Спосіб визначення мікотоксинів, пристрій для здійснення способу визначення мікотоксинів та набір для визначення мікотоксинів
Номер патенту: 97792
Опубліковано: 26.03.2012
Автори: Бурмайстер Єнс, Дорн Інгмар, Хойзер-Хан Ізольде, Рабе Уве
Формула / Реферат
1. Спосіб визначення мікотоксинів, що вибирають з групи, яка включає токсини роду Fusarium, охратоксини та афлатоксини, що включає такі стадії:
a) виготовлення тонкошарового хвилеводу, що містить перший оптично прозорий хвилевідний шар (а) на другому оптично прозорому шарі (b), причому (b) має нижчий коефіцієнт заломлення, ніж (а), на якому просторово окремо іммобілізовані специфічні та/або афінні партнери зв'язування як хімічний або біохімічний елемент розпізнавання мікотоксинів, та/або партнер зв'язування,
b) нанесення зразку, що містить мікотоксин(и), та партнерів зв'язування на тонкошаровий хвилевід з іммобілізованими партнерами зв'язування,
c) детектування сигналу у миттєвому полі на основі взаємодії партнерів зв'язування, іммобілізованих на тонкошаровому хвилеводі, із мікотоксинами зразку та/або партнерами зв'язування,
d) визначення кількості вмісту мікотоксину(ів) у зразку.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на тонкошаровий хвилевід наносять один або кілька шарів органофосфорних кислот формули (І)
R-OPO3H2 (I)
та/або органофосфонових кислот формули (II)
R-PO3H2, (II)
та/або їх солі, причому
R означає С10-С24-алкіл.
3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що використовують органофосфорні кислоти, органофосфонові кислоти, органофосфати та/або органофосфонати, причому R вибирають із групи, що включає нерозгалужений С10-С20-алкіл, переважно із групи, що включає нерозгалужений С12-С18-алкіл, переважно органофосфорні кислоти, органофосфонові кислоти, органофосфати та/або органофосфонати, вибрані із групи, що включає додецилфосфорну кислоту, додецилфосфат, октадецилфосфонат та/або октадецилфосфонову кислоту.
4. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що використовують тонкошаровий хвилевід, що містить оптично прозорий хвилевідний шар (а), який включає оксиди, вибрані з групи, що включає ТіО2, ZnO, Nb2O5, Ta2O5, HfO2 та/або ZrO2, переважно з групи, що включає ТiО2, Та2О5 та/або Nb2O5.
5. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що партнери зв'язування вибирають із групи, що включає анти-мікотоксин-антитіла, анти-мікотоксин-антитіло-кон'югати, мікотоксини, мікотоксин-кон'югати, фрагменти анти-мікотоксин-антитіл, мікотоксин-зв'язуючі пептиди, мікотоксин-зв'язуючі антикаліни, мікотоксин-зв'язуючі аптамери, мікотоксин-зв'язуючі шпигельмери та/або мікотоксин-звязуючі імпринтид-полімери, переважно вибрані із групи, що містить анти-мікотоксин-антитіла, анти-мікотоксин-антитіло-кон'югати, мікотоксини та/або мікотоксин-кон'югати.
6. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що елемент маркування, переважним чином, флуорофор, зв'язують із мікотоксином за допомогою протеїну, переважним чином за допомогою бичачого сироваткового альбуміну.
7. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що зразками є продукти харчування для людей або тварин, переважним чином вибрані з групи, до якої входять зернові культури, вино, соки, фрукти та/або продукти, що містять зернові культури, вино, соки та/або фрукти, або екстрагований розчинником або сумішшю розчинників екстракт продуктів харчування або продуктів.
8. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що зразок за менше ніж 15 хвилин, переважним чином менше ніж за 10 хвилин, перед детектуванням сигналу інкубують з іммобілізованими партнерами зв'язування як хімічним або біохімічним елементом розпізнавання та/або партнером зв'язування.
9. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що мікотоксини вибирають з групи, до якої входять охратоксин А, деоксиніваленол, ніваленол, зеараленон, Т-2 токсин, НТ-2 токсин та/або фумонізини, причому фумонізини переважно вибирають із групи, до якої входять фумонізин В1, фумонізин В2 та/або фумонізин В3.
10. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що мікотоксини в екстракті зернових культур можуть бути виявлені в області концентрацій мікотоксину від 0,1 пМ до 100 нМ, переважно в області концентрацій мікотоксину від 1 пМ до 1 нМ.
11. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що виявлення здійснюють у формі імунологічного аналізу, переважно конкурентного імунологічного аналізу, особливо переважно непрямого конкурентного імунологічного аналізу.
