ナノ粒子ベースの光学プローブは、ラマン分光法とUV-Vis分光法を使用して抗原を検出するための手段として設計されています。ここでは、UV-Vis/ラマン分光法イムノアッセイ用のプローブを調製するためのプロトコルについて、将来のマルチプレックス機能を組み込むための方法について説明します。
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方法論記事
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ナノ粒子ベースの光学プローブは、ラマン分光法とUV-Vis分光法を使用して抗原を検出するための手段として設計されています。ここでは、UV-Vis/ラマン分光法イムノアッセイ用のプローブを調製するためのプロトコルについて、将来のマルチプレックス機能を組み込むための方法について説明します。
免疫アッセイは、関連する抗体の存在に基づいて、タンパク質を検出するために使用されます。そのため、研究と臨床現場での広範な使用の、免疫測定機器および材料の大規模なインフラを見つけることができます。例えば、96および384ウェルポリスチレンプレートは、市販されており、種々の製造業者からの紫外 - 可視(UV-Vis)で分光機を収容するために、標準的な設計を有します。また、このような酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)などのカスタマイズされた免疫アッセイの設計のための免疫グロブリン、検出タグ、およびブロッキング剤の多種多様なご利用いただけます。
既存のインフラストラクチャにもかかわらず、標準的なELISAキットは、高価で時間がかかる可能性が個別のイムノアッセイの開発を必要とする、すべての研究の必要性を満たしていません。彼らは通常、蛍光またはCOLに依存するように例えば、ELISAキットは、低多重化(一度に複数の分析物の検出)機能を持っています検出のためのorimetric方法。比色や蛍光ベースの分析は、広いスペクトルのピークに起因する多重化機能が制限されています。対照的に、ラマン分光法に基づく方法は、狭い放射ピークのために多重化するためのはるかに高い能力を有します。ラマン分光法の別の利点は、ラマンレポーターは、蛍光タグ1よりも大幅に少ない光退色が発生することです。ラマンレポーターは、蛍光比色タグの上に持っていることを利点にもかかわらず、ラマンベースのイムノアッセイを製造するためのプロトコルは限られています。この論文の目的は、UV-Visの分析及びラマン分光法による分析物の直接検出のためのポリスチレンプレートと組み合わせて使用するために官能化プローブを調製するためのプロトコルを提供することです。このプロトコルは、事前に確立されたインフラストラクチャを活用しながら、研究者は、将来の多検体の検出のための日曜大工のアプローチを取ることができます。
典型的なサンドイッチイムノアッセイは、間接的に二つの抗体を用いて抗原の存在を検出します。捕捉抗体は、固体表面に結合したときに適切な抗原に近接して抗体 - 抗原複合体を形成します。検出抗体は、次いで、導入された抗原に結合します。洗浄後、抗体/抗原/抗体複合体が残存し、 図1Aに示されたように標識した検出抗体によって検出されます。典型的な検出は、広いスペクトルのピーク2,3に起因する10の検体に多重化を制限し、蛍光または比色検出器によって行われます。これとは対照的に、ラマンベースのシステムには、最大100の検体2,3の同時検出を主張ソースで強化された多重化機能が得られはるかに狭い発光ピークを持っています。
このようなステップ・バイ・ステップとして6 -多くの文献情報源は、イムノアッセイ4に関連する重要な側面をカバーしているご利用いただけます詳細は、パーソナライズされたELISAキットを作成します。残念ながら、これらのプロトコルは、カスタマイズされた免疫アッセイの多重化能力を制限し、蛍光または比色検出のためのものです。この必要性に対処するために、我々は、 図1Bに示すように、直接イムノアッセイについて以前に公開され7 UV-可視/ラマンイムノアッセイを作製する詳細な手順を提示します。
このプロトコルは、図2に示した官能基化金ナノ粒子ベースのプローブの製造を含んでいる。ラマン/ UV-Visのプローブを作成する手順は、金ナノ粒子(AuNPs)の表面にラマンレポーターを結合することによって開始します。 AuNPsは、その後、ポリエチレングリコール(PEG)と関連している抗体を用いて官能化されます。 AuNPsの残りの結合部位は、分析の間の結合、その後の非特異を防止するAuNPsにメトキシポリエチレングリコールチオール(MPEG-SH)を結合することによってブロックされます。準備AuNPプローブは、抗原に結合することによってテストされます図1Bに示すように、ポリスチレンプレートのウェルに固定されています。関連ラマンレポーターは、ラマン分光法を用いて検出している間にプレートを洗浄すると、AuNPプローブは、紫外可視分光法を用いて検出されます。 UV-Visのラマンスペクトルデータを組み合わせることにより、この免疫アッセイの能力を強化、分析の2つのメソッドを提供します。
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バッファーの調製

2.準備紫外可視/ラマンプローブ


| 各コンポーネントの追加するボリューム(ミリリットル) | |||
| DTTC最終濃度(mM)の | DTTC作業溶液(200 mM)の | AuNP | 水 |
| 0.2 | 0.1 | 20 | 79.9 |
| 0.6 | 0.3 | 20 | 79.7 |
| 1 | 0.5 | 20 | 79.5 |
| 2 | 1.0 | 20 | 79 |
| 5 | 2.5 | 20 | 77.5 |
| 7 | 3.5 | 20 | 76.5 |
| 10 | 5.0 | 20 | 75 |
表1 DTTC希釈例。DTTCの様々な希釈液と株式DTTC、金ナノ粒子溶液、および水の関連するボリューム。
3.免疫アッセイプレートの準備
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この研究では、60nmの金粒子は、紫外可視分光法のために使用しました。 UV-Visのオープンソースのスペクトル分析ソフトウェア8を用いて決定した各AuNP濃度400 700に収集されたnmおよびピーク面積から吸収スペクトル。統合をピークに先立ち、収集されたスペクトルは、3点多項式フィットを使用して、ベースライン補正を行いました。ピーク面積は、 図4に示されているように、対数較正曲線を生成するために使用された。 図4及び図 5は、対数較正曲線を組み入れていることに留意すべきです。非線形検量線の使用が大幅にアッセイのダイナミックレンジを拡大することができ、低域検出機能9,10を必要とする様々なイムノアッセイのために受け入れられるの練習となっています。
定量的アッセイの感度、ブランク(LOB)の限界を評価するために、と次のよう...
