Method Article
ИФА может быть легко преобразован в анализе Luminex Xmap и через преимущества мультиплексирования, несколько антител, могут быть проверены одновременно определить оптимальные пары антител, что приводит к повышенной чувствительности и динамического диапазона, в то время как снижение стоимости анализа.
The enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) has long been the primary tool for detection of analytes of interest in biological samples for both life science research and clinical diagnostics. However, ELISA has limitations. It is typically performed in a 96-well microplate, and the wells are coated with capture antibody, requiring a relatively large amount of sample to capture an antigen of interest . The large surface area of the wells and the hydrophobic binding of capture antibody can also lead to non-specific binding and increased background. Additionally, most ELISAs rely upon enzyme-mediated amplification of signal in order to achieve reasonable sensitivity. Such amplification is not always linear and can thus skew results.
In the past 15 years, a new technology has emerged that offers the benefits of the ELISA, but also enables higher throughput, increased flexibility, reduced sample volume, and lower cost, with a similar workflow 1, 2. Luminex xMAP Technology is a microsphere (bead) array platform enabling both monoplex and multiplex assays that can be applied to both protein and nucleic acid applications 3-5. The beads have the capture antibody covalently immobilized on a smaller surface area, requiring less capture antibody and smaller sample volumes, compared to ELISA, and non-specific binding is significantly reduced. Smaller sample volumes are important when working with limiting samples such as cerebrospinal fluid, synovial fluid, etc. 6. Multiplexing the assay further reduces sample volume requirements, enabling multiple results from a single sample.
Recent improvements by Luminex include: the new MAGPIX system, a smaller, less expensive, easier-to-use analyzer; Low-Concentration Magnetic MagPlex Microspheres which eliminate the need for expensive filter plates and come in a working concentration better suited for assay development and low-throughput applications; and the xMAP Antibody Coupling (AbC) Kit, which includes a protocol, reagents, and consumables necessary for coupling beads to the capture antibody of interest. (See Materials section for a detailed list of kit contents.)
In this experiment, we convert a pre-optimized ELISA assay for TNF-alpha cytokine to the xMAP platform and compare the performance of the two methods 7-11. TNF-alpha is a biomarker used in the measurement of inflammatory responses in patients with autoimmune disorders.
We begin by coupling four candidate capture antibodies to four different microsphere sets or regions. When mixed together, these four sets allow for the simultaneous testing of all four candidates with four separate detection antibodies to determine the best antibody pair, saving reagents, sample and time. Two xMAP assays are then constructed with the two most optimal antibody pairs and their performance is compared to that of the original ELISA assay in regards to signal strength, dynamic range, and sensitivity.
I. Подготовка реагентов
II. Анализ установки
III. Скрининг антител
IV. Анализ функциональных Xmap
В. ИФА
VI. Представитель Результаты
Этот протокол демонстрирует типичную ИФА может быть преобразован в платформе Xmap при использовании мультиплексирования возможности технологии быстро оптимизировать анализа. ИФА используется в этом примере был прав некроза опухоли фактор альфа (TNF-α) DuoSet ИФА с R & D Systems (R & D Part # DY210).
В дополнение к антител пара представлена в комплекте, три другие пары антител из различных источников (см. материалы таблицу) оценивались одновременно, используя Xmap платформы. ФоУра антитела были обозначены как захват антител и были связаны с MagPlex Низкая концентрация микросфер. Остальные четыре антитела были обозначены как обнаружение антител, три из которых были приобретены как биотин связью и четвертый биотинилированный, как описано в протоколе.
Антитела для этого исследования были выбраны в зависимости от наличия и продавца. Однако в практических условиях, антитела должны быть выбраны на основе предпочтений отдельных пользователей и прошлый опыт исполнения с антителом. Несмотря на то, что этот эксперимент не проверить пригодность антител, антител против захвата обнаружение антител, этот протокол может быть легко модифицирован для этой цели.
Luminex Xmap анализы были проведены в мультиплексе для оценки всех четырех антител захвата в виде смеси, объединяя четыре комплекта TNF-α антител связанной MagPlex микросферы. Захват антител были оценены с каждой из четырехбиотинилированного антитела выявление индивидуально, таким образом, чтобы взаимодействие одного обнаружение антител с каждой из четырех антител захвата могут быть определены одновременно. Четыре таких анализов, выполняемых параллельно, определяется взаимодействием всех четырех антител обнаружения со всеми четырьмя антител захвата. На рисунке 1 показаны сравнительные данные из этих скрининга.