12. Пристрій для здійснення способу визначення мікотоксинів, що вибирають з групи, яка включає токсини роду Fusarium, охратоксини та афлатоксини, який відрізняється тим, що пристрій є тонкошаровим хвилеводом, що містить перший оптично прозорий хвилевідний шар (а) на другому оптично прозорому шарі (b), причому (b) має нижчий коефіцієнт заломлення, ніж (а), причому на хвилевідному шарі (а) просторово відокремлено іммобілізовано мікотоксин-кон'югати як хімічний або біохімічний елемент розпізнавання мікотоксин-зв'язуючих партнерів зв'язування.
13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що оптично прозорий шар (b) тонкошарового хвилеводу, який містить перший оптично прозорий хвилевідний шар (а) на другому оптично прозорому шарі (b), причому (b) має нижчий коефіцієнт заломлення, ніж (а), утворений із силікатів, таких як скло або кварц, або з прозорої пластмаси, переважно вибраної з групи, що включає полікарбонати, полііміди, поліметакрилати, полістироли, циклічні поліолефіни та/або співполімери циклічних поліолефінів, переважно з циклічних поліолефінів.
14. Пристрій за п. 12 або 13, який відрізняється тим, що оптично прозорий хвилевідний шар (а) має товщину в області від 40 нм до 1000 нм, переважним чином в області від 40 нм до 300 нм, а особливо переважно, в області від 80 нм до 200 нм.
15. Пристрій за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що передбачено одну або кілька решітчастих структур для введення світла збудження у оптично прозорий хвилевідний шар (а).
16. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що решітчасті структури мають період в області від 200 нм до 1000 нм, переважно в області від 200 нм до 400 нм.
17. Пристрій за одним із пп. 15 або 16, який відрізняється тим, що решітчасті структури мають глибину модуляції в області від 3 нм до 60 нм, переважно в області від 10 нм до 40 нм.
18. Пристрій за одним із пп. 15-17, який відрізняється тим, що передбачено решітчасті структури для введення світла збудження з довжиною хвилі світла в області від 300 нм до 1100 нм, переважно в області від 300 нм до 800 нм, особливо переважно в області від 500 нм до 700 нм.
19. Пристрій за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що на тонкошаровому хвилеводі нанесено один або кілька шарів органофосфорних кислот формули (І)
R-OPO3H2 (I)
та/або органофосфонових кислот формули (II)
R-PO3H2, (II)
та/або їх солі, причому R означає С10-С24-алкіл.
20. Пристрій за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що елементи розпізнавання нанесено у двовимірному розташуванні у формі до 100 000 вимірювальних полів, причому, одне вимірювальне поле переважним чином має площу від 0,001 мм2 до 6 мм2, зокрема від 0,1 мм2 до 1 мм2.
21. Пристрій за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що на тонкошаровому хвилеводі нанесено понад 10, переважно понад 50, вимірювальних полів на квадратний сантиметр.
22. Набір для визначення мікотоксинів, що вибирають з групи, яка включає токсини роду Fusarium, охратоксини та афлатоксини, який відрізняється тим, що набір містить щонайменше один тонкошаровий хвилевід, який включає перший оптично прозорий хвилевідний шар (а) на другому оптично прозорому шарі (b), причому (b) має нижчий коефіцієнт заломлення, ніж (а), на якому просторово відокремлено іммобілізують специфічні та/або афінні партнери зв'язування як хімічний або біохімічний елемент розпізнавання мікотоксинів та/або партнер зв'язування.
23. Набір за п. 22, який відрізняється тим, що набір додатково містить реагент, який включає переважно флуоресцентно маркований партнер зв'язування.
