-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

PL

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
<<<<<<< HEAD
K12 Schools
Biopharma
=======
K12 Schools
>>>>>>> dee1fd4 (fixed header link)

Language

pl_PL

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Neuroscience
Zastosowanie testu immunologicznego elektroforezy kapilarnej w celu poszukiwania potencjalnych bi...
Zastosowanie testu immunologicznego elektroforezy kapilarnej w celu poszukiwania potencjalnych bi...
JoVE Journal
Neuroscience
This content is Free Access.
JoVE Journal Neuroscience
Use of Capillary Electrophoresis Immunoassay to Search for Potential Biomarkers of Amyotrophic Lateral Sclerosis in Human Platelets

Zastosowanie testu immunologicznego elektroforezy kapilarnej w celu poszukiwania potencjalnych biomarkerów stwardnienia zanikowego bocznego w ludzkich płytkach krwi

Full Text
7,675 Views
11:03 min
February 10, 2020

DOI: 10.3791/60638-v

Jessica M. Sage1, LaSharice Hall2, April McVey3, Richard J. Barohn3, Jeffrey M. Statland3, Omar Jawdat3, Mazen M. Dimachkie3, Abdulbaki Agbas1

1Department of Basic Sciences,Kansas City University of Medicine and Biosciences, 2Rice University School of Medicine, 3University of Kansas Medical Center

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study focuses on the development of blood-based biomarkers for neurodegenerative diseases, specifically using a high-throughput capillary electrophoresis immunoassay. The goal is to create a less invasive, affordable, and reproducible method for clinical studies, with implications for monitoring disease progression and treatment effects in conditions like ALS.

Key Study Components

Area of Science

  • Neurodegenerative diseases
  • Biomarker development
  • Clinical trial methodologies

Background

  • Blood-based biomarkers can significantly enhance neurodegenerative disease research.
  • Current testing methods often require large sample sizes and are invasive.
  • High-throughput methods can improve efficiency in clinical studies.
  • This protocol aims to streamline the process of biomarker development.

Purpose of Study

  • To establish a reliable protocol for assessing biomarkers in blood samples.
  • To minimize the time and resources needed for lab analysis.
  • To facilitate the identification of disease-specific proteins.

Methods Used

  • The study utilized a high-throughput capillary electrophoresis immunoassay.
  • Human platelet lysates from ALS patients and healthy subjects served as the primary biological model.
  • Key steps included optimizing protein and antibody concentrations and using a single sample preparation for multiple assays.
  • The entire lab work process, including data analysis, was reduced to 3.5 hours.

Main Results

  • The method successfully identified TDP-43 and its phosphorylated derivative from patient samples.
  • A linear dynamic range was established for protein concentration, enhancing detection sensitivity.
  • This protocol allows simultaneous assessment of multiple target proteins, improving efficiency in biomarker quantification.

Conclusions

  • This study demonstrates an effective method for developing blood-based biomarkers in neurodegenerative diseases.
  • The high-throughput approach significantly reduces analysis time and enhances the feasibility of large clinical trials.
  • This could lead to better tracking of disease progression and treatment effects in studies involving ALS and other neurodegenerative conditions.

Frequently Asked Questions

What are the advantages of using this assay method?
The high-throughput capillary electrophoresis immunoassay allows for rapid analysis, reducing the lab work time from 2.5 days to just 3.5 hours, thus enhancing efficiency in biomarker development.
How is the biological model validated?
The model utilizes human platelet lysates from both ALS patients and healthy controls, ensuring relevant comparisons for biomarker identification.
What types of outcomes can this assay produce?
The assay enables the identification of specific proteins associated with ALS, such as TDP-43, and can provide insights into disease-specific target protein profiles.
Can this method be adapted for other diseases?
Yes, this technique can potentially be adapted to study biomarkers for other neurodegenerative diseases beyond ALS, facilitating broader applications in clinical research.
What are the limitations of this method?
Potential limitations include signal intensity reduction due to the use of whole platelet lysate mixtures, which may affect assay sensitivity.
What is the significance of using a single sample preparation for multiple assays?
This allows for more efficient use of samples, conserving resources and streamlining the analysis process, which is particularly beneficial for large-scale clinical trials.