Результаты показали, что антитела пары из R & D Systems DuoSet показала лучшие результаты с результатом реагирования на 6183 Медиана интенсивности флуоресценции (MFI) единиц. Было также отмечено, что обнаружение антител от Millipore (86% от R & D ответ пару антитела) и Abcam (67%), при условии разумного ответа в тесте Xmap в сочетании с R & D антител захвата системы. Захват антитела Abcam, Millipore и Novus производится менее желательно ответ в тесте Xmap.
Важно отметить, что PURПоза это исследование не обязательно подчеркнуть различия между отдельными антител или поставщиков, а просто чтобы показать, что есть наблюдаемая различия в их производительности при работе в аналогичных условиях, и что платформа Xmap может предложить эффективный способ оценки этих различий.
R & D Systems DuoSet протокол используется для сравнения четыре пары антител в ИФА. R & D Systems протокол был использован со всеми парами антитело, потому что это отражает типичные протоколы ИФА широко используется сегодня, и это аналогично используются протоколы технологии Xmap. ИФА тесты показали, что антитела пары из R & D Systems снова дала лучшие результаты (рис. 2). Антитела пара из Abcam не дали ответа и антител пар из Millipore и Novus производится скромный ответ.
Для того чтобы оценить любые изменения реактивности антител со стандартными, все четыре антителу пары были протестированы с тремя различными рекомбинантный ФНО-α стандартам белка, из трех разных производителей (см. материалы таблицу). Данные на рисунке 2 показано, что рекомбинантный ФНО-α белка стандартам от трех поставщиков дало такие же результаты.
ФНО-α белка из R & D Systems была использована для стандартных кривых с ИФА (табл. 1) и Xmap анализов (табл. 2 и 3). В то время как анализ ИФА было сделано с R & D пары антител Systems, Xmap анализов использовали R & D Systems антител захвата и либо обнаружение антител от R & D Systems или Millipore. ФНО-α белка из R & D Systems разводили для получения диапазоне концентраций от 8000 до 4 пг / мл. Только антитела пары из R & D Systems дали ожидаемых результатов в тесте Xmap с ответом> 20000 МФО, как показано в Таблице 2 иРисунок 3. При обнаружении антител от Millipore были использованы с Xmap Анализ на месте R & D антител системы (табл. 3), ответ (6000 МФО) составляла около 30% ответов, полученных с обнаружения антител от R & D Systems, как показано на Рисунок 3.
Данные в таблице 1 представлена стандартная кривая ИФА, который был рекомендован TNF-α ряд производителей от 16 до 1000 пг / мл. Этот диапазон был весьма ограничен, так как диаметр 1000 пг / мл была немного больше 2 единиц ОП и спектрофотометр не в состоянии измерить выше 3 ОД. Из-за предела спектрофотометр, не было возможности увеличить диапазон анализа ELISA дальше. Кроме того, данные в таблице 1, показывают, что R & D Systems DuoSet ИФА не способны обнаруживать TNF-α в концентрациях, значительно меньше, чем 16 пг / мл. С другой стороны, анализ Xmap способна измеренииING TNF-α в концентрации менее 7,8 пг / мл с захватом антитела из R & D Systems в сочетании с обнаружением антител либо R & D Systems или Millipore.
Динамический диапазон и чувствительность обоих методов лучше проиллюстрировать, когда построены в логарифмическом масштабе (рис. 4). Четкое различие между наклоном ответы ИФА и ответы от Xmap анализов видно, что также указывает более жесткие ограничения способности к обнаружению TNF-α с ИФА, как на высших и низших концентрациях.
Пределы обнаружения (LOD) для двух функциональных TNF-α анализов Xmap аппроксимировались выявления низкого TNF-α с концентрацией наблюдается реакция уровне (МФО) больше, чем фон, а также в три раза стандартное отклонение (SD). Для достижения статистической значимости, шесть репликации были использованы для определения SD для Xmap и ИФА. Фесэлектронная оценки детализации с оптимизмом и предназначен для обеспечения "лучшем случае" сценарий, при том понимании, что в нормальных условиях эксплуатации только два или три повторяет будет использоваться. В таблице 2, можно заметить, что при использовании R & D Systems пара, самая низкая TNF-α концентрации в 3,91 пг / мл производства ответ 66 МФО, что больше, чем ответов фона + 3SD, отвечающих этим критериям . Когда Millipore антител были использованы с R & D Systems Захват антител (табл. 3), предел обнаружения составляет менее 7,81 пг / мл. В этом случае, 2-й низкой TNF-α концентрации производства приемлемый ответ от 17 МФО, больше, чем ответов из самых низких TNF-α концентрация плюс три раза больше стандартного отклонения. (10 МФО + 3 (2,4) = 16,29 МФО) Аналогичным образом, предел обнаружения для R & D Systems DuoSet ИФА, по оценкам, от 63 пг / мл и 31 пг / мл (табл. 1).