Текст
Реферат: Спосіб визначення мікотоксинів, що вибирають з групи, яка включає токсини роду Fusarium, охратоксини та афлатоксини, що включає такі стадії: a) виготовлення тонкошарового хвилеводу, що містить перший оптично прозорий хвилевідний шар (а) на другому оптично прозорому шарі (b), причому (b) має нижчий коефіцієнт заломлення, ніж (а), на якому просторово окремо іммобілізовані специфічні та/або афінні партнери зв'язування як хімічний або біохімічний елемент розпізнавання мікотоксинів, та/або партнер зв'язування, b) нанесення зразку, що містить мікотоксин(и), та партнерів зв'язування на тонкошаровий хвилевід з іммобілізованими партнерами зв'язування, c) детектування сигналу у миттєвому полі на основі взаємодії партнерів зв'язування, іммобілізованих на тонкошаровому хвилеводі, із мікотоксинами UA 97792 C2 (12) UA 97792 C2 зразку та/або партнерами зв'язування, Пристрій для визначення мікотоксинів, а також набір, придатний для здійснення способу. UA 97792 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується пристрою і способу виявлення мікотоксинів, а також наборів, придатних для здійснення способу. Проблема виявлення мікотоксинів охоплює велику область застосувань, наприклад, харчову промисловість та галузь виготовлення кормів, аналіз навколишнього середовища, захист рослин, а також біохімічні дослідження. Мікотоксини являють собою отруйні речовини, утворені пліснявою, з дуже різноманітною хімічною структурою. Мікотоксини зустрічаються у продуктах врожаю, таких як зернові, оліїсте насіння та фрукти, та можуть ставати причиною отруєння людей та тварин. Зокрема, існує понад 300 різних мікотоксинів, які поділяються на, приблизно, 25 структурних типів та проявляють різну токсичну дію. Залежно від виду токсину мікотоксини можуть спричиняти гострі або хронічні отруєння. До груп мікотоксинів, що зустрічаються найчастіше, належать афлатоксини, охратоксини, алкалоїди маткових ріжок, патулін, та токсин Fusarium. Серед токсинів Fusarium особливо важливими є деоксиніваленол, зеараленон, ніваленол, Т-2-/НТ2токсин та фумонізін, оскільки вони часто зустрічаються у хлібобулочних виробах. Відповідно, для забезпечення якості продуктів харчування, необхідно мати тест для виявлення мікотоксинів, наприклад, токсинів плісняви на полях, наприклад, токсину Fusarium, або плісняви на складах на місцях зберігання зернових культур, торговцями зернових культур, наприклад на млинах, на солодовнях, виробниками харчових продуктів, фермерами, консультаціями, університетами або міністерствами, наприклад, міністерством захисту споживачів. Сучасній технології відомий ряд способів виявлення мікотоксинів. Виявлення мікотоксинів проводять шляхом, наприклад, хроматографічного розділення, таким як ВЕРХ, яке може бути поєднане із флуоресцентним, абсорбційним або мас-спектрометричним детектуванням. Перед проведенням аналізу методом ВЕРХ, наприклад, аналізу зразку зернових, як правило, проводять, збагачення та очищення аналіту за допомогою імуноафінних колонок. Недоліком всіх способів, що основані на ВЕРХ, є значні інвестиційні витрати, відносно складне маніпулювання з зразками, а також довгий час аналізу. На основі названих недоліків, способи виявлення на основі ВЕРХ непридатні для швидких, дешевих, та простих аналізів зразків злакових у, наприклад, місцях виробництва, зберігання, продажу або переробки. Замість цього аналізи, що основані на ВЕРХ, проводять у спеціалізованих аналітичних лабораторіях. На практиці, відповідний результат стає доступним тільки після декількох днів. Альтернативним методом виявлення мікотоксинів є імуноферментний твердофазний аналіз (ELISA). Для проведення ELISA-тесту виготовляють пластини з мікротитрами, заглиблення яких вкривають, наприклад, антитілами, що специфічно зв'язують мікотоксини. Недоліком ELISAтесту є використання великої кількості стадій відбирання за допомогою піпеток, промивання та інкубації, які можуть призвести до довгого часу аналізу, що перевищує 30 хвилин. Це заважає швидкому проведенню тесту в польових умовах, зовні аналітичної лабораторії. До того ж, тест не дозволяє одночасного виявленню декількох аналітів, оскільки, як правило, кожна пластина з мікротитрами вкрита тільки одним типом антитіл. Наступним методом виявлення мікотоксинів є латерально-потоковий аналіз (LFA). Для виявлення мікотоксинів шляхом LFA, наприклад, може бути проведений, прямий конкурентний імунологічний аналіз на пластинах нітроцелюлози, причому зразок, що його аналізують, просочується та рухається вздовж цілої пластини за рахунок капілярних сил. Недоліком є те, що спосіб дозволяє тільки якісне виявлення мікотоксину. Крім того, недоліком є те, що для проведення такого тесту необхідні окремі пластини для кожного мікотоксину. Наразі, також