Biomarkery chorób neurodegeneracyjnych oparte na krwi są niezbędne do prowadzenia badań klinicznych na dużą skalę. Wiarygodne i zwalidowane badanie krwi powinno wymagać małej objętości próbki, a także być mniej inwazyjną metodą pobierania próbek, przystępną cenowo i powtarzalną. W artykule wykazano, że wysokoprzepustowy test immunologiczny elektroforezy kapilarnej spełnia kryteria potencjalnego rozwoju biomarkerów.

Protokół ten może być stosowany do optymalizacji zarówno stężeń białek, jak i pierwszorzędowych przeciwciał na jednej płytce testowej oraz do wykonywania dwóch testów przy użyciu jednego preparatu próbki. Główną zaletą tej techniki jest to, że pozwala na 2 1/2 dnia pracy laboratoryjnej, w tym analizę danych, w ciągu 3 1/2 godziny. Technika ta zapewnia wysokoprzepustowy format testu do opracowania biomarkera ALS na bazie krwi i jest idealną metodą do przeprowadzania dużych badań klinicznych.

Metoda ta może dostarczyć informacji na temat docelowych profili białkowych podczas prognozowania choroby i może ułatwić monitorowanie działania leków w interesujących badaniach klinicznych. Po zebraniu 100 mikrolitrów ludzkich lizatów płytek krwi od pacjentów z ALS i osób zdrowych, wypełnij wygenerowane przez siebie szablony do układu kapilarnego i przygotowania próbki. Tabela przygotowania mieszaniny próbek jest dynamiczna i automatycznie oblicza, ile objętości należy usunąć ze źródła.

Umieść wszystkie odczynniki do oznaczania na lodzie. Z wyjątkiem standardowego opakowania, które powinno pozostać w temperaturze pokojowej. Aby przygotować wzorcową mieszankę fluorescencyjną, dodaj 40 mikrolitrów dejonizowanej wody do przezroczystej probówki naziemnej telewizji cyfrowej i dodaj 20 mikrolitrów 10-krotnego buforu do próbek.

I 20 mikrolitrów przygotowanego 400-milimolowego roztworu DTT do różowej probówki z zestawu testowego. Aby przygotować drabinę biotynylową, dodaj 16 mikrolitrów wody dejonizowanej, dwa mikrolitry buforu do próbki 10X i dwa mikrolitry przygotowanego 400-milimolowego roztworu DTT do białej probówki dołączonej do zestawu. Po delikatnym wymieszaniu przenieś roztwór drabinkowy do probówki PCR o pojemności 200 mikrolitrów przed denaturacją.

Dodaj 1,5 mikrolitra 10-krotnego buforu do próbek i 148,5 mikrolitra dejonizowanej wody do 600-mikrolitrowej probówki wirówki i wiruj do wymieszania przed umieszczeniem probówki na lodzie. Dodać interesujące nas przeciwciała bezpośrednio do rozcieńczalnika, jak wskazano w tabeli, i kilkakrotnie przepłukać końcówkę pipety w jednorodnym roztworze przeciwciał. Aby przygotować kapilarną mieszaninę próbek, otwórz wszystkie probówki do PCR i dodaj 1,6 mikrolitra porcji fluorescencyjnego buforu do próbki 5X do każdej probówki, jak wskazano w tabeli, stosując technikę odwróconego pipetowania.

Natychmiastowe zamknięcie każdej probówki w miarę dodawania buforu. Po dodaniu całego buforu otwórz wszystkie probówki i dodaj 0,1-krotny bufor próbki w objętościach wskazanych w tabeli, natychmiast zamykając każdą probówkę podczas dodawania buforu. Następnie otwórz wszystkie probówki i dodaj próbki białka, jak wskazano w tabeli, a następnie natychmiast zamknij każdą nakrętkę probówki.

