Hvad er et Lateral Flow Immunoassay?
Lateral flow teststrimler baseret på principperne for immunokromatografi findes for en lang række målanalyter. De første test blev fremstillet til påvisning af humant choriongonadotropin (hCG). I dag findes der kommercielt tilgængelige test til overvågning af ægløsning, påvisning af infektionssygdomme, analyse af misbrugsstoffer og måling af andre analytter, der er vigtige for den menneskelige fysiologi. Der er også blevet introduceret produkter til testning, landbrugsapplikationer, miljøtestning og testning af fødevarer og foder.
Mens de første test præsenterede kvalitative resultater baseret på tilstedeværelsen eller fraværet af en signallinje, har testdesignet udviklet sig i retning af semikvantitative og kvantitative assays og integration af håndholdte læsere.
Et lateral flow immunoassay beskrives ved hjælp af varierende terminologi af forskellige sektorer og forskellige lande. Almindelige navne omfatter:
+ Lateral flow immunoassay (LFIA)
+ Lateral flow test (LFT)
+ Lateral flow device (LFD)
+ Lateral flow assay (LFA)
+ Lateral flow immunokromatografisk assays
+ Dipstick
+ Hurtig test
+ Teststrimmel
+ Hurtig test
Lateral flow assays kan udvikles til brug i et dipstick-format eller i en kassette. Både dipstick- og kassettest fungerer på samme måde, det afhænger blot af industrien, prøvematrixen og markedskravet, hvilket format der er egnet.
Sandwichformat
Sandwichassayformatet anvendes typisk til påvisning af relativt store analyter. Hvis analysanden har mindst to forskellige bindingssteder (dvs. epitoper), kan der udvikles et “sandwich”-assay, hvor et antistof mod en epitop er konjugeret til nanopartiklen, og et antistof mod en anden epitop er immobiliseret på testlinjen. Sandwichformatet resulterer i en signalintensitet, der er proportional med mængden af analysand i prøven.
Konkurrenceformat
Et konkurrenceformat anvendes til påvisning af analytter, hvor analysanden er for lille til, at to antistoffer kan binde samtidig, f.eks. vitaminer og antibiotika. I et kompetitivt assay indeholder testlinjen målmolekylet for analysanden (normalt et protein-analytekompleks). Nanopartiklerne er konjugeret til et antistof, der genkender analysanden. Hvis analysanden ikke er til stede i prøven, vil nanopartiklernes antistofkonjugater binde sig til analysanden ved testlinjen, hvilket resulterer i en høj signalintensitet. Hvis målanalytten er til stede i prøven, vil analysanden binde sig til antistofferne på nanopartiklens overflade og forhindre nanopartiklen i at binde sig til testlinjen. Dette vil reducere signalet ved testlinjen, hvilket resulterer i en signalintensitet, der er omvendt proportional med mængden af analyt i prøven.
Den laterale flow-immunoassay-teknologi anvender nitrocellulosemembran, farvede nanopartikler (eller etiketter) og typisk antistoffer til at producere resultater.
Når en prøve tilsættes, strømmer prøven langs testanordningen og passerer gennem konjugatpuden ind i nitrocellulosemembranen og derefter over på den absorberende pude.
Figuren nedenfor viser, hvordan et sandwichassay fungerer:
Prøvepude:
Proveblok: Fungerer som første trin i absorptionsprocessen og indeholder i nogle tilfælde et filter for at sikre en præcis og kontrolleret strøm af prøven.
Konjugatblok: Fungerer som første trin i absorptionsprocessen og indeholder i nogle tilfælde et filter for at sikre en præcis og kontrolleret strøm af prøven: Opbevarer de konjugerede etiketter og antistoffer, modtager prøven. hjælper med kontrolleret frigivelse af re-solubiliseret konjugat på nitrocellulosemembranen.
Nitrocellulosemembran: Giver den ideelle faste fase til immobilisering af test- og kontrollinjereagenser. Når prøven bevæger sig langs anordningen, vil de bindende reagenser, der er placeret på nitrocellulosemembranen, binde sig til målet på testlinjen. Der dannes en farvet linje, og densiteten af linjen varierer afhængigt af mængden af det tilstedeværende mål.
Absorberende pude:
Prøvematrixer
Målanalysen og markedskravene bestemmer, hvilken type prøve der skal anvendes i assayet.