відомі роботи, спрямовані на розробку нових способів виявлення мікотоксинів, наприклад, описані М. М. Ngundi et al., Anal. Chem. 2005, 77, 148-154. У цьому способі проводять непрямий конкурентний імунологічний аналіз для виявлення охратоксину А, при тому що охратоксин А іммобілізують на скляному носії. Суміш антитіла до охратоксину А, що модифіковано флуоресцентним маркером, та визначуваного зразку наносять на скляну поверхню, і, після видалення антитіл, що не зв'язались, шляхом промивання поверхню аналізують. Недоліком цього способу є необхідність довгих стадій промивання та інкубації, що тривають від 10 до 20 хвилин, а для зчитування результатів необхідна трудомістка та дорога система формування флуоресцентного зображення. Це робить неможливим розробку польового тесту для проведення аналізу поза лабораторії на основі запропонованого способу. Сучасні технології для виявлення мікотоксинів потребують високих інвестиційних витрат, оскільки потребують складних приладів зчитування, містять багато ручних стадій, або не можуть бути застосовані поза аналітичної лабораторії. Тому, завданням представленого винаходу було розробити спосіб, який здолає, щонайменше, один із перерахованих недоліків сучасних способів, зокрема, такий спосіб, що дозволить швидке, просте у маніпулюванні та недороге виявлення мікотоксинів у зразку. 1 UA 97792 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Це завдання вирішується шляхом розробки такого способу швидкого виявлення мікотоксинів, що включає такі стадії: a) Виготовлення тонкошарового хвилеводу, який включає перший оптично прозорий шар, що проводить хвилі (а) на другому оптично прозорому шарі (b), причому (b) має нижчий коефіцієнт заломлення ніж (а), на якому просторово окремо іммобілізовані специфічний та/або афінний партнер зв'язування у якості хімічного або біохімічного елементу розпізнавання мікотоксинів, та/або партнер зв'язування, b) Нанесення зразку, що містить мікотоксин(и), та партнерів зв'язування на тонкошаровий хвилевід з іммобілізованими партнерами зв'язування, c) Детектування сигналу у миттєвому полі на основі взаємодії партнеру зв'язування, іммобілізованого на тонкошаровому хвилеводі, із мікотоксинами зразку та/або партнерами зв'язування, d) Визначення кількості вмісту мікотоксинів у зразку. Наступним предметом представленого винаходу є пристрій для виконання способу виявлення мікотоксинів. Наступним предметом представленого винаходу є набір, придатний для проведення способу виявлення мікотоксинів. Наступні переважні розробки та досягнення винаходу описані у формулах. Несподівано було знайдено, що спосіб виявлення мікотоксинів згідно із винаходом, може бути виконаний просто та поза спеціалізованої аналітичної лабораторії. Це робить можливим проведення способу згідно із винаходом у формі швидкого тесту, без обов'язкового аналізу зразків у лабораторії. Надалі, переважним є те, що, виявлення мікотоксинів за способом згідно із винаходом потребує мало або не потребує жодних стадій промивання. Перед усім, саме це є перевагою, оскільки проведення стадій промивання потребує багато часу, що уповільнює отримання результату аналізу, а, особливо при недостатньо ретельному або недбайливому проведенні, може спотворювати результати аналізу, або взагалі унеможливлювати виявлення. Комбінація корисних властивостей способу згідно із винаходом робить можливим виявлення мікотоксинів у харчових продуктах, наприклад, на місцях зберігання зернових, на місцях торгівлі або переробки. Особливим чином, простим та швидким виконання способу робить саме те, що спосіб може бути виконаний особами, які не мають спеціалізованої аналітичної підготовки. У переважній формі виконання способу у якості тонкошарового хвилеводу використовують біочіп миттєвого поля, який оснований на тонкошаровому хвилеводі, переважним чином, планарний оптичний біочіп-хвилевід, який оснований на тонкошаровому хвилеводі. Оптичні хвилеводи є класом перетворювачів сигналів, за допомогою яких можна детектувати зміну оптичних властивостей середовища, яке межує із хвилевідним шаром, типовим чином, із діелектриком. Якщо приведене світло транспортується у хвилевідному шарі, на межі поділу фаз середовище/хвилевод світлове поле не спадає різко, а поступово затухає у так-званому середовищі детектування, що межуєіз хвилеводом. Це світлове поле, що спадає експоненціально, називають миттєвим полем. Якщо оптичні властивості середовища, що межує із хвилеводом, змінюються всередині миттєвого поля, це може бути детектовано із використанням відповідної придатної конструкції. При використанні хвилеводів у якості перетворювачів сигналів корисним є те, що якщо елементи розпізнавання іммобілізовані на поверхні розділу фаз, можна проводити як детектування