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Introduction au Diagnostic Rapide à Flux Latéral

Les tests à flux latéral (LFA) sont des dispositifs de diagnostic jetables simples à utiliser qui peuvent tester des biomarqueurs dans des échantillons tels que la salive, le sang, l’urine et les aliments. Les tests présentent un certain nombre d’avantages par rapport aux autres technologies de diagnostic, notamment:

  • Simplicité: La simplicité d’utilisation de ces tests est inégalée – ajoutez simplement quelques gouttes au port d’échantillon et lisez vos résultats à l’œil nu quelques minutes plus tard.
  • Économique: Les tests sont peu coûteux – généralement moins d’un dollar par test à fabriquer à grande échelle.
  • Robuste: Les tests peuvent être stockés à température ambiante et ont une durée de conservation de plusieurs années.

Des milliards de bandelettes de test sont produites chaque année pour le diagnostic des maladies sexuellement transmissibles, des maladies transmises par les moustiques, de la tuberculose, de l’hépatite, des tests de grossesse et de fertilité, des marqueurs cardiaques, des tests de cholestérol / lipides, des médicaments d’abus, des diagnostics vétérinaires et de la sécurité alimentaire, entre autres.

Un LFA est composé d’un tampon d’échantillon, d’un tampon conjugué, d’une bandelette de nitrocellulose contenant des lignes de test et de contrôle et d’un tampon d’évacuation de l’humidité. Chaque composant se chevauche d’au moins 1 à 2 mm, ce qui permet un écoulement capillaire sans entrave de l’échantillon.

Diagramme de test rapide à écoulement latéral

Pour utiliser le dispositif, un échantillon liquide tel que du sang, du sérum, du plasma, de l’urine, de la salive ou des solides solubilisés est ajouté directement au tampon d’échantillon et est aspiré par le dispositif à écoulement latéral. Le tampon d’échantillon neutralise l’échantillon et filtre les particules indésirables telles que les globules rouges. L’échantillon peut alors s’écouler sans entrave vers le tampon conjugué qui contient des nanoparticules fortement colorées ou fluorescentes qui ont un anticorps à leur surface. Lorsque le liquide atteint le tampon conjugué, ces nanoparticules séchées sont libérées et se mélangent à l’échantillon. S’il y a des analytes cibles dans l’échantillon que l’anticorps reconnaît, ceux-ci se lieront à l’anticorps. Les nanoparticules liées à l’analyte s’écoulent ensuite à travers une membrane de nitrocellulose et à travers une ou plusieurs lignes de test et une ligne de contrôle. La ligne de test (marquée T dans l’image ci-dessus) est la lecture principale du diagnostic et se compose de protéines immobilisées qui peuvent se lier à la nanoparticule pour générer un signal corrélé à la présence de l’analyte dans l’échantillon. Le fluide continue de s’écouler à travers la bande jusqu’à ce qu’il atteigne la ligne de contrôle. La ligne de contrôle (marquée C dans l’image ci-dessus) contient des ligands d’affinité qui lieront le conjugué des nanoparticules avec ou sans l’analyte présent en solution pour confirmer que le test fonctionne correctement. Après la conduite de contrôle, le fluide s’écoule dans le tampon d’évacuation qui est nécessaire pour absorber tout le liquide de l’échantillon pour s’assurer qu’il y a un écoulement constant à travers les lignes de test et de contrôle. Dans certains tests, un tampon chase est appliqué au port d’échantillon après l’introduction de l’échantillon pour s’assurer que tout l’échantillon est transporté à travers la bande. Une fois que tout l’échantillon a traversé les lignes de test et de contrôle, le test est terminé et l’utilisateur peut lire les résultats.

Casette à écoulement latéral

Le temps d’analyse dépend du type de membrane utilisée dans le test à écoulement latéral (les membranes plus grandes s’écoulent plus rapidement mais sont généralement moins sensibles) et est généralement terminé en moins de 15 minutes.

Formats d’écoulement latéral

Les deux formats d’analyse courants sont appelés « sandwich » et ”compétitif ». Le format d’analyse sandwich est généralement utilisé pour détecter des analytes plus gros qui ont au moins deux sites de liaison, ou épitopes. Habituellement, un anticorps à un site de liaison est conjugué à la nanoparticule, et un anticorps à un autre site de liaison est utilisé pour la ligne d’essai du test. S’il y a de l’analyte présent dans l’échantillon, l’analyte se liera à la fois au conjugué anticorps-nanoparticules et à l’anticorps sur la ligne de test, produisant un signal positif. Le format sandwich donne une intensité de signal à la ligne de test qui est directement proportionnelle à la quantité d’analyte présente dans l’échantillon. Quelle que soit la quantité d’analyte dans l’échantillon, un anticorps anti-espèces au niveau de la ligne de contrôle se liera à la nanoparticule, produisant un signal de ligne de contrôle puissant qui démontre que le test fonctionne correctement.

