Lateral Flow Assays: Principper, designs og etiketter
Lateral flow -analyser er apparater, der bruges til at udføre forskellige typer test og point-of-care-testning, og de er også kendt som realistisk testning. Lateral flow-analyser er små og minimalistiske apparater, der bruges i næsten alle områder af medicin, hvor detektion af analytter er til stede. I den nuværende globale situation bruges de også til testning af coronavirus. Da de er pålidelige, omkostningseffektive og tilgængelige for alle, bruges de til graviditetstest , bakterieinfektioner, virusinfektioner og parasitinfektioner. Lateral flow-analyser kræver ikke nogen form for uddannet eller specialiseret personale. Lateral flow-analyseteknikken fungerer på den biokemiske sammenlægning af antistoffer og antigener eller DNA-mål-DNA-hybridisering.
Principper
Principperne for Lateral Flow Assay fungerer efter, er ret grundlæggende. I Lateral Flow Assay strømmer den flydende prøve eller matrix ved hjælp af evige kræfter, dvs. kapillærvirkning. Matricen indeholder den målanalyt, som er nødvendig for detektion og produktion af resultater. Væsken strømmer gennem de forskellige polymerstrimler, hvor analytterne og molekylerne kan kombineres. Hele princippet fungerer på de forskellige dele af Lateral Flow Assay, da der er forskellige puder, hvorigennem væsken skal strømme for at producere resultaterne. Det første trin i brugen af denne enhed er, at prøven placeres på enheden, der strømmer helt til den laterale flow-enhed. Når den er strømmet, finder filtreringsprocessen sted, hvor de uønskede partikler neutraliseres eller filtreres. Inden for den givne varighed af Lateral Flow Assay-testens afslutning finder hele processen sted, og dermed kan resultaterne ses. Når prøven når enhedens konjugerede pude, blandes de tørrede partikler på puden med partiklerne i prøven. Det næste trin er strømmen af analytbundne nanopartikler og adgang til kontrollinjerne, der yderligere fører til resultaterne. Prøven kan derefter begynde at flyde til konjugatpuden, som indeholder stærkt farvede eller fluorescerende nanopartikler med et antistof på deres øverste lag. Der er også en vægepude, der absorberer prøven eller prøvevæsken fuldstændigt for at sikre, at der ikke er nogen væske tilbage omkring test- og kontrollinjerne. Når processen er afsluttet i henhold til dens arbejdsprincip, er resultaterne opnået.
designs
Designet af lateral flow -analyser består af et kromatografisk system. I kromatografisystemet adskilles komponenterne baseret på deres bevægelse gennem reaktionsmembranen og også immunreaktionen, f.eks. antigen- og antistofreaktionen eller DNA-hybridiseringen, og nukleinsyre-målanalytten. Derudover er lateral flow-analysen kun designet med en prøvepude, et konjugatbad, en nitrocellulosemembran, mærkninger, nanopartikler, en adsorberende pude og den buffer, der er fastgjort til den, i nogle enheder. Designet af lateral flow-analyser afhænger af brug, stabilitet, ydeevne og sikkerhed. Der er moduler, der skal følges for at danne lateral flow-analyser og testenheder. I design af lateral flow-analyser er de fysiske krav meget vigtige. Disse fysiske krav til LFA'en er patronens dimensioner, patronens funktioner, dvs. konjugatpude og prøvepude, læserens specifikationer osv. Designet af LFA afhænger også af funktionaliteten og egenskaberne ved et bestemt design. For eksempel vil funktionaliteten og de tilknyttede egenskaber omfatte analysemetoden, formatet for testmålanalytten, den kliniske ydeevne, sensitivitets- og specificitetsgrænsen osv. De to andre vigtige faktorer i designet af lateral flow-assayet er håndterings- og plantningskrav. Håndteringskravene i designet af LFA er mere relevante for miljøet og skallevetiden. Hvorimod prøveudtagningskravene i designet af lateral flow-assay-testen er prøvetyperne, den temperatur, hvorved prøven kan opbevares, den temperatur, der kræves til opbevaring, og behandlingen af prøven.
Etiketter
I Lateral Flow Assay bruges der forskellige materialer, der får navnet etiketter. Nogle af de etiketter, der bruges i LFA, er guldnanopartikler, kvanteprikker, farvede latexperler, sølvnanopartikler, selenanopartikler, enzymer, liposomer og mange andre. Her er et par af etiketterne i LFA, der vil blive diskuteret. Enhver etiket, der bruges i Lateral Flow Assay, skal kunne påvises ved en meget lav koncentration, og egenskaberne af etiketter skal opbevares indtil konjugeringen med biokendelsesmolekylerne. For det første er kolloidale guldnanopartikler en af de mest almindelige mærker. Kolloide guldpartikler er immobiliseret og har den perfekte kugleform. Desuden har kolloide guldnanopartikler en relativt høj affinitet over for biomolekylerne, hvilket gør deres funktionalitet let. Deres størrelse og form varierer. Nogle af de mest fremtrædende egenskaber ved guldnanopartiklerne er deres miljøvenlige sammensætning, deres høje affinitet over for molekylerne og proteiner, god optisk signalering og deres stabilitet. En anden etiket, der bruges i LFA'er, er magnetiske partikler og aggregater, der bruges til signalering i enhederne. Magnetiske farvede partikler i LFA bruges eller producerer farvede linjer, der læses af instrumentet eller en strimmellæser. Der er også en magnetisk assay -læser, der bruges til at læse de signaler, der kommer fra dem. Enzymer bruges også i LFA, og de øger et trin i hele processen. Det tilføjer trinnet med at tilføje det passende substrat, efter at assayet er afsluttet. Kolloidt kulstof bruges også i LFA'er og sort farve. På grund af deres farve er de let påviselige med høj følsomhed.
Konklusion
Lateral Flow Assay-testene er et af de mest anvendte apparater. Principperne, designet og betegnelserne for lateral flow-analysen kan være forskellige i nogle af Lateral Flow Assay-apparaterne, hvilket også ændrer, hvordan den specifikke laterale flow-analyseenhed fungerer. Alle principperne, designet og betegnelserne er vigtige dele af LFA'erne.
Referencer
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4986465/
https://nanocomposix.com/pages/lateral-flow-assay-design
https://www.nature.com/articles/s41598-018-35694-9
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S131961031400129X