Published September 7, 2021 | Version v1
Publication Open

Immunomagnetic Separation Improves the Detection of Mycobacteria by Paper-Based Lateral and Vertical Flow Immunochromatographic Assays

  • 1. Universitat Autònoma de Barcelona
  • 2. Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Description

This work addresses a method that combines immunomagnetic separation (IMS) and paper-based nucleic acid immunochromatographic assay for the sensitive detection of Mycolicibacterium fortuitum (basonym Mycobacterium fortuitum) In particular, the preconcentration of the bacteria was achieved by using magnetic particles modified with an antibody specific towards mycobacteria. Following the IMS, the bacteria were lysed, and the genome was amplified by double-tagging PCR, using a set of primers specific for the 16S rRNA gene for Mycobacterium. During the amplification, the amplicons were labeled with biotin and digoxigenin tags. Moreover, a comparative study of paper-based immunochromatographic platforms, relying on vertical and lateral flow and on the use of streptavidin gold nanoparticles as a signal generating system, was also performed. The visual readout was achieved when the gold-modified amplicons were captured by the anti-DIG antibody in the test line. The analytical performance of both methods, nucleic acid vertical flow (NAVF) and nucleic acid lateral flow (NALF), is also discussed. Although NALF showed lower limit of detections (LODs), both NALF and NAVF combined with IMS were able to detect the required LOD in hemodialysis water, becoming two promising and useful techniques for the rapid screening of water supplies in hemodialysis centers, to prevent the exposure of immunosuppressed patients to contaminated sources.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتناول هذا العمل طريقة تجمع بين الفصل المناعي المغناطيسي (IMS) ومقايسة الكروماتوغرافيا المناعية للحمض النووي الورقية للكشف الحساس عن المتفطرة الصدفة (الاسم الأساسي المتفطرة الصدفة) على وجه الخصوص، تم تحقيق التركيز المسبق للبكتيريا باستخدام جزيئات مغناطيسية معدلة بجسم مضاد محدد تجاه المتفطرة. بعد نظام الرصد الدولي، تم تحلل البكتيريا، وتم تضخيم الجينوم عن طريق وضع علامة مزدوجة على تفاعل البوليميراز المتسلسل، باستخدام مجموعة من البرايمر الخاصة بجين الحمض النووي الريبوزي 16S للمتفطرة. أثناء التضخيم، تم تسمية الأمبليكون بعلامات البيوتين والديجوكسيجينين. علاوة على ذلك، تم إجراء دراسة مقارنة للمنصات المناعية الورقية، بالاعتماد على التدفق الرأسي والجانبي وعلى استخدام الجسيمات النانوية الذهبية الستربتافيدين كنظام لتوليد الإشارات. تم تحقيق القراءة المرئية عندما تم التقاط الأمبليكات المعدلة بالذهب بواسطة الجسم المضاد لـ DIG في خط الاختبار. كما تمت مناقشة الأداء التحليلي لكلتا الطريقتين، التدفق الرأسي للحمض النووي (NAVF) والتدفق الجانبي للحمض النووي (NALF). على الرغم من أن NALF أظهر حدًا أقل من الاكتشافات (LODs)، إلا أن كل من NALF و NAVF جنبًا إلى جنب مع IMS كانا قادرين على اكتشاف LOD المطلوب في ماء الغسيل الكلوي، ليصبحا تقنيتين واعدتين ومفيدتين للفحص السريع لإمدادات المياه في مراكز الغسيل الكلوي، لمنع تعرض المرضى المكبوتين مناعيًا للمصادر الملوثة.

Translated Description (French)

