Vad är ett lateralflödesimmunoassay?
Det finns testremsor för lateralflödestester baserade på principerna för immunokromatografi för ett brett utbud av målanalyter. De första testerna gjordes för detektion av humant choriongonadotropin (hCG). Idag finns det kommersiellt tillgängliga tester för övervakning av ägglossning, upptäckt av infektionssjukdomar, analys av missbruksdroger och mätning av andra analyter som är viktiga för människans fysiologi. Produkter har också introducerats för testning, jordbrukstillämpningar, miljötestning och testning av livsmedel och foder.
Men medan de första testerna presenterade kvalitativa resultat baserade på närvaron eller frånvaron av en signallinje har testutformningen utvecklats mot semikvantitativa och kvantitativa tester och integrering av handhållna läsare.
En lateralflödesimmunoassay beskrivs med varierande terminologi av olika sektorer och olika länder. Vanliga benämningar är bl.a.:
+ Lateral flow immunoassay (LFIA)
+ Lateral flow test (LFT)
+ Lateral flow device (LFD)
+ Lateral flow assay (LFA)
+ Lateral flow immunochromatographic assays
+ Pipstick
+ Snabbtest
+ Testremsa
+ Snabbtest
Laterala flödesanalyser kan utvecklas så att de kan användas i pipstickformat eller i en kassett. Både provpinnar och kassett-tester fungerar på liknande sätt, det beror bara på branschen, provmatrisen och marknadskraven vilket format som är lämpligt.
Sandwichformat
Sandwichanalysformatet används vanligen för att detektera relativt stora analyter. Om analyten har minst två olika bindningsställen (dvs. epitoper) kan en ”sandwich”-analys utvecklas där en antikropp mot en epitop är konjugerad till nanopartikeln och en antikropp mot en annan epitop är immobiliserad vid testlinjen. Sandwichformatet resulterar i en signalintensitet som är proportionell mot mängden analyt som finns i provet.
Kompetitivt format
Ett kompetitivt format används för att detektera analyter där analyten är för liten för att två antikroppar ska kunna binda samtidigt, t.ex. vitaminer och antibiotika. I en kompetitiv analys innehåller testlinjen målmolekylen för analyten (vanligtvis ett protein-analytkomplex). Nanopartiklarna är konjugerade till en antikropp som känner igen analyten. Om analyten inte finns i provet kommer nanopartiklarnas antikroppskonjugat att binda till analyten vid testlinjen, vilket resulterar i hög signalintensitet. Om målanalyten finns i provet kommer analyten att binda till antikropparna på nanopartikelns yta och hindra nanopartikeln från att binda till testlinjen. Detta kommer att minska signalen vid testlinjen vilket resulterar i en signalintensitet som är omvänt proportionell mot mängden analyt som finns i provet.
Den laterala flödesimmunoassaytekniken använder nitrocellulosamembran, färgade nanopartiklar (eller etiketter), och vanligtvis antikroppar, för att ge resultat.
När ett prov tillsätts flödar provet längs testanordningen och passerar genom konjugatkudden in i nitrocellulosamembranet och sedan på den absorberande kudden.
Figuren nedan visar hur en sandwichassay fungerar:
Provkudde:
På provplatta: Fungerar som det första steget i absorptionsprocessen och innehåller i vissa fall ett filter för att säkerställa ett korrekt och kontrollerat flöde av provet: Hjälper till kontrollerad frisättning av re-solubiliserat konjugat på nitrocellulosemembranet.
Nitrocellulosemembran: Förvarar de konjugerade etiketterna och antikropparna och tar emot provet: Får den idealiska fasta fasen för immobilisering av test- och kontrollreagens. När provet rör sig längs anordningen kommer de bindningsreagenser som finns på nitrocellulosamembranet att binda till målet vid testlinjen. En färgad linje kommer att bildas och linjens täthet kommer att variera beroende på mängden av det aktuella målet.
Absorberande pad:
Provmatriser
Målanalyten och marknadens krav avgör vilken typ av prov som kommer att användas i analysen.
Vissa prov kräver löpande buffert för att underlätta provtillförseln, t.ex. djurfoder. Andra prover som blod, serum, urin eller saliv kan placeras direkt på ett test, medan det finns tillfällen där en utspädningsbuffert krävs.