Po dodaniu wszystkich próbek należy na krótko odwirować wszystkie probówki w wirówce stołowej. Wirować, aby ponownie wymieszać i odwirować próbki. Pod koniec drugiego wirowania umieść wszystkie probówki w termocyklerze z podgrzewaną pokrywką.

I denaturować próbki we wskazanych warunkach. Pod koniec denaturacji odwirować, wymieszać i ponownie odwirować próbki, a następnie umieścić wszystkie probówki w stojaku na probówki na lodzie. Korzystając z rysunku jako wskazówki, dodać 10 mikrolitrów peroksydazy chrzanowej streptawidyny do studzienki D1, 10 mikrolitrów odpowiedniego przeciwciała wtórnego do studzienek od D2 do D5, 10 mikrolitrów rozcieńczalnika przeciwciał do każdej studzienki w rzędzie B i do studzienki C1, 10 mikrolitrów odpowiedniego przeciwciała pierwszorzędowego do studzienek od C2 do C25, pięć mikrolitrów biotynylowanej drabinki z probówki PCR numer jeden do studzienki A1, trzy mikrolitry próbki do rzędów od A2 do A25 i 15 mikrolitrów świeżo przygotowanego nadtlenku luminolu do każdej studzienki rzędu E. Pipetowanie mieszanki próbki i odczynnika do maleńkiego dołka we właściwej kolejności ma kluczowe znaczenie dla powodzenia eksperymentu, dlatego należy to zrobić bardzo ostrożnie.

Następnie dodaj 500 mikrolitrów buforu do płukania do każdej wyznaczonej studzienki buforu do płukania. I odwirować zawartość płytki przez odwirowanie. Aby przeprowadzić analizę kapilarną na płytce testowej, podłącz analizator kapilarny do systemu online i kliknij przycisk Instrument and Connect (Przyrząd i połącz) w oprogramowaniu analizatora.

Wybierz numer seryjny instrumentu w menu kontekstowym i kliknij przycisk Połącz. Wybierz kartę Test i wybierz opcję Nowy test, wprowadź parametry testu i zapisz nazwę pliku oraz lokalizację. Następnie upewnij się, że niebieski wskaźnik w analizatorze świeci na niebiesko i wyjmij wkład kapilarny z opakowania.

Zdjąć plombę ochronną z płytki testowej i obserwować wzrokowo wstępnie napełnione studzienki pod kątem pęcherzyków powietrza. Umieść płytkę testową w uchwycie płytki i trzymając wkład kapilarny pod kątem, włóż wkład do szczeliny kapilarnej i zamknij drzwiczki analizatora. Następnie kliknij Start w oprogramowaniu analizatora.

Zastosowanie w teście całej mieszaniny lizatu płytkowego może zmniejszyć intensywność sygnału docelowych białek i przyczynić się do wysokiego sygnału tła. Dlatego w tym teście zastosowano klarowny supernatant po pęknięciu płytek krwi. Liniowy zakres dynamiki stężenia białka cytozolu płytkowego ustalono na poziomie od 0,2 do 0,8 miligrama na mililitr i przyjęto szablon eseju, aby można było przeprowadzić zarówno stężenie białka, jak i miareczkowanie przeciwciał pierwotnych w jednym teście.

Profil detekcji o wysokim zakresie dynamiki zapewnia znacznie szerszy zakres dynamiki ze względu na większą czułość testu kapilarnego, co skutkuje lepszym wykrywaniem i kwantyfikacją w większym zakresie stężeń próbki. Można również zdefiniować indywidualne czasy naświetlania. Wykorzystując zoptymalizowane warunki testu, analiza frakcji cytozolowych lizatu płytek krwi uzyskanych od pacjentów z ALS przy użyciu dwóch zestawów przeciwciał pozwala na identyfikację specyficznego dla choroby TDP-43 i jego fosforylowanej pochodnej w próbkach.

Całkowite TDP-43 można następnie określić ilościowo za pomocą krzywej kalibracyjnej. Zmienność testów wewnątrz- i międzybiegowych testowano w zbiorczych frakcjach cytozolowych płytek krwi u ludzi z ALS. Metoda ta pozwala na zastosowanie przeciwciał pierwotnych, ułatwiając identyfikację do pięciu różnych białek docelowych w tej samej próbce w jednym teście.