Nogle prøver kræver kørselsbuffer for at lette prøveafgivelsen, f.eks. dyrefoder. Andre prøver som f.eks. blod, serum, urin eller spyt kan måske placeres direkte på en test, mens der er tilfælde, hvor der er behov for en fortyndingsbuffer.
Lateral flow immunoassays er udviklet til at detektere målanalyter i prøvematricer, herunder:
1. Mælk
2. Fuldt blod
3. Serum
4. Spyt
5. Urin
6. Vævsprøver
7. Fødevarer
8. Drikkevarer
9. Dyrefoder
10. Plantemateriale
11. Vand
Mærketyper
Typisk anvender lateral flow-analyser konjugerede guldnanopartikler inden for konjugatpuden. Andre etiketter omfatter farvede polystyrenperler, magnetiske perler, kvantepunkter eller opkonverterende nanopartikler.
Optimeringen af assayet vil sikre, at etiketten interagerer korrekt med antistoffet og antigenet for at sikre effektivitet og nøjagtighed af resultaterne.
Multiplexed Lateral Flow Assays
Både sandwich- og kompetitive assays kan udvikles til at omfatte en eller flere testlinjer.
Et multiplexed assay kan anvendes til:
Detektering af flere mål i en enkelt test i stedet for at anvende mange individuelle tests. I situationer, hvor der kun er en lille prøvevolumen til rådighed, giver et multiplex-assay mulighed for at maksimere brugen;
Til at støtte diagnosen, hvor tilstedeværelsen af en række markører sammen er påkrævet;
Bekræftelse af tilstedeværelsen af flere forurenende stoffer i forbindelse med testning af fødevarer og foder i store mængder;
Opnåelse af omkostningsbesparende fordele for slutbrugerne i et laboratorium eller i marken ved at teste for forskellige mål samtidig;
Fjernliggende områder eller landbrugsområder, hvor ressourcerne er begrænsede, og hvor multiplex-testning vil spare tid.
Kvantitative hurtige Lateral Flow Devices
De tidlige versioner af LFD’er var overvejende kvalitative analyser. Men forbedringer af reagenser, komponentmaterialer og aflæsningsteknologier samt fremstillingsprocesser betyder, at der kan opnås kvantitative resultater.
Dertil kommer, at udviklingen inden for aflæsningsteknologi og fremskridt inden for råmaterialer, f.eks. etiketter, betyder, at en lateral flow-sneltest kan matche følsomheden af en ELISA-analyse.
Fordele &Ulemper ved lateral flow-immunoassays
| Fordele | Ulemper |
| Lette omkostninger | Kvalitative eller semi-kvantitativ udlæsning |
| Vid vifte af anvendelsesmuligheder | Begrænsning af det samlede testvolumen kan medføre en begrænsning af følsomheden |
| Velkendt teknologi, nem fremstilling | Unøjagtig prøvevolumen kan reducere præcisionen |
| Lang holdbarhed, intet behov for køling | Reproducerbarhed fra test til test kan være problematisk |
| Enkelhed, brugervenlig betjening | Svært at miniaturisere prøvevolumen |
| Høj følsomhed og specificitet | Multiplexering kan være en udfordring |
| Kræver lavt prøvevolumen | Uklar patentsituation i nogle tilfælde |
| Ettetrinsassay, ingen vasketrin nødvendige, kort tid til resultat | |
| Relativt kort tidslinje for udvikling, tid til markedsføring er reduceret | |
| Højt potentiale for kommercialisering | |
| Let skalerbart | |
| Kan integreres med læsersystemer | |
| Mulighed for multiplexing |
- Fordele :
Lette omkostninger
Bred vifte af anvendelsesmuligheder
Velkendt teknologi, nem fremstilling
Lang holdbarhed, intet behov for køling
Enkel, brugervenlig betjening
Høj følsomhed og specificitet
Lavt prøvetagningsvolumen påkrævet
Et-trins assay, ingen vasketrin nødvendige, kort tid til resultat
Relativt kort udviklingstid, tiden til markedsføring er reduceret
Højt potentiale for kommercialisering
Let skalerbart
Kan integreres med læsersystemer
Multiplexing er mulig - Ulemper :
Kvalitativ eller semi-kvantitativ udlæsning
Begrænsning af det samlede testvolumen kan medføre en begrænsning af følsomheden
Unøjagtigt prøvevolumen kan reducere præcisionen
Reproducerbarhed fra test til test kan være problematisk
Svært at miniaturisere prøvevolumen
Multiplexing kan være en udfordring
Uklar patentsituation i nogle tilfælde