зв'язування до цього елементу, так і реакції цього елементу, якщо оптичні властивості середовища детектування на поверхні поділу фаз між середовищем та хвилеводом при цьому змінюються. Відповідно, стає можливим економія часу при проведенні виявлень, а також спрощення процесу. Детектування сигналу, та, відповідно маркованого елементу, може при цьому проводитись за зміною оптичних властивостей середовища, наприклад зразку, що його аналізують, прямо на поверхні перетворювача сигналу, відповідно, тонкошарового хвилеводу, наприклад, по зміні поглинання, флуоресценції, люмінесценції, або подібного. Переважним чином, у миттєвому полі детектують сигнал флуоресценції. Згідно із винаходом, придатними елементами маркірування для маркірування партнеру зв'язування, наприклад, мікотоксину, кон'югату мікотоксину, кон'югату антитіла або антитіла є, переважним чином, органічні флюорофори, наночасточки, флуоресцентні наночасточки, гранули, флуоресцентні гранули, флуоресцентні протеїни або інші молекули та одиниці, що можуть генерувати сигнал, або будь-які комбінації різних елементів маркірування. Переважним чином використовують здатні до люмінесценції марковані партнери зв'язування. Переважними елементами маркірування є органічні люмінофори та/або флуоресцентні протеїни. 2 UA 97792 C2 5 10 15 20 Відповідно до способу згідно із винаходом, флуоресцентним чином маркований партнер зв'язування може, переважним чином, бути збуджений за допомогою миттєвого поля. У переважній форми виконання миттєве поле генерують за допомогою планарного оптичного хвилеводу, як описано у US 5,959,292, Duveneck et аl. Ізотропно емітована флуоресценція може бути детектована за допомогою придатної конструкції. У інших формах виконання введене у хвилевід флуоресцентне випромінювання можна вивести з хвилеводу за допомогою придатного оптичного елементу та детектувати за допомогою придатної оптичної конструкції. Особливою перевагою є те що, можна обмежено або навіть повністю знехтувати відмивкою, переважним чином, флуоресцентно маркованого партнеру зв'язування або зразку, що містить марковані партнери зв'язування, відповідно розчину перед детектуванням сигналу. Це робить можливою економію часу при виявленні мікотоксинів, а також і спрощення проведення способу, оскільки можна знехтувати також приготуванням різних буферних розчинів, які звичайно використовують. Тонкошарові хвилеводи, що використовують, охоплюють переважним чином, оптично прозорий хвилевідний шар (а), що містить оксид, який вибирають із групи, до якої входять ТіО 2, ZnO, Nb2O5, Ta2O5, HfO2 та/або ZrO2, а переважним чином, що вибирають із групи, до якої входять ТіО2, Та2О5 та/або Nb2O5. Переважним чином, оптично прозорий хвилевідний шар (а) побудовано із ТіО2, ZnO, Nb2O5, Ta2O5, HfO2 або ZrO2, переважним чином, ТіО2, Та2О5 або Nb2O5. Зокрема, виявилося корисним використання пентоксиду танталу, особливо, при детектуванні сигналу флуоресценції. У переважній формі виконання на тонкошаровий хвилевід, зокрема, на оптично прозорий хвилевідний шар (а), що містить оксид, який вибирають із групи ТіО 2, ZnO, Nb2O5, Та2О5, НfO2 та/або ZrO2, наносять один або кілька шарів органофосфорних кислот формули (І) R-OPO3H2 (I) 25 та/або органофосфонових кислот формули (II) R-PO3H2 30 35 40 45 50 55 (II) та/або їх солі, причому R означає С10-С24-алкіл. Переважним чином, використовують органофосфорні кислоти та/або органофосфонові кислоти, переважним чином, органофосфати та/або органофосфонати, із R, що вибирають із групи, до якої входять нерозгалужений алкіл із С 10 до С20, переважним чином, що вибирають із групи, до якої входять нерозгалужений алкіл із С 12 до С18, переважним чином, додецилфосфорна кислота, додецилфосфат, октадецилфосфонат та/або октадецилфосфонова кислота. Переважним чином, використовують органофосфорні кислоти, відповідно, фосфати, які можуть бути нанесені на тонкошаровий хвилевід у формі водорозчинних солей із водних розчинів. У переважних формах виконання органофосфорні кислоти та/або органофосфонові кислоти, переважним чином, органофосфати, наносять на тонкошаровий хвилевід, особливо, на біочіп миттєвого поля, переважним чином, на планарний оптичний біочіп-хвилевід, у формі моношару. Нанесення можна проводити у формі занурювання. Моношар може бути нанесений на оптично прозорий шар, побудований з оксидів, у якості проміжного адгезійного шару. Переважним чином, органофосфорні кислоти та/або органофосфонові кислоти можуть взаємодіяти із елементами розпізнавання, особливо, із протеїнами або із закріпленими на протеїнах елементами розпізнавання, та підсилювати зв'язування елементів розпізнавання із біочіпом. Використовують партнери зв'язування, що, переважним чином, обирають із групи, до якої входять