روش تک‌مرحله‌ای برای کونژوگاسیون آنتی‌بادی‌ها با کوانتوم‌دات کادمیوم‌تلورید با استفاده از دکستران فعال

نویسندگان

1 گروه بیوشیمی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 آزمایشگاه تحقیقاتی شیمی تجزیه، شرکت مبین شیمی آزما، تهران، ایران

چکیده
اهداف: استفاده از نانوذرات نقاط کوانتومی نیمه‌هادی (QD) با طیف نشری در محدوده مرئی به‌عنوان نشانگر در روش‌های ایمونواسی، امکان شناسایی عامل مورد نظر را بدون نیاز به تجهیزات خیلی پیشرفته به کاربر می‌دهد. بر همین اساس، هدف پژوهش، ارایه روش تک‌مرحله‌ای برای کونژوگاسیون آنتی‌بادی‌ها با کوانتوم‌دات کادمیوم‌تلورید با استفاده از دکستران فعال بود.

مواد و روش‌ها: در این پژوهش تجربی، نانوذرات کادمیوم‌تلورید (CdTe)، سنتز و از میکروسکوپ الکترونی عبوری برای بررسی مورفولوژی نقاط کوانتومی CdTe سنتزشده استفاده و اندازه، غلظت و پایداری نانوذرات سنتزشده ارزیابی شد. به‌منظور پایدارنمودن نانوذرات سنتزشده با استفاده از BSA (آلبومین سرم گاوی)، پوشش داده و با دکستران فعال به آنتی‌بادی‌ها متصل شدند. برای ارزیابی آنتی‌بادی‌های کونژوگه از آزمون‌های لکه‌گذاری ایمنی استفاده شد.

یافته‌ها: نقطه‌ای و کروی‌بودن مورفولوژی نانوذرات کاملاً مشهود بود. اختلاف جابه‌جایی QD و dBSA-QD از روی ژل آگارز، تاییدکننده تشکیل dBSA-QD بود و طیف نشری رقت‌های یکسان از نانوذرات در حضور و عدم حضور BSA به‌دست آمد. اتصال با dBSA علاوه بر باقی‌ماندن و بهترشدن خصوصیات نشری نانوذره، باعث به‌وجودآمدن گروه‌های عاملی متنوع برای مراحل بعدی اتصال نانوذرات شد. نشر فلوئورسانسی نانوذرات در هر دو حالت پوشش‌دار با dBSA و کونژوگه با آنتی‌بادی از نانوذرات آزاد بیشتر بود. با استفاده از آنتی‌بادی‌های متصل‌شده به نانوذرات، حد تشخیص ۳۰نانوگرم برای آنتی‌ژن پروتئینی به‌صورت چشمی به دست آمد.