Рисунок 1. Средняя интенсивность флуоресценции (МФО) в R & D Systems стандарта (@ 2000 пг / мл) для всех возможных комбинаций из четырех антител захвата (в сочетании с четырьмя различными регионами микросфер) и четырех антител обнаружения. Нажмите здесь, чтобы увеличить понять .
Рисунок 2. Оптической плотности (ОП) из трех различных рекомбинантных стандартов (@ 1000 пг / мл) в течение четырех захвата и обнаружения антител комбинаций пар. Захват и обнаружение антител произвольно парных продавцом, для простоты. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .
пг / мл | OD | Std Dev | +3 SD |
1000 | 2,084 | 0,035 | 2,187 |
500 | 1,328 | 0,038 | 1,441 |
250 | 0,787 | 0,025 | 0,863 |
125 | 0,476 | 0,026 | 0,554 |
63 | 0,304 | 0,023 | 0,374 |
31,3 | 0,212 | 0,025 | 0,287 |
15,6 | 0,167 | 0,026 | 0,244 |
0 | 0,118 | 0,021 | 0,182 |
Таблица 1 оптической плотности (ОП) в 2-кратном разведении ряд указанных в R & D Systems DuoSet листок-вкладыш, для использования в качестве стандартной кривой. Включая стандартное отклонение (SD) и оценивается предел обнаружения (LOD), между 31,3 пг / мл и 63 пг / мл.
R & D Systems Capture и обнаружение антител | |||
пг / мл | МФО | Std Dev | +3 SD |
8000 | 20320 | 463 | 21707 |
4000 | 15594 | 223 | 16263 |
2000 | 11098 | 79 | 11336 |
1000 | 6985 | 160 | 7465 |
500 | 4149 | 80 | 4390 |
250 | 2233 | 30,0 | 2323 |
125 | 1199 | 43,8 | 1330 |
63 | 636 | 14,0 | 678 |
31,3 | 340 | 12,9 | 379 |
15,6 | 183 | 5,9 | 201 |
7,8 | 103 | 2,2 | 109 |
3,9 | 66 | 2,4 | 73 |
0 | 11 | 0,8 | 13,8 |
Таблица 2 Средняя интенсивность флуоресценции (MFI) из стандартной серии разведения измеряется технологии Xmap с использованием антител пара входит в R & D Systems DuoSet,. Включая стандартное отклонение (SD) и расчетный предел обнаружения (LOD), менее 3,91 пг / мл.
R & D Systems Захват Ab с Millipore обнаружения Ab | |||
пг / мл | МФО | Std Dev | +3 SD |
8000 | 5800 | 143 | 6229 |
4000 | 3881 | 120 | 4242 |
2000 | 2176 | 73 | 2396 |
1000 | 1138 | 32,1 | 1234 |
500 | 578 | 31,3 | 671 |
250 | 289 | 6,2 | 307 |
125 | 142 | 3,1 | 151 |
63 | 75 | 5,3 | 91 |
31,3 | 44 | 3,3 | 54 |
15,6 | 28 | 2,6 | 35,5 |
7,8 | 17 | 1,5 | 21,2 |
3,9 | 10 | 2,0 | 16,3 |
0 | 7 | 1,4 | 11,4 |
Таблица 3 средней интенсивности флуоресценции (MFI) из стандартной серии разведения измеряется технологии Xmap с помощью R & D Systems антител захвата и обнаружения EMD Millipore антител,. Включая стандартное отклонение (SD) и расчетный предел обнаружения (LOD), менее чем 7,81 пг / мл.
Рисунок 3. Стандартных кривых двух Xmap анализов и R & D Systems DuoSet ELISA. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .
Рисунок 4. Сравнение Xmap стандартных кривых и кривой ИФА стандарт в логарифмической шкале. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .
