Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка иммуноаналитического набора для высокочувствительного внелабораторного мониторинга токсичных контаминант, основанного на применении новых нанодисперсных маркеров и амплификации сигнала

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
иммуноанализ, предел обнаружения, иммунные комплексы, антибиотики, контроль продуктов питания, контроль продукции животноводства, иммуноферментный анализ, иммунохроматография, квантовые точки, полимерные наночастицы, магнитное концентрирование

Цель проекта:
Цели проекта – разработка новых методических решений, направленных на снижение предела обнаружения иммунохроматографических тестов, и создание аналитических систем, объединяющих экспрессность традиционной внелабораторной иммунодиагностики с выявлением крайне низких концентраций аналитов, характерным для лабораторных методов иммунодетекции. Проект выполняется российской и китайской лабораториями с большим опытом внедрения в практику иммуноаналитических разработок и с рядом оригинальных решений по повышению чувствительности экспрессных иммунотестов, основанных на применении в анализе новых нанодисперсных маркеров и способов амплификации детектируемого сигнала. С учетом данного задела проект предусматривает интеграцию новых подходов и подтверждение их универсальности посредством создания набора для внелабораторного экспрессного мультипараметрического контроля токсичных контаминант разных классов в объектах окружающей среды и пищевой продукции.

Основные планируемые результаты проекта:
Проект объединяет фундаментальные и ориентированные на практическое применение исследования: получение новых научных знаний о межмолекулярных взаимодействиях в иммуноаналитических системах и реализацию предложенных и отобранных подходов при создании новых тест-систем.
В соответствии с этим в рамках проекта будет проведена теоретическая и экспериментальная характеристика факторов, определяющих предел обнаружения иммунохроматографических тест-систем в разных форматах. Будут исследованы отличия в аффинности иммунореагентов разного состава и установлены критерии выбора наиболее эффективных реагентов для конкурентной иммунодетекции низкомолекулярных соединений. Проект предполагает сравнительное изучение различных нанодисперсных маркеров и создание универсального инструментария для оценки практического потенциала новых окрашенных и флуоресцирующих препаратов для моно- и мультипараметрического анализа. Будут проанализированы процессы мультистадийного усиления аналитического сигнала в тест-системах, принципиальные возможности и ограничения различных амплификационных форматов анализа.
С целью подтверждения прогностической эффективности обосновываемым теоретических концепций будет разработан и охарактеризован аналитический набор для высокочувствительного внелабораторного мониторинга токсичных контаминант, основанный на применении в иммунохроматографическом анализе новых нанодисперсных маркеров и амплификации сигнала. Совместные работы российских и китайских исследователей будут включать синтез и характеристику иммунореагентов; определение режима проведения иммунохроматографии; апробацию набора и его сравнение с альтернативными аналитическими средствами; подготовку предложений по масштабированному производству разработанного изделия.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Должен быть разработан и охарактеризован новый аналитический набор, основанный на принципе иммунохроматографии с усилением сигнала, для высокочувствительного внелабораторного определения токсичных контаминант различных химических классов: пестициды (сульфомочевины, пиретроиды), детергенты и их метаболиты (бисфенол А, алкилфенолы), антибиотики (нитрофураны, бета-агонисты). С использованием набора должно устанавливаться наличие и содержание токсикантов в объектах окружающей среды (природная и питьевая вода, почвы) и пищевых продуктах животного происхождения (молоко, мясо, продукты их переработки). Разрабатываемый аналитический набор должен обеспечивать получение результатов тестирования не более чем за 20 мин. На репрезентативных выборках проб с подтверждением альтернативным – хроматографическим - методом анализа должны быть определены чувствительность и специфичность результатов тестирования и обеспечено достижение этими параметрами уровней не ниже 95%.
Реализованные в аналитическом наборе методические решения по снижению предела обнаружения должны иметь универсальный характер и быть пригодными для контроля соединений других химических классов.
Новизна научно-технических решений, реализуемых в рамках проекта, определяется применением новых протоколов получения комплексов антитело-метка, обеспечивающих высокую степень сохранения реакционной способности иммобилизованных антител, обоснованным выбором оптимальных по составу иммуноаналитических реагентов, оригинальными решениями по агрегационному включению в состав детектируемых иммунных комплексов большого (десятки-сотни) числа частиц маркера с пропорциональным снижением предела обнаружения. В рамках проекта предполагается также патентование новых методических решений, обеспечивающих адаптацию авторских разработок к требованиям внелабораторного экологического мониторинга.
Улучшение чувствительности при сохранении экспрессности анализа существенно повысит конкурентный потенциал разработки, позволяя проводить тестирование непосредственно в местах отбора проб, без сложных, время- и трудозатратных процедур экстракции, осуществлять мониторинг крайне низких концентраций контролируемых контаминант. Массовое применение разработанных аналитических систем приведет к вытеснению более дорогих и менее чувствительных альтернативных решений, к замещению в данном сегменте рынка импортных средств тестирования и к существенно более широкой реализации экспрессного внелабораторного экологического мониторинга.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Определяемые в рамках проекта соединения относятся к токсичным контаминантам: пестициды, детергенты, антибиотики. Данные соединения, попадая по технологическим цепочкам пищевых производств в продукты питания, а через бытовые, промышленные и сельскохозяйственные стоки – в окружающую среду, создают существенные угрозы для здоровья и жизнедеятельности человека и животных, вызывая заболевания, аллергические реакции, развитие устойчивых штаммов микроорганизмов.
Разработка новых высокочувствительных экспрессных внелабораторных аналитических наборов и внедрение их в практику обеспечит возможность широкого мониторинга контаминации и экологического состояния окружающей среды, предотвращение рисков для потребителей и, в конечном счете, – защиту здоровья и безопасности населения.

