Imunoensaio magnético - Magnetic immunoassay

O imunoensaio magnético (MIA) é um tipo de imunoensaio de diagnóstico que usa esferas magnéticas como marcadores em vez de enzimas convencionais ( ELISA ), radioisótopos ( RIA ) ou frações fluorescentes ( imunoensaios fluorescentes ) para detectar um analito específico . MIA envolve a ligação específica de um anticorpo ao seu antígeno, onde um marcador magnético é conjugado a um elemento do par. A presença de esferas magnéticas é então detectada por um leitor magnético ( magnetômetro ) que mede a mudança do campo magnético induzida pelas esferas. O sinal medido pelo magnetômetro é proporcional à concentração do analito (vírus, toxina, bactéria, marcador cardíaco, etc.) na amostra inicial.

Etiquetas magnéticas

As contas magnéticas são feitas de partículas de óxido de ferro de tamanho nanométrico encapsuladas ou coladas com polímeros. Essas contas magnéticas variam de 35 nm a 4,5 μm. As nanopartículas magnéticas componentes variam de 5 a 50 nm e exibem uma qualidade única conhecida como superparamagnetismo na presença de um campo magnético aplicado externamente. Descoberta pela primeira vez pelo francês Louis Néel , ganhador do Prêmio Nobel de Física em 1970, essa qualidade superparamagnética já foi usada para aplicação médica em imagem por ressonância magnética (MRI) e em separações biológicas, mas ainda não para rotulagem em aplicações diagnósticas comerciais. As etiquetas magnéticas apresentam vários recursos muito bem adaptados para tais aplicações:

• eles não são afetados pela química do reagente ou foto-branqueamento e, portanto, são estáveis ​​ao longo do tempo,
• o fundo magnético em uma amostra biomolecular é geralmente insignificante,
• turbidez ou coloração da amostra não têm impacto nas propriedades magnéticas,
• esferas magnéticas podem ser manipuladas remotamente por magnetismo.

Detecção

O imunoensaio magnético (MIA) é capaz de detectar moléculas ou patógenos selecionados através do uso de um anticorpo marcado magneticamente. Funcionando de maneira semelhante a um ELISA ou Western Blot, um processo de ligação de dois anticorpos é usado para determinar as concentrações de analitos. MIA usa anticorpos que revestem uma esfera magnética. Esses anticorpos se ligam diretamente ao patógeno ou molécula desejada e o sinal magnético emitido pelas esferas ligadas é lido usando um magnetômetro. O maior benefício que esta tecnologia fornece para a imunocoloração é que ela pode ser conduzida em um meio líquido, onde métodos como ELISA ou Western Blotting requerem um meio estacionário para o alvo desejado se ligar antes do anticorpo secundário (como HRP [Horse Radish Peroxidase ]) pode ser aplicado. Uma vez que o MIA pode ser conduzido em um meio líquido, uma medição mais precisa das moléculas desejadas pode ser realizada no sistema modelo. Uma vez que nenhum isolamento deve ocorrer para obter resultados quantificáveis, os usuários podem monitorar a atividade dentro de um sistema. Ter uma ideia melhor do comportamento de seu alvo.

As maneiras pelas quais essa detecção pode ocorrer são muito numerosas. A forma mais básica de detecção é passar uma amostra por uma coluna de gravidade que contém uma matriz de polietileno com o anti-corpo secundário. O composto alvo liga-se ao anticorpo contido na matriz, e quaisquer substâncias residuais são lavadas usando um tampão escolhido. Os anticorpos magnéticos são então passados ​​pela mesma coluna e, após um período de incubação, todos os anticorpos não ligados são lavados usando o mesmo método anterior. A leitura obtida a partir das esferas magnéticas ligadas ao alvo que é capturada pelos anticorpos na membrana é usada para quantificar o composto alvo em solução.

Além disso, por ser tão semelhante em metodologia ao ELISA ou Western Blot, os experimentos para MIA podem ser adaptados para usar a mesma detecção se o pesquisador quiser quantificar seus dados de maneira semelhante.

Magnetômetros

Um instrumento simples pode detectar a presença e medir o sinal magnético total de uma amostra, no entanto, o desafio de desenvolver um MIA eficaz é separar o fundo magnético natural (ruído) do alvo (sinal) magneticamente marcado fraco. Várias abordagens e dispositivos foram empregados para atingir uma relação sinal-ruído (SNR) significativa para aplicações de bio-detecção:

• · Sensores magneto-resistivos gigantes e válvulas de rotação,
• cantiléveres piezo-resistivos,
• sensores indutivos,
• · Dispositivos supercondutores de interferência quântica,
• · Anéis magneto-resistivos anisotrópicos,
• · E sensores Hall em miniatura.

Mas melhorar o SNR geralmente requer um instrumento complexo para fornecer varredura e extrapolação repetidas por meio do processamento de dados ou alinhamento preciso do alvo e do sensor de tamanho miniatura e compatível. Além desse requisito, o MIA que explora as propriedades magnéticas não lineares de rótulos magnéticos pode usar efetivamente a capacidade intrínseca de um campo magnético de passar por plástico, água, nitrocelulose e outros materiais, permitindo assim medições volumétricas verdadeiras em vários formatos de imunoensaio. Ao contrário dos métodos convencionais que medem a suscetibilidade de materiais superparamagnéticos, um MIA baseado em magnetização não linear elimina o impacto de materiais dia- ou paramagnéticos lineares, como matriz de amostra, plásticos consumíveis e / ou nitrocelulose. Embora o magnetismo intrínseco desses materiais seja muito fraco, com valores de susceptibilidade típicos de –10 ⁻⁵ (dia) ou +10 ⁻³ (para), quando se está investigando quantidades muito pequenas de materiais superparamagnéticos, como nanogramas por teste, o o sinal de fundo gerado por materiais auxiliares não pode ser ignorado. Em MIA com base em propriedades magnéticas não lineares de rótulos magnéticos, os grânulos são expostos a um campo magnético alternado em duas frequências, f1 e f2. Na presença de materiais não lineares, como rótulos superparamagnéticos, um sinal pode ser gravado em frequências combinatórias, por exemplo, em f = f1 ± 2 × f2. Este sinal é exatamente proporcional à quantidade de material magnético dentro da bobina de leitura.

Esta tecnologia torna o imunoensaio magnético possível em uma variedade de formatos, como:

• teste de fluxo lateral convencional , substituindo etiquetas de ouro por etiquetas magnéticas
• testes de fluxo vertical que permitem a interrogação de analitos raros (como bactérias) em amostras de grande volume
• aplicações microfluídicas e biochip

Também foi descrito para aplicações in vivo e para testes multiparamétricos.

Usos

MIA é uma técnica versátil que pode ser usada para uma ampla variedade de práticas.

Actualmente tem sido utilizado para detectar vírus em plantas aos patógenos das capturas que seria normalmente culturas devastar tais como vírus da vinha fanleaf , vírus da vinha fanleaf , e vírus X da batata . Suas adaptações agora incluem dispositivos portáteis que permitem ao usuário coletar dados confidenciais em campo.

MIA também pode ser usado para monitorar drogas terapêuticas. Um relato de caso de um paciente de transplante renal de 53 anos detalha como os médicos conseguiram alterar as quantidades do medicamento terapêutico.

Referências