Technika ta nie tylko znacznie skraca czas analizy białek, ale także wymaga objętości próbek w mikrolitrach i generuje wyniki o wysokim stopniu odtwarzalności. Niektóre substancje chemiczne użyte w tym teście i wszystkie próbki pobrane od ludzi są uważane za niebezpieczne biologicznie, dlatego podczas wykonywania tych eksperymentów należy zawsze stosować odpowiednie środki ochrony osobistej.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos

Sign In Start Free Trial

Explore More Videos

Elektroforeza kapilarna test immunologiczny biomarkery stwardnienie zanikowe boczne ludzkie płytki krwi stężenie białka stężenie przeciwciał test wysokoprzepustowy badania kliniczne prognozowanie choroby przygotowanie próbki fluorescencyjna mieszanka główna drabina biotynylowana woda dejonizowana probówka PCR bufor próbki technika odwrotnego pipetowania

Related Videos

Test immunologiczny elektroforezy kapilarnej do wykrywania biomarkerów białkowych

07:32

Test immunologiczny elektroforezy kapilarnej do wykrywania biomarkerów białkowych

Related Videos

598 Views

Nowatorski biopanning oparty na mikroskopii sił atomowych do izolacji odczynników specyficznych dla morfologii przeciwko wariantom TDP-43 w stwardnieniu zanikowym bocznym

13:31

Nowatorski biopanning oparty na mikroskopii sił atomowych do izolacji odczynników specyficznych dla morfologii przeciwko wariantom TDP-43 w stwardnieniu zanikowym bocznym

Related Videos

9.2K Views

Analiza LC-MS ludzkich płytek krwi jako platforma do badania metabolizmu mitochondrialnego

06:04

Analiza LC-MS ludzkich płytek krwi jako platforma do badania metabolizmu mitochondrialnego

Related Videos

11.7K Views

Wysokoprzepustowy, multipleksowany i ukierunkowany test proteomiczny, płyn mózgowo-rdzeniowy do ilościowego określania biomarkerów neurodegeneracyjnych i statusu izoform apolipoproteiny E

07:08

Wysokoprzepustowy, multipleksowany i ukierunkowany test proteomiczny, płyn mózgowo-rdzeniowy do ilościowego określania biomarkerów neurodegeneracyjnych i statusu izoform apolipoproteiny E

Related Videos

8.2K Views

Rutynowa metoda badań przesiewowych na obecność mikrocząstek w transfuzjach płytek krwi

09:49

Rutynowa metoda badań przesiewowych na obecność mikrocząstek w transfuzjach płytek krwi

Related Videos

16.5K Views

Dynamiczna wieloparametrowa ocena funkcji płytek krwi za pomocą biosensora pojemnościowego

06:32

Dynamiczna wieloparametrowa ocena funkcji płytek krwi za pomocą biosensora pojemnościowego

Related Videos

750 Views

Charakterystyka płytek krwi prokoagulantu poprzez pomiar ekspozycji na fosfatydyloserynę i uwalniania mikropęcherzyków z oczyszczonych płytek krwi u ludzi

05:49

Charakterystyka płytek krwi prokoagulantu poprzez pomiar ekspozycji na fosfatydyloserynę i uwalniania mikropęcherzyków z oczyszczonych płytek krwi u ludzi

Related Videos

1.1K Views

Mikrofluidyka w ocenie funkcji płytek krwi

06:47

Mikrofluidyka w ocenie funkcji płytek krwi

Related Videos

1.6K Views

Kompleksowa analiza płytek krwi prokoagulantów wykazujących cechy martwicy, apoptozy i aktywacji płytek krwi

04:37

Kompleksowa analiza płytek krwi prokoagulantów wykazujących cechy martwicy, apoptozy i aktywacji płytek krwi

Related Videos

1K Views

Jak tworzyć i używać rywalizacji lornetkowej

14:34

Jak tworzyć i używać rywalizacji lornetkowej

Related Videos

76.6K Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code