Текущие результаты проекта:
В соответствии с планом-графиком выполнения проекта, работы 2015 г. должны включать теоретическую и экспериментальную оценку возможностей различных подходов к снижению предела обнаружения в иммунохроматографических тест-системах, получение и характеристику панели реагентов, используемых в разрабатываемом аналитическом наборе. Запланированные работы выполнены в полном объеме с получением следующих основных результатов:
1. Подготовленный аналитический обзор современной научно-технической литературы по проблемам, исследуемым в проекте.
2. Проведенные патентные исследования (оценка современного уровня разработок и перспектив создания новых объектов интеллектуальной собственности).
3. Теоретическая оценка взаимосвязей между характеристиками антител и маркеров, используемых в иммунохроматографии, и пределом детекции целевого аналита; выявление факторов, лимитирующих предел обнаружения иммунохроматографического анализа.
4. Разработка согласованных с китайским партнером требований к представлению результатов исследований - характеристик препаратов антител, нанодисперсных маркеров и их конъюгатов, к методикам, используемым для измерений данных характеристик.
5. Экспериментальная характеристика антител против пестицидов, детергентов и антибиотиков, используемых для разработки аналитического набора, определение их аффинности и специфичности.
6. Экспериментальная характеристика нанодисперсных маркеров, используемых для разработки аналитического набора, определение чувствительности и точности их детекции на мембранных носителях.
7. Теоретическая оценка степени снижения предела обнаружения в иммунохроматографическом анализе, достигаемой при использовании предлагаемых в проекте новых видов маркеров и систем амплификации сигнала.
8. Сравнительный экспериментальный анализ методических решений по амплификации сигнала в иммунохроматографических системах.
9. Оценка влияния разных методов амплификации на уровень специфического и неспецифического сигнала в иммунохроматографических системах.
10. Сравнительная характеристика существующих способов пробоподготовки для иммунодетекции токсичных контаминант окружающей среды и продуктов питания, выбор и обоснование оптимальных решений для внелабораторной диагностики.