Lateralflödesimmunoassays är utvecklade för att detektera målanalyter i provmatriser som inkluderar:
1. Mjölk
2. Helblod
3. Serum
4. Saliv
5. Urin
6. Vävnadsprov
7. Mat
8. Dryck
9. Djurfoder
10. Växtmaterial
11. Vatten
Märkningstyper
Typiskt använder laterala flödesanalyser konjugerade guldnanopartiklar i konjugatkudden. Andra etiketter inkluderar färgade polystyrenpärlor, magnetiska pärlor, kvantprickar eller uppkonverterande nanopartiklar.
Optimeringen av assayet säkerställer att etiketten interagerar korrekt med antikroppen och antigenet för att säkerställa effektivitet och noggrannhet i resultaten.
Multiplexerade laterala flödesassays
Både sandwich- och kompetitiva assays kan utvecklas för att inkludera en eller flera testlinjer.
En multiplexanalys kan användas för att:
Detektera flera mål i ett enda test i stället för att använda många enskilda tester. I situationer där endast en liten provvolym är tillgänglig gör en multiplexanalys det möjligt att maximera användningen;
För att underlätta diagnostik där förekomsten av ett antal markörer tillsammans krävs;
För att bekräfta förekomsten av flera föroreningar vid testning av livsmedel och foder i stora volymer;
För att erbjuda kostnadsbesparande fördelar för slutanvändare i ett laboratorium eller på fältet genom att testa olika mål samtidigt;
För att hjälpa till med diagnostiken när det krävs förekomsten av ett antal markörer tillsammans;
Fjärrliggande områden eller jordbruksområden där resurserna är begränsade och där multiplextestning kommer att spara tid.
Kvantitativa snabba laterala flödesanordningar
De första versionerna av laterala flödesanordningar var huvudsakligen kvalitativa tester. Förbättringar av reagenser, komponentmaterial och läsartekniker tillsammans med tillverkningsprocesser innebär dock att kvantitativa resultat kan uppnås.
Den utveckling som skett inom läsartekniken och framsteg inom råmaterial, t.ex. etiketter, innebär dessutom att ett lateralflödessnabbtest kan matcha känsligheten hos ett ELISA-assay.
Fördelar &Nackdelar med immunoassays med lateralt flöde
| Fördelar | Nackdelar |
| Låg kostnad | Kvalitativ eller semikvalitativ.kvantitativ avläsning |
| Bredt användningsområde | Begränsning av den totala testvolymen kan innebära en begränsning av känsligheten |
| Väletablerad teknik, Enkel tillverkning | Orktig provvolym kan minska precisionen |
| Lång hållbarhet, inget behov av kylning | Reproducerbarhet från test till test kan vara problematisk |
| Enkelhet, användarvänlig drift | Svårt att miniatyrisera provvolymen |
| Hög känslighet och specificitet | Multiplexering kan vara en utmaning |
| Låg provvolym krävs | Oklar patentsituation i vissa fall |
| Ett steg i analysen, inga tvättsteg nödvändiga, kort tid till resultat | |
| Relativt kort tid för utveckling, tid till marknaden förkortas | |
| Hög potential för kommersialisering | |
| Lätt skalbar | |
| Kan integreras med läsarsystem | |
| Möjlighet till multiplexering |
- Fördelar :
Låg kostnad
Bredt användningsområde
Väletablerad teknik, enkel tillverkning
Lång hållbarhet, inget behov av kylning
Enkla, användarvänliga rutiner
Hög känslighet och specificitet
Låg provvolym som krävs
Enstegsanalys, inga tvättsteg krävs, kort tid till resultat
Relativt kort utvecklingstid, tiden till marknaden förkortas
Hög potential för kommersialisering
Lätt skalbar
Kan integreras med läsarsystem
Möjlighet till multiplexering - Nackdelar :
Kvalitativ eller semikvantitativ avläsning
Begränsning av den totala provvolymen kan innebära en begränsning av känsligheten
Orkentlig provvolym kan minska precisionen
Reproducerbarheten från test till test kan vara problematisk
Svårt att miniatyrisera provvolymen
Multiplexering kan vara en utmaning
Oklar patentsituation i vissa fall