анти-мікотоксин-антитіло, анти-мікотоксин-антитіло-кон'югати, мікотоксин, мікотоксинкон'югати, фрагменти анти-мікотоксин-антитіла, мікотоксин-зв'язуючі пептиди, мікотоксинзв'язуючі антикаліни, мікотоксин- зв'язуючі аптамери, мікотоксин-зв'язуючі шпігельмери та/або мікотоксин-зв'язуючі імпринтинг-полімери, переважним чином, що вибирають із групи, що містить анти-мікотоксин-антитіло, анти-мікотоксин-антитіло-кон'югати, мікотоксин та/або мікотоксин-кон'югати. Партнери зв'язування взаємодіють, відповідно, специфічно та/або афінно із іншим відповідним партнером зв'язування. Наприклад, анти-мікотоксин-антитіло, що нанесено на тонкошаровий хвилевід, афінно зв'язується із іммобілізованим на цьому тонкошаровому хвилеводі мікотоксином. Так само афінно зв'язуються іммобілізовані на тонкошаровий хвилевід 3 UA 97792 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 анти-мікотоксин-антитіла із мікотоксинами або мікотоксин-кон'югатами, що нанесені на тонкошаровий хвилевід. Специфічність зв'язування при цьому залежить від використаного афінного партнеру. Таким чином використовувані кросс-реактивні анти-мікотоксин-антитіла афінно зв'язуються до відповідних мікотоксинів, наприклад, з групи фумозинів, але менш специфічно ніж, наприклад, специфічне антитіло проти фумозину В1. Партнери зв'язування, які іммобілізовані, також позначають як елемент розпізнавання або "молекули-акцептори". Кон'югати анти-мікотоксин-антитіло та мікотоксин-кон'югати, можуть бути побудовані із, наприклад, протеїну та анти-мікотоксин-антитіла або мікотоксину. У переважній форми виконання, наприклад, при непрямому конкурентному аналізі, іммобілізованими партнерами зв'язування є мікотоксин-кон'югати. Мікотоксин-кон'югати, переважним чином, будують з мікотоксину, пов'язаного до протеїну, наприклад, до яловичого сироваткового альбуміну (BSA, Bovine Serum Albumine). Особливою перевагою при використанні такого кон'югату мікотоксин-BSA є те, що може бути досягнуто покращання зв'язування мікотоксину до тонкошарового хвилеводу за рахунок взаємодії між протеїном та органофосфорними кислотами та/або органофосфоновими кислотами. Це може забезпечувати покращання адгезії елементів розпізнавання до тонкошарового хвилеводу. Елемент маркірування, наприклад, флуоресцентний барвник або люмінофор, може бути зв'язаний із партнером зв'язування, наприклад, із анти-мікотоксин-антитілом, або із мікотоксином, прямо або опосередковано, через спейсер (просторову зв'язку), наприклад, протеїн, або алкіл- або поліетиленгликольний ланцюжок. Елемент маркірування, наприклад, флуоресцентний барвник або люмінофор, переважним чином, зв'язаний із мікотоксином через протеїн. Придатним протеїном є, наприклад, BSA. Зв'язування люмінофору із мікотоксином через BSA може значно покращувати зв'язування елементу маркірування із партнером зв'язування, наприклад, антитілом. Наступна перевага виражається у тому, що можна уникнути дорогого і складного способу прямого зв'язування, наприклад, люмінофору із мікотоксином. Переважним чином, у якості партнеру зв'язування для іммобілізованого анти-мікотоксинантитіла використовують флуоресцентно марковані кон'югати мікотоксин-BSA, наприклад, у прямому конкурентному аналізі. Принциповим чином, виявлення мікотоксинів може бути проведено у таких зразках, розчинах або інших середовищах, які можуть бути нанесені на тонкошаровий хвилевід. У переважних формах виконання зразками є продукти харчування людей або тварин. Переважним чином, виявлення мікотоксинів відповідно до способу, згідно із винаходом, проводять у зернових культурах, продуктах з зернових культур, вині, соках, або фруктах, та/або у продуктах, що містять зернові культури, вино, соки, та/або фрукти. При цьому зразок, що аналізують, наприклад, продукт харчування або продукт, може бути нанесений на тонкошаровий хвилевід, або спочатку екстрагований розчинником або сумішшю розчинників, і надалі, наносять вже екстрагований екстракт. Екстракт може бути використаний розведений або концентрований. Мікотоксини можуть бути вилучені із зразку, що його аналізують, наприклад, зернових культур або інших продуктів харчування, шляхом обробки розчинником або сумішшю розчинників. Наприклад, мікотоксини можуть бути вилучені із зразків зернових культур шляхом розмелювання та наступної екстракції водою або органічним розчинником або сумішами розчинників, наприклад, сумішами з води, що, можуть бути змішані, при необхідності, із буферними добавками, солями, кислотами або основами та іншими добавками, та органічними розчинниками, наприклад, сумішами з води та метанолу або етанолу, або води та ацетонітрилу. Інші способи, які призводять до екстракції мікотоксинів, відомі спеціалістам. Отримані розчинені мікотоксини надалі можуть бути прямо або після