نتیجه‌گیری: در فرآیند کونژوگاسیون به‌منظور اتصال نقاط کوانتومی CdTe به آنتی‌بادی‌ها از طریق دکستران، با پوشاندن سطح نانوذرات با BSA دناتوره‌شده علاوه بر افزایش پایداری نانوذرات، گروه‌های عاملی جدیدی روی سطح نانوذره به‌وجود می‌آید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Michalet X, Pinaud F, Bentolila L, Tsay J, Doose S, Li J, et al. Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics. science. 2005;307(5709):538-44. [Link] [DOI:10.1126/science.1104274]
Resch-Genger U, Grabolle M, Cavaliere-Jaricot S, Nitschke R, Nann T. Quantum dots versus organic dyes as fluorescent labels. Nat Methods. 2008;5(9):763-75. [Link] [DOI:10.1038/nmeth.1248]
Smith AM, Ruan G, Rhyner MN, Nie S. Engineering luminescent quantum dots for in vivo molecular and cellular imaging. Ann Biomed Eng. 2006;34(1):3-14. [Link] [DOI:10.1007/s10439-005-9000-9]
Sukhanova A, Venteo L, Devy J, Artemyev M, Oleinikov V, Pluot M, et al. Highly stable fluorescent nanocrystals as a novel class of labels for immunohistochemical analysis of paraffin-embedded tissue sections. Lab Invest. 2002;82(9):1259-61. [Link] [DOI:10.1097/01.LAB.0000027837.13582.E8]
Nie S, Xing Y, Kim GJ, Simons JW. Nanotechnology applications in cancer. Annu Rev Biomed Eng. 2007;9:257-88. [Link] [DOI:10.1146/annurev.bioeng.9.060906.152025]
Sukhanova A, Devy J, Venteo L, Kaplan H, Artemyev M, Oleinikov V, et al. Biocompatible fluorescent nanocrystals for immunolabeling of membrane proteins and cells. Anal Biochem. 2004;324(1):60-7. [Link] [DOI:10.1016/j.ab.2003.09.031]
Lei J, Ju H. Signal amplification using functional nanomaterials for biosensing. Chem Soc Rev. 2012;41(6):2122-34. [Link] [DOI:10.1039/c1cs15274b]
Liu C, Jia Q, Yang C, Qiao R, Jing L, Wang L, et al. Lateral flow immunochromatographic assay for sensitive pesticide detection by using Fe3O4 nanoparticle aggregates as color reagents. Anal Chem. 2001;83(17):6778-84. [Link] [DOI:10.1021/ac201462d]
Mahmoud W, Rousserie G, Reveil B, Tabary T, Millot J, Artemyev M, et al. Advanced procedures for labeling of antibodies with quantum dots. Anal Biochem. 2011;416(2):180-5. [Link] [DOI:10.1016/j.ab.2011.05.018]
He Y, Sai LM, Lu H, Hu M, Lai W, Fan Q, et al. Microwave-assisted synthesis of water-dispersed CdTe nanocrystals with high luminescent efficiency and narrow size distribution. Chem Mater. 2007;19(3):359-65. [Link] [DOI:10.1021/cm061863f]
Xia Z, Xing Y, So MK, Koh AL, Sinclair R, Rao J. Multiplex detection of protease activity with quantum dot nanosensors prepared by intein-mediated specific bioconjugation. Anal Chem. 2008;80(22):8649-55. [Link] [DOI:10.1021/ac801562f]
So MK, Loening AM, Gambhir SS, Rao J. Creating self-illuminating quantum dot conjugates. Nat Protoc. 2006;1(3):1160-4. [Link] [DOI:10.1038/nprot.2006.162]
Mazumder S, Dey R, Mitra MK, Mukherjee S, Das GC. Review: Biofunctionalized quantum dots in biology and medicine. J Nanomater. 2009;2009:815734. [Link] [DOI:10.1155/2009/815734]
Nabiev I, Sukhanova A. Fluorescent colloidal particles as a detection tools in biotechnology systems. In: Eliassari A, editor. Colloidal Nanoparticles in Biotechnology. New York: Wiley & Sons Inc; 2008. [Link] [DOI:10.1002/9780470258552.ch6]
Mamedova NN, Kotov NA. Albumin-CdTe nanoparticle bioconjugates: Preparation, structure, and interunit energy transfer with antenna effect. Nano Lett. 2001;1(6):281-6. [Link] [DOI:10.1021/nl015519n]
Peng C, Li Z, Zhu Y, Chen W, Yuan Y, Liu L, et al. Simultaneous and sensitive determination of multiplex chemical residues based on multicolor quantum dot probes. Biosens Bioelectron. 2009;24(12):3657-62. [Link] [DOI:10.1016/j.bios.2009.05.031]
Jamieson T, Bakhshi R, Petrova D, Pocock R, Imani M, Seifalian AM. Biological applications of quantum dots. Biomaterials. 2007;28(31):4717-32. [Link] [DOI:10.1016/j.biomaterials.2007.07.014]
Yu W, Qu L, Guo W, Peng X. Experimental determination of the extinction coefficient of CdTe, CdSe, and CdS Nanocrystals. Chem Mater. 2003;15(14):2854-60. [Link] [DOI:10.1021/cm034081k]
Wang Q, Kuo Y, Wang Y. Shin G, Ruengruglikit C, Huang Q. Luminescent properties of water-soluble denatured bovine serum albumin-coated CdTe quantum dots. J Phys Chem B. 2006;110(34):16860-6. [Link] [DOI:10.1021/jp062279x]
He F. Laemmli-SDS-PAGE [Internet]. Stanford: Bio-protocol; 2011 [cited 2015 May 20]. Available from: https://bio-protocol.org/bio101/e80. [Link]
Charbgoo F, Mirshahi M, Sarikhani S, Saifi Abolhassan M. Synthesis of a unique high‐performance poly‐horseradish peroxidase complex to enhance sensitivity of immunodetection systems. Biotechnol Appl Biochem. 2012;59(1):45-9. [Link] [DOI:10.1002/bab.58]
de Menezes F, de Azevedo W, Alves JrS. A simple and fast synthesis route for preparing CdTe quantum dots in aqueous medium 11th Internatioal Conference on Advanced Materials. Rio de Janeiro. [Link]
Hermanson GT. Bioconjugate techniques. New York: Academic Press; 2013. [Link]