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詳細なプロトコルでは、対処するためのいくつかの重要なポイントがあります。 1つの問題は、ラマンレポーターと金ナノ粒子の選択です。プロトコルは、個々の使用に適合するように書かれたが、ラマンレポーターDTTCを例として使用しました。 DTTCは、正に帯電したレポーターであり、負のクエン酸キャップ化AuNPsなどの表面に帯電するために特異的に結合します。このプロトコルは、正の表面電荷を有する金ナノ粒子を使用して、負に帯電したレポーターに適合させることができます。例えば、ポリエチレンイミン(PEI)キャップされたAuNPsは正の表面電荷を提供し、より良好な負に帯電したレポーターと結合します。
タンパク質とナノ粒子の間のバランスを維持することは、このプロトコルの重要なステップです。このバランスは200の金ナノ粒子の比に最適化された抗体にPEG化抗体を添加することによって達成される:1。 PEG化された抗体は、Th1よりも有意に高い比率で金ナノ粒子溶液に添加された場合S、イオン誘発性粒子の凝集が発生する可能性があります。また、比、タンパク質凝集および不溶性の小さすぎる時に起こるであろう。この比...
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著者らは、競合する金銭的利益はないと宣言している。
この作業は、ユタ州立大学からのResearch Catalyst Awardによって支援されました。著者は、Annelise Dykes、Cameron Zabriskie、Donald Wooley の貢献に感謝します。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 60 nm 金ナノ粒子 | Ted Pella, Inc. | 15708-6 | これらはクエン酸塩をキャップした金ナノ粒子です。ラマンレポーターとAuNP表面電荷の関係と、AuNPおよび/またはラマンレポーターの適切な選択への影響については、ディスカッションを参照してください。 |
| ナトリウムの重炭酸 | 塩のフィッシャー科学 | 的なS233-500 | |
| のメタノール | Pharmco-Aaper | 339000000 | |
| トリス緩衝生理食塩水(10x) pH 7.5 | Scy Tek | TBD999の | |
| びんの上ろ過単位 | VWR | 97066-202 | |
| Tween 20 (ポリソルベート20) | Scy Tek | TWN500 | 洗浄ステップのための乳化剤として使用される。 |
| リン酸緩衝生理食塩水10倍濃縮液、pH 7.4 | Scy Tek | PBD999 | |
| LoBindチューブ2.0 ml | Eppendorf | 22431102 | LoBindチューブは、タンパク質とAuNPがチューブの表面に結合するのを防ぎます。 |
| タンパク質LoBindチューブ0.5 ml | Eppendorf | 22431064 | LoBindチューブは、タンパク質とAuNPがチューブの表面に結合するのを防ぎます。 |
| マイクロプレートデバイス UniSeal | GE Healthcare | 7704-0001 | 機能性プレートのシールと保管に使用されます。 |
| アッセイプレート、低蒸発蓋付き、96ウェル平底 | Costar | 3370 | |
| HPLCグレードの水 | Sigma Aldrich | 270733-4L | |
| 3,3′-ジエチルチアトリカルボシアニンヨウ化物(DTTC) | Sigma Aldrich | 381306-250MG | ラマンレポーター |
| mPEG-チオール、MW 5,000 - 1グラム | Laysan Bio, Inc. | MPEG-SH-5000-1g | |
| OPSS-PEG-SVA, 5,000 - 1 グラム | ・レイサン・バイオ(株) | OPSS-PEG-SVA-5000-1G | OPSS-PEG-SVA には NHS エンドがあります。 |
| マウスIgG、全分子制御 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 31903 | 抗原 |
| ヤギ抗マウスIgG(H + L)交差吸着二次抗体 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 31164 | |
| ヒト血清アルブミンブロッキング溶液 | シグマアルドリッチ | A1887-1G | ウシ血清アルブミンを代わりに使用することができます。 |
| 小型遠心分離機 | Fisher Schientific | 12-006-900 | |
| UV-Vis 分光光度計 | Thermo Scientific | Nanodrop 2000c | |
| UV-Vis 分光光度計 | BioTek | Synergy 2 | |
| 脱塩カラム | Thermor Scientific | 87766 | |
| 社内造 785 nm倒立ラマン顕微鏡ユニット | N/A | N/A | 倒立ラマン顕微鏡は、ウェルプレートの表面に適切に焦点を合わせるのに最適です。それ以外の場合は、96ウェルプレートの高さのために非常に低い倍率が使用されます。ベンダーから購入するよりも安価であるため、自社で構築したシステムを使用しました。ただし、市販の倒立ラマン顕微鏡システムであれば、いずれでも使用することができます。 |
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