A mágneses immunoassay (MIA) a diagnosztikai immunoassay egy olyan típusa, amely mágneses gyöngyöket használ jelölőként a hagyományos enzimek (ELISA), radioizotópok (RIA) vagy fluoreszcens molekulák (fluoreszcens immunoassay) helyett egy adott analit kimutatására. A MIA magában foglalja egy antitest specifikus kötését egy antigénhez, miközben a mágneses jelölés a pár egyik eleméhez van konjugálva. A mágneses gyöngyök jelenlétét ezután egy mágneses olvasó ( magnetométer ) érzékeli, amely méri a gyöngyök által kiváltott mágneses tér változását. A magnetométer által mért jel arányos az eredeti mintában lévő analit (vírus, toxin, baktérium, kardiomarker stb.) koncentrációjával.
A mágneses gyöngyök nanométer méretű vas-oxid részecskékből készülnek, amelyeket polimerekkel kapszuláznak vagy kötnek össze. Az ilyen mágneses gyöngyök mérete 35 nm és 4,5 µm között változik. A mágneses nanorészecskék mérete 5 és 50 nm között van, és külső mágneses tér jelenlétében egyedülálló tulajdonságot mutatnak, amelyet szuperparamágnesességnek neveznek. Ezt a szuperparamágneses tulajdonságot először a francia Louis Néel, az 1970-es fizikai Nobel-díjas fedezte fel. Ezt a szuperparamágneses tulajdonságot az orvostudományban már használják mágneses rezonancia képalkotáshoz (MRI) és biológiai elválasztáshoz, de kereskedelmi diagnosztikai alkalmazásokban még nem. A mágneses címkéknek számos olyan tulajdonsága van, amelyek nagyon alkalmasak az ilyen alkalmazásokhoz:
A mágneses immunoassay (MIA) specifikus molekulákat vagy kórokozókat detektál egy mágnesesen jelölt antitest segítségével. Az ELISA-hoz vagy Western-blothoz hasonlóan a két antitest kötési folyamatot használják az analitok koncentrációjának meghatározására. A MIA olyan antitesteket használ, amelyek egy mágneses gyöngyöt vonnak be. Ezek az antitestek közvetlenül kötődnek a kívánt kórokozóhoz vagy molekulához, és a megkötött gyöngyök mágneses jelét magnetométer segítségével olvassuk le. Ennek az immunfestési technológiának az a legnagyobb előnye, hogy folyékony közegben is elvégezhető, míg az olyan eljárásokhoz, mint az ELISA vagy a Western blot, stacioner táptalajra van szükség ahhoz, hogy megkösse a kívánt célpontot egy másodlagos antitest (például HRP [retek peroxidáz) alkalmazása előtt. ]). Mivel a MIA folyékony közegben is elvégezhető, a kívánt molekulák pontosabb mérése végezhető el a modellrendszerben. Mivel a kvantitatív eredmények eléréséhez nincs szükség elkülönítésre, a felhasználók figyelemmel kísérhetik a rendszeren belüli tevékenységeket. Jobb képet kapni a célpont viselkedéséről.
Az észlelés módja nagyon sokféle lehet. A kimutatás legalapvetőbb módja az, hogy a mintát egy másodlagos antitesttel ellátott polietilén mátrixot tartalmazó gravitációs oszlopon vezetik át. A célvegyület a mátrixban lévő antitesthez kötődik, és a maradék anyagokat a kiválasztott pufferrel kimossuk. Ezután a mágneses antitesteket átengedik ugyanazon az oszlopon, és egy inkubációs periódus után az összes meg nem kötött antitestet ugyanúgy kimossák, mint korábban. A membránon lévő antitestek által megfogott célponthoz kapcsolt mágneses gyöngyökkel kapott leolvasásokat az oldatban lévő célvegyület mennyiségi meghatározására használják.
Továbbá, mivel ennek a módszernek a módszertana nagyon hasonlít az ELISA-hoz vagy a Western Blot-hoz, a MIA-kísérletek adaptálhatók ugyanazon kimutatási módszer használatára, ha a kutató hasonló módon kívánja számszerűsíteni adatait.
Egy egyszerű műszer képes kimutatni a minta jelenlétét és mérni a teljes mágneses jelet, de a hatékony MIA kifejlesztésének kihívása a természetben előforduló mágneses háttér (zaj) és a gyenge mágnesesen jelölt célpont (jel) elkülönítése. A jelentős jel-zaj arány (SNR) eléréséhez a bioérzékelésben különböző megközelítéseket és eszközöket alkalmaztak:
Az SNR javítása azonban gyakran olyan összetett műszert igényel, amely többszörös letapogatást és extrapolációt tesz lehetővé az adatfeldolgozás során, vagy egy célpont és egy miniatürizált és megfelelő méretű érzékelő pontos beállítását. Ezen a követelményen túlmenően a mágneses címkék nemlineáris mágneses tulajdonságait használó MIA hatékonyan kiaknázhatja a mágneses mező azon képességét, hogy áthatoljon műanyagon, vízen, nitrocellulózon és más anyagokon, lehetővé téve valódi térfogati méréseket számos immunológiai vizsgálat során. formátumok. A szuperparamágneses anyagok érzékenységét mérő hagyományos módszerekkel ellentétben a nem lineáris mágnesezésen alapuló MIA kiküszöböli az olyan lineáris dia- vagy paramágneses anyagok hatását, mint a mintamátrix, a fogyó műanyagok és/vagy a nitrocellulóz. Bár ezeknek az anyagoknak a belső mágnesessége nagyon gyenge, tipikus -10-5 (dia) vagy +10-3 (para) szuszceptibilitási értékekkel, nagyon kis mennyiségű szuperparamágneses anyag vizsgálatakor, például nanogramm tesztenként, a A segédanyagok által előállított háttérjel nem hagyható figyelmen kívül. A MIA-ban a mágneses jelek nemlineáris mágneses tulajdonságai alapján a gyöngyöket két frekvenciájú, f1 és f2 váltakozó mágneses tér hatásának teszik ki. Nemlineáris anyagok, például szuperparamágneses címkék jelenlétében a jel kombinatorikus frekvenciákon regisztrálható, például f = f1 ± 2×f2 mellett. Ez a jel pontosan arányos az olvasótekercs belsejében lévő mágneses anyag mennyiségével.
Ez a technológia lehetővé teszi a mágneses immunvizsgálatokat számos formátumban, például:
Leírták in vivo felhasználásra és többváltozós tesztelésre is.
A MIA egy sokoldalú módszer, amely sokféle gyakorlathoz használható.
Jelenleg a növényekben lévő vírusok kimutatására használják, hogy elkapják a kórokozókat, amelyek általában pusztítanák a termést, mint például a szőlő legyezőlevél vírusa, a szőlő legyezőlevél vírusa és a burgonya X vírus. Az adaptációi ma már kézi eszközöket is tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik a felhasználó számára érzékeny adatok gyűjtését. mezőben.
A MIA a terápiás gyógyszerek monitorozására is használható. Egy 53 éves, veseátültetésen átesett beteg esetjelentése [1] részletezi, hogyan tudták az orvosok megváltoztatni a terápiás gyógyszer mennyiségét.