розведення або збагачення проаналізовані на тонкошаровому хвилеводу або чіпі. Використовують такі елементи розпізнавання, які також позначають як "молекулиакцептори", які, переважним чином, вибирають із групи, до якої входять анти-мікотоксинантитіло, кон'югати анти-мікотоксин-антитіло, мікотоксини та/або мікотоксин-кон'югати, переважним чином, два або декілька різних, що можуть бути іммобілізовані на тонкошаровий хвилевід або поверхню чіпу із використанням ковалентного або не ковалентного закріплення, наприклад, шляхом гідрофобної адсорбції. Іммобілізацію можна проводити, наприклад, шляхом нанесення, так-названого спотінгу, елементів розпізнавання у формі полів для вимірювання, так названих спотів, на тонкошаровий хвилевід або поверхню чіпів. Переважним чином, спотінг розчину, переважно, буферних розчинів, що містять партнер зв'язування у якості елементу розпізнавання, проводять за допомогою пристрою для автоматичного нанесення, так-званого спотера. Переважним чином, тонкошаровий хвилевід або чіпи після спотінгу, інкубують, 4 UA 97792 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 щонайменше, протягом години, переважним чином, декількох годин, таким чином щоб елементи розпізнавання мали змогу прилипнути до тонкошаровий хвилевід або чіпу. Корисним є такий спосіб, при якому біочіпи після спотінгу, протягом, щонайменше, одної години, переважним чином, від 2 годин до 6 годин, особливо переважним чином, від 3 годин до 4 годин, обробляють розчином протеїну, переважним чином, розчином придатного блокпротеїну, наприклад, BSA. Після видалення розчину тонкошаровий хвилевід або біочіпи можуть бути висушені та збережені. Нанесення зразку та, переважним чином, флуоресцентно маркованого партнеру зв'язування до імміобілізованих елементів розпізнавання на тонкошаровий хвилевід, переважним чином, на біочіп миттєвого поля, переважним чином, на планарний біочіп хвилевод, може бути проведено одночасно, або один за одним. Таким чином, додавання, переважним чином, флуоресцентно маркованих партнерів зв'язування, наприклад, одного або декількох, переважно, флуоресцентно маркованих мікотоксинів, мікотоксин-кон'югатів або антитіл проти одного або декількох мікотоксинів, проводять перед або під час інкубації зразку, наприклад, екстракту на чіп. Також, наприклад, екстракт зразку, що його аналізують, може бути нанесений на чіп у суміші із, переважним чином, маркованим, переважним чином, флуоресцентно маркованим мікотоксином, мікотоксин-кон'югатом або антитілом на один або декілька мікотоксинів. Особливою перевагою є те, що зразок, відповідно до способу згідно із винаходом за менше ніж 15 хвилин, переважним чином, менше ніж 10 хвилин, особливо переважним чином, менше ніж 5 хвилин, до детектування сигналу, може бути інкубований із іммобілізованими партнерами зв'язування у якості хімічного або біохімічного елементу розпізнавання на тонкошаровий хвилевід та/або із партнерами зв'язування. Це уможливлює велику перевагу способу у порівнянні із відомими способами, за якими інкубація нанесеного мікотоксин-кон'югату із розчином маркованого мікотоксин-антитіла потребує, частково, до двох годин, або у порівнянні із способами, які вимагають попередньої інкубації зразків із маркованими анти-мікотоксин-антитілами. Це уможливлює те, що визначення мікотоксинів відповідно до способу згідно із винаходом, у порівнянні із відомими способами, може бути проведене значно швидше. Зокрема, час інкубації може бути значно скорочений. У особливо переважних формах виконання час інкубації може складати до 10 хвилин, або навіть тільки 5 хвилин. Зокрема, у комбінації із наступними перевагами, такими як те, що можна знехтувати стадією промивання, це робить можливим отримання результату шляхом способу згідно із винаходом за менше ніж за 20 хвилин, переважним чином, менше ніж за 15, особливо переважним чином, менше ніж за 10 хвилин. При використанні способу згідно із винаходом мікотоксини можуть бути визначені кількісно, та, переважним чином, із малою варіацією. Наприклад, так-званий міжлабораторний варіаційний коефіцієнт, який є мірою порівняння точності аналізу, складає менше ніж 50%, переважним чином, менше ніж 40%. Надалі, так-званий внутрішньолабораторний варіаційний коефіцієнт, що є мірою відтворюваності аналізу, може складати менше ніж 20%. Це робить можливим використання способу згідно із винаходом у рамках стандартизованого та простого способу визначення мікотоксинів в продуктах харчування, наприклад, в зернових культурах, в продуктах зернових культур, або у вині. Мікотоксини, що виявляють, вибирають із групи, яка містить афлатоксин, охратоксини, алкалоїди маткових ріжок, патулін та/або токсини Fusarium, наприклад, що вибирають із групи, в яку входять