Imunotestul magnetic (MIA) este un tip de imunotest de diagnostic care utilizează margele magnetice ca etichete în loc de enzime convenționale (ELISA), radioizotopi (RIA) sau molecule fluorescente (imunotest de fluorescență) pentru a detecta un anumit analit. MIA implică legarea specifică a unui anticorp la un antigen, în timp ce marcajul magnetic este conjugat la unul dintre elementele perechii. Prezența granulelor magnetice este apoi detectată de un cititor magnetic ( magnetometru ) care măsoară modificarea câmpului magnetic indus de margele. Semnalul măsurat de magnetometru este proporțional cu concentrația analitului (virus, toxină, bacterii, cardiomarker etc.) din proba originală.
Margele magnetice sunt fabricate din particule de oxid de fier de dimensiuni nanometrice încapsulate sau legate cu polimeri. Dimensiunea unor astfel de margele magnetice variază de la 35 nm la 4,5 µm. Nanoparticulele magnetice componente variază în dimensiune de la 5 la 50 nm și prezintă o proprietate unică numită superparamagnetism în prezența unui câmp magnetic extern. Descoperită pentru prima dată de francezul Louis Néel, câștigător al Premiului Nobel pentru Fizică în 1970, această proprietate superparamagnetică este deja folosită în medicină pentru imagistica prin rezonanță magnetică (IRM) și în separări biologice, dar nu încă pentru etichetare în aplicații comerciale de diagnostic. Etichetele magnetice au o serie de proprietăți care sunt foarte potrivite pentru astfel de aplicații:
Imunotestul magnetic (MIA) detectează molecule specifice sau agenți patogeni folosind un anticorp marcat magnetic. Funcționând ca un ELISA sau Western blot, procesul de legare a doi anticorpi este utilizat pentru a determina concentrația de analiți. MIA folosește anticorpi care acoperă o mărgele magnetică. Acești anticorpi se leagă direct la agentul patogen sau molecula dorită, iar semnalul magnetic de la margelele legate este citit folosind un magnetometru. Cel mai mare avantaj al acestei tehnologii pentru imunocolorare este că poate fi efectuată într-un mediu lichid, în timp ce metode precum ELISA sau Western blot necesită un mediu staționar pentru a lega ținta dorită înainte de aplicarea unui anticorp secundar (de exemplu, HRP [peroxidază de ridiche). ]). Deoarece MIA poate fi efectuată într-un mediu lichid, se pot face măsurători mai precise ale moleculelor dorite în sistemul model. Deoarece izolarea nu este necesară pentru a obține rezultate cantitative, utilizatorii pot monitoriza activitatea în sistem. Să vă faceți o idee mai bună despre comportamentul țintei dvs.
Modalitățile prin care se poate produce detecția sunt foarte numeroase. Cea mai elementară formă de detecție implică trecerea probei printr-o coloană gravitațională care conține o matrice de polietilenă cu un anticorp secundar. Compusul țintă se leagă la anticorpul conținut în matrice și orice substanțe reziduale sunt spălate folosind tamponul selectat. Anticorpii magnetici sunt apoi trecuți prin aceeași coloană și, după o perioadă de incubare, toți anticorpii nelegați sunt spălați în același mod ca înainte. Citirile obținute folosind perle magnetice conectate la o țintă care este capturată de anticorpii de pe membrană sunt utilizate pentru a cuantifica compusul țintă în soluție.
De asemenea, deoarece metodologia acestei metode este foarte asemănătoare cu ELISA sau Western Blot, experimentele MIA pot fi adaptate pentru a utiliza aceeași metodă de detectare dacă cercetătorul dorește să-și cuantifice datele într-un mod similar.
Un instrument simplu poate detecta prezența și măsura semnalul magnetic general al unei probe, dar provocarea în dezvoltarea unui MIA eficient este separarea fondului magnetic natural (zgomotul) de ținta (semnal) slab marcată magnetic. Pentru a obține un raport semnal-zgomot (SNR) semnificativ în biodetecție, au fost utilizate diverse abordări și dispozitive:
Dar îmbunătățirea SNR necesită adesea un instrument complex care oferă scanări multiple și extrapolări în procesarea datelor sau alinierea precisă a unei ținte și a unui senzor miniaturizat și de dimensiuni adecvate. În plus față de această cerință, un MIA care utilizează proprietățile magnetice neliniare ale etichetelor magnetice poate exploata eficient capacitatea inerentă a unui câmp magnetic de a trece prin plastic, apă, nitroceluloză și alte materiale, permițând măsurători volumetrice reale într-o varietate de teste imunologice. formate. Spre deosebire de metodele convenționale care măsoară susceptibilitatea materialelor superparamagnetice, MIA bazată pe magnetizare neliniară elimină influența materialelor dia- sau paramagnetice liniare, cum ar fi matricea probei, materialele plastice consumabile și/sau nitroceluloza. Deși magnetismul intrinsec al acestor materiale este foarte slab, cu valori tipice de susceptibilitate de -10-5 (dia) sau +10-3 (para), atunci când se examinează cantități foarte mici de materiale superparamagnetice, cum ar fi nanogramele per test, semnalul de fundal produs de materialele auxiliare nu poate fi ignorat. În MIA, pe baza proprietăților magnetice neliniare ale semnelor magnetice, margelele sunt expuse unui câmp magnetic alternant cu două frecvențe, f1 și f2. În prezența materialelor neliniare, cum ar fi etichetele superparamagnetice, semnalul poate fi înregistrat la frecvențe combinatorii, de exemplu, la f = f1 ± 2×f2. Acest semnal este exact proporțional cu cantitatea de material magnetic din interiorul bobinei de citire.
Această tehnologie face posibile imunotestele magnetice într-o varietate de formate, cum ar fi:
De asemenea, a fost descris pentru utilizare in vivo și pentru testare multivariată.
MIA este o metodă versatilă care poate fi utilizată pentru o gamă largă de practici.
În prezent este utilizat pentru a detecta viruși în plante pentru a prinde agenți patogeni care ar devasta în mod normal culturile, cum ar fi virusul frunzelor de viță de vie, virusul frunzelor de viță de vie și virusul cartofului X. Adaptările sale includ acum dispozitive portabile care permit utilizatorului să colecteze date sensibile. în câmp.
MIA poate fi, de asemenea, utilizat pentru monitorizarea medicamentelor terapeutice. Un raport de caz al unui pacient de 53 de ani [1] care a primit un transplant de rinichi detaliază modul în care medicii au reușit să modifice cantitatea de medicament terapeutic.