Test immunoessai rapide à flux latéral de compétition en sandwich

Le format compétitif est utilisé pour détecter les analytes lorsque les paires d’anticorps ne sont pas disponibles ou si l’analyte est trop petit pour plusieurs événements de liaison aux anticorps, tels que les stéroïdes et les médicaments. Dans ce format, la ligne de test contient généralement la molécule d’analyte, généralement un complexe protéine-analyte, et le tampon conjugué contient le conjugué anticorps de détection-nanoparticules. Si l’analyte cible est présent, l’analyte se liera au conjugué et l’empêchera de se lier à l’analyte au niveau de la ligne d’essai. Si l’analyte n’est pas présent, les conjugués se lieront à l’analyte à la ligne de test, produisant un signal. Dans le format compétitif, l’intensité du signal est inversement proportionnelle à la quantité d’analyte présente dans l’échantillon. Comme dans le format sandwich, la ligne de contrôle liera le conjugué de nanoparticules avec ou sans l’analyte, ce qui donnera l’assurance que le test fonctionne correctement.

Les nanoparticules en tant que rapporteurs en flux latéral

Les tests d’écoulement latéral standard génèrent un signal optique qui provient de particules fortement colorées liées à des lignes de test sur une bande de nitrocellulose blanche. Ce signal peut être lu à l’oeil (qualitatif ou semi-quantitatif) ou par un instrument (quantitatif). Pour maximiser la sensibilité de l’appareil, chaque événement de liaison doit produire le signal le plus fort possible. Les particules plus grosses fourniront un signal plus fort par événement de liaison et seront plus faciles à voir, mais les particules trop grosses ne s’écouleront pas facilement à travers la membrane et auront donc une possibilité limitée de se lier à la ligne de test. Ainsi, les particules de tailles comprises entre 20 nm et 500 nm sont typiquement sélectionnées pour être utilisées dans le développement de tests à flux latéral. Des particules fluorescentes peuvent également être utilisées, et les mêmes règles générales s’appliquent: plus la fluorescence par événement de liaison est puissante, plus le signal est fort.

L’une des particules rapporteuses les plus couramment utilisées dans les tests d’écoulement latéral sont des nanoparticules d’or de 40 nm de diamètre. Les nanoparticules d’or ont des propriétés optiques inhabituelles qui en font des absorbeurs de lumière exceptionnellement puissants. l’or de 40 nm de diamètre a une absorbance maximale à ~ 520 nm, ce qui donne une forte ligne de test de couleur rouge rubis. La surface d’or lie fortement les anticorps et d’autres protéines, permettant la fabrication simple de conjugués robustes nanoparticules-anticorps. D’autres tailles et formes de nanoparticules ont également été utilisées comme sondes d’écoulement latérales. Les nanoéléments d’or d’un diamètre de 150 nm offrent un contraste plus élevé par événement de liaison et offrent généralement une sensibilité multipliée par 3 à 20 par rapport aux particules d’or de 40 nm. En raison du noyau de silice, les nanoéléments d’or sont moins denses qu’une particule d’or solide et peuvent s’écouler sans entrave à travers la membrane de nitrocellulose. Étant donné que la nanoparticule d’or a la même surface d’or que les nanoparticules d’or massif plus petites, seules des modifications mineures du protocole sont nécessaires pour passer des nanosphères d’or massif aux nanoparticules d’or. Chez nanoComposix, la gamme de nanoparticules d’or BioReady est spécialement conçue pour la fabrication de conjugués de haute qualité pouvant être utilisés pour l’écoulement latéral.

Analyse du test d’écoulement latéral

Les résultats d’un test d’écoulement latéral peuvent être qualitatifs (« oui/non »), semi-quantitatifs ou quantitatifs. Le test de grossesse est un exemple de test qualitatif oui / non, où un signal de ligne de test positif est corrélé à des niveaux élevés de l’hormone hCG dans l’urine, indiquant que l’utilisatrice est enceinte. Pour les diagnostics quantitatifs, les intensités de la ligne d’essai sont comparées à une norme d’étalonnage et converties en une valeur de concentration d’analyte. Pour mesurer avec précision l’intensité de la ligne de test, le résultat de la LFA doit être analysé par un lecteur de bandelettes. La commercialisation récente de lecteurs mobiles à petit facteur de forme, peu coûteux, est en passe de transformer l’industrie de la LFA, car des méthodes simples de quantification de la production des LFA sans l’utilisation de lecteurs de table autonomes ouvrent une formidable opportunité pour l’utilisation à domicile de diagnostics au point de service. Le lecteur ci-dessous est un nouveau produit de Lumos Diagnostics où une bande est insérée dans une cartouche, l’intensité du signal sur la bande est analysée avec une photodiode et les résultats sont renvoyés à un téléphone portable pour afficher le résultat. La courbe d’étalonnage pour un test donné est intégrée au logiciel pour ce test, de sorte que la lecture de la ligne d’essai peut être automatiquement convertie en concentration massique pour l’analyte, et un résultat final est présenté à l’utilisateur.

Lecteur bluetooth jetable Lumos diagnostics

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