деоксиніваленол, ніваленол, зеараленон, Т-2 токсин, НТ-2 токсин, охратоксин А та/або фумонізіни. Фумонізіни, переважним чином, вибирають із групи, що містить фумонізін В1, фумонізін В2 та/або фумонізін В3. Відповідно, використовують партнери зв'язування, які, переважним чином, вибирають із групи мікотоксинів, до якої входять афлатоксини, охратоксини, алкалоїди маткових ріжок, патулін та/або токсини Fusarium, наприклад, що вибирають із групи, в яку входять деоксиніваленол, ніваленол, зеараленон, Т-2 токсин, НТ-2 токсин, охратоксин А та/або фумонізіни та антитіла проти мікотоксинів, що вибирають із групи, до якої входять афлатоксини, охратоксини, алкалоїди маткових ріжок, патулін та/або токсини Fusarium, наприклад, що вибирають із групи, в яку входять деоксиніваленол, ніваленол, зеараленон, Т-2 токсин, НТ-2 токсин, та/або фумонізіни. В залежності від типу використовуваного імунологічного аналізу, наприклад, у випадку непрямого конкурентного імунологічного аналізу одного або декількох мікотоксинів, один з партнерів зв'язування іммобілізують на тонкошаровий хвилевід, у якості елементу розпізнавання, тоді як інший партнер зв'язування, наприклад, у випадку непрямого конкурентного імунологічного аналізу одного або декількох анти-мікотоксин-антитіл, перед або одночасно із зразком, додають на тонкошаровий хвилевід, при цьому доданий партнер 5 UA 97792 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зв'язування, переважним чином, є маркованим люмінесцентно, переважним чином, за допомогою люмінофору. Переважним чином, використовують партнери зв'язування, що вибирають із групи, до якої входять деоксиніваленол, ніваленол, зеараленон, Т-2 токсин, НТ-2 токсин, охратоксин А та/або фумонізін ВІ, фумонізін В2 та/або фумонізін B3 та антитіло проти мікотоксинів, що вибирають із групи, до якої входять деоксиніваленол, ніваленол, зеараленон, Т-2 токсин, НТ-2 токсин, охратоксин А та/або фумонізін ВІ, фумонізін В2 та/або фумонізін B3. При цьому використовують, переважним чином, моноклональні антитіла проти мікотоксину, наприклад, анти-фумозін ВІ, анти-фумозін В2 або анти-фумозін B3. Також, використовують антитіла, які діють на групу фумозінів. Використовувані партнери зв'язування, переважним чином, антитіла проти мікотоксинів, можуть бути використані поодинці або у суміші, крім того, також можна використовувати перехресно-реактивні антитіла. Особлива перевага способу згідно із винаходом випливає із того, що мікотоксини виявляються у спосіб згідно із винаходом із підвищеною чутливістю. Наприклад, мікотоксини можуть бути виявлені, особливо, у продуктах харчування тварин або людей, наприклад, зернових культурах, вині, соках, фруктах та/або продуктах, що з них виготовлені, або у екстрактах продуктів харчування або продуктах навіть в області наномолярних або пікомолярних концентрацій мікотоксинів. Наприклад, мікотоксини можуть бути виявлені в екстракті зернових культур навіть в області концентрацій мікотоксину від 0,1 пМ до 100 нМ мікотоксину, переважним чином, в області концентрацій мікотоксину від 1 пМ до 1 нМ, особливо, можуть бути виявлені концентрації менші ніж 1 нМ, переважним чином, менші ніж 100 пМ мікотоксину, і, переважним чином, менші ніж 10 пМ мікотоксину, а особливо переважним чином, менші ніж 1 пМ мікотоксину. -4 Надалі, мікотоксини можуть бути виявлені в екстракті зернових культур в області від 10 -2 мкг/кг до 10000 мкг/кг мікотоксину, в зернових культурах в області від 10 мкг/кг до 10000 мкг/кг мікотоксину. Переважним чином, мікотоксини можуть бути виявлені в екстракті зернових культур в області концентрацій
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice and method for identifying mycotoxins, a kit for detection of mycotoxins
Автори англійськоюBurmaister Yens, Dorn Ingmar, Rabe Uve, HAUSER-HAHN ISOLDE
Назва патенту російськоюСпособ определения микотоксинов, устройство для осуществления способа определения микотоксинов и набор для определения микотоксинов
Автори російськоюБурмайстер Йенс, Дорн Ингмар, Рабе Уве, Хойзер-Хан Изольде
МПК / Мітки
МПК: G01N 21/77, G01N 33/543, G01N 33/569
Мітки: способу, здійснення, пристрій, спосіб, мікотоксинів, набір, визначення
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/15-97792-sposib-viznachennya-mikotoksiniv-pristrijj-dlya-zdijjsnennya-sposobu-viznachennya-mikotoksiniv-ta-nabir-dlya-viznachennya-mikotoksiniv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб визначення мікотоксинів, пристрій для здійснення способу визначення мікотоксинів та набір для визначення мікотоксинів</a>
Попередній патент: Спосіб скринінгу резистентності латуку до фізіологічних розладів
Наступний патент: Олійні композиції
Випадковий патент: Спосіб хірургічного лікування відшарувань сітківки з гігантськими розривами