Ce travail porte sur une méthode qui combine la séparation immunomagnétique (IMS) et le dosage immunochromatographique des acides nucléiques sur papier pour la détection sensible de Mycolicibacterium fortuitum (basonyme Mycobacterium fortuitum). En particulier, la préconcentration des bactéries a été réalisée en utilisant des particules magnétiques modifiées avec un anticorps spécifique des mycobactéries. Après l'IMS, les bactéries ont été lysées et le génome a été amplifié par PCR à double marquage, en utilisant un ensemble d'amorces spécifiques du gène de l'ARNr 16S pour Mycobacterium. Au cours de l'amplification, les amplicons ont été marqués avec des étiquettes de biotine et de digoxigénine. De plus, une étude comparative des plates-formes immunochromatographiques à base de papier, s'appuyant sur l'écoulement vertical et latéral et sur l'utilisation de nanoparticules d'or de streptavidine comme système de génération de signaux, a également été réalisée. La lecture visuelle a été réalisée lorsque les amplicons modifiés à l'or ont été capturés par l'anticorps anti-DIG dans la ligne de test. La performance analytique des deux méthodes, le flux vertical d'acide nucléique (NAVF) et le flux latéral d'acide nucléique (NALF), est également discutée. Bien que le NALF ait montré une limite inférieure de détection (LOD), le NALF et le NAVF combinés à l'IMS ont été en mesure de détecter la LOD requise dans l'eau d'hémodialyse, devenant ainsi deux techniques prometteuses et utiles pour le dépistage rapide des approvisionnements en eau dans les centres d'hémodialyse, afin de prévenir l'exposition des patients immunodéprimés à des sources contaminées.

Translated Description (Spanish)

Este trabajo aborda un método que combina la separación inmunomagnética (IMS) y el ensayo inmunocromatográfico de ácidos nucleicos en papel para la detección sensible de Mycolicibacterium fortuitum (basónimo Mycobacterium fortuitum). En particular, la preconcentración de las bacterias se logró mediante el uso de partículas magnéticas modificadas con un anticuerpo específico contra las micobacterias. Después del IMS, las bacterias se lisaron y el genoma se amplificó mediante PCR de doble etiquetado, utilizando un conjunto de cebadores específicos para el gen de ARNr 16S para Mycobacterium. Durante la amplificación, los amplicones se marcaron con etiquetas de biotina y digoxigenina. Además, también se realizó un estudio comparativo de plataformas inmunocromatográficas en papel, basándose en el flujo vertical y lateral y en el uso de nanopartículas de estreptavidina de oro como sistema generador de señales. La lectura visual se logró cuando los amplicones modificados con oro fueron capturados por el anticuerpo anti-DIG en la línea de prueba. También se discute el rendimiento analítico de ambos métodos, el flujo vertical de ácidos nucleicos (NAVF) y el flujo lateral de ácidos nucleicos (NALF). Aunque NALF mostró un límite inferior de detecciones (LOD), tanto NALF como NAVF combinados con IMS pudieron detectar el LOD requerido en el agua de hemodiálisis, convirtiéndose en dos técnicas prometedoras y útiles para la detección rápida de suministros de agua en centros de hemodiálisis, para prevenir la exposición de pacientes inmunodeprimidos a fuentes contaminadas.

Files

pdf.pdf

Files (2.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a6e6547e0f80d642cf302ff2b1650549
2.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يحسن الفصل المناعي المغناطيسي من الكشف عن المتفطرات عن طريق المقايسات الجانبية الورقية والتدفق الرأسي للكروماتوغرافيا المناعية
Translated title (French)
La séparation immunomagnétique améliore la détection des mycobactéries par des dosages immunochromatographiques à flux latéral et vertical sur papier
Translated title (Spanish)
La separación inmunomagnética mejora la detección de micobacterias mediante ensayos inmunocromatográficos de flujo lateral y vertical basados en papel

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3197801288
DOI
10.3390/s21185992

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1995536353
  • https://openalex.org/W2001775061
  • https://openalex.org/W2033477816
  • https://openalex.org/W2050604127
  • https://openalex.org/W2072284199
  • https://openalex.org/W2076149393
  • https://openalex.org/W2088956177
  • https://openalex.org/W2089425821
  • https://openalex.org/W2105613624
  • https://openalex.org/W2120125181
  • https://openalex.org/W2122096858
  • https://openalex.org/W212380798
  • https://openalex.org/W2164968460
  • https://openalex.org/W2253403646
  • https://openalex.org/W2280433261
  • https://openalex.org/W2512589017
  • https://openalex.org/W2625478887
  • https://openalex.org/W2799574293
  • https://openalex.org/W2887082246
  • https://openalex.org/W2889146720
  • https://openalex.org/W2896556306
  • https://openalex.org/W2898486677
  • https://openalex.org/W2921430890
  • https://openalex.org/W2922818693
  • https://openalex.org/W2943404009
  • https://openalex.org/W2949097486
  • https://openalex.org/W3000479951
  • https://openalex.org/W3007037845
  • https://openalex.org/W3127095101
  • https://openalex.org/W3139287220
  • https://openalex.org/W3154007242
  • https://openalex.org/W610126998
  • https://openalex.org/W746325161