Преобразование анализ ИФА на платформе Luminex Xmap может быть как простой, как замена стрептавидин пероксидазы хрена (SA-HRP) в типичном ИФА стрептавидином фикоэритрин (SA-PE) и оптимизации для повышения производительности. Для тех, кто хочет создать Xmap иммуноанализа с нуля, это может быть достигнуто с помощью простой протокол, который также позволяет быстро, мультиплекс оценку антител пар. Реагенты для анализа Xmap были легко получены с использованием антител Xmap Муфта комплект пару назначенный антител захвата MagPlex низкой концентрации микросфер. Использование низкой концентрации микросфер снижает стоимость анализа развития, обеспечивая при этом такую же производительность анализа более высокой концентрации микросфер. Количество времени, необходимое для подготовки сочетании MagPlex микросфер составляет около 3 часов, что намного быстрее, чем 22 - 24 часов, необходимых для покрытия колодец пластины ИФА с последующим лечениемиз лунок. Выполнение анализа Xmap также превосходит ИФА с точки зрения предела обнаружения (<4 пг / мл по сравнению с> 31 пг / мл) и динамический диапазон (<4 мкг / мл до> 8000 пг / мл против 16 пг / мл до 1000 пг / мл). Пластина читатели имеют ограниченный круг диаметром которой является либо 3 или 4 ОД, ограничения верхней границы динамического диапазона для анализа.
Безусловно, не все антитела будут работать в формате ИФА и не все антитела, которые хорошо работают в ИФА можно легко перенести в формат теста Xmap. Однако, поскольку Xmap анализов можно мультиплексный (то есть, работать одновременно), можно оценить несколько захвата и комбинации обнаружение антител одновременно определить лучшую пару, чтобы использовать для анализа. Этот процесс существенно экономит время и реагентов по сравнению с процедурой ELISA развития, которое ограничивается оценкой одну пару за один раз. Если две или более пары антител выполнять самое, другие параметры анализа могутрассматриваются для определения пригодности пары (например, доступность, стоимость и т.д.).
В дополнение к повышению эффективности анализа и гибкость анализа XMap, есть также значительную экономию средств. Рекомендуемое количество антител, необходимых для покрытия одной и из пластины ИФА 400ng, в то время как количество, необходимое для бусинок, используемых в одну лунку Xmap анализа составляет около 7,5 нг. Таким образом, количество антител, необходимых для одного ИФА также обеспечит более 50 результатов испытаний, если они используются в анализе Xmap. Для приложений с драгоценными образцами, Xmap также имеет значительное преимущество. Объем выборочной совокупности рекомендуется для ИФА 100 мкл в то время как объем, необходимый для анализа Xmap может быть, что половина или меньше.
Таким образом, преобразование анализ ИФА на платформе Luminex Xmap несложно, эффективный и экономичный, при изготовлении теста с превосходным динамическим диапазоном и чувствительностью.
Эта работа была проделана в Luminex корпорации с оборудованием, изготовленным на Luminex Corporation.
R & D Systems & EMD Millipore являются стратегическими партнерами Luminex корпорации, лицензии на разработку и коммерциализацию мультиплекс Xmap основе анализов.
Эта работа финансировалась Luminex Corporation.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Описание | Продавец | Номер по каталогу | Комментарии |
Человека TNF-α/TNFSF1A DuoSet ИФА | R & D Systems | DY210 | Включает моноклональных и биотин сочетании поликлональных антител и рекомбинантного ФНО-α белка стандарт |
Моноклональные антитела к ФНО-α | Abcam | Ab18696 | Захват антител, клон CH8820 |
Моноклональные антитела к ФНО-α | Abcam | Ab16166 | Биотин связанной обнаружение антител, клон AS1 |
TNF альфа-белок | Abcam | Ab9642 | Рекомбинантный ФНО-α белка стандарт |
Моноклональные антитела к ФНО-α | Novus | NBP1-50115 | Захват антител, клон 4H31 |
Моноклональные антитела к ФНО-α | Novus | NB100-78162 | Биотин связанной обнаружение антител, клон MAb11 |
TNF альфа-белок | Novus | NBC1-18460 | Рекомбинантный ФНО-α белка стандарт |
Моноклональные антитела к ФНО-α | EMD Millipore | MAB1141 | Захват антител, клонировать 3C7.2 |
Поликлональные антитела к ФНО-α | EMD Millipore | 654250 | Кролик поликлональных антител |
Стрептавидин-фикоэритрин | Мох | SAPE-001 | Флуоресцентный реагент репортер Анализ Luminex Xmap |
MAGPIX ж / xPONENT Software | Luminex корпорации | МассачусетсGPIX-XPONENT | Luminex инструмент |
Xmap антител сцепления (ABC) Kit | Luminex корпорации | 40-50016 | Включает EDC реагента, сульфо-NHS реагента, активирующего буфера, промывочный буфер, 1,5 мл пробирок, и одноразовые пипетки |
MagPlex микросфер, низкая концентрация | Luminex корпорации | MC10012-