабораторной практики. М.: Стандартинформ, 2019. С. 12.
  24. Nanda S., Muralidhar K., Kar S.K. Thermostable α-amylase conjugated antibodies as probes for immunodetection in ELISA // J. Immunoassay Immunochem. 2002. V. 23, P. 327. https://doi.org/10.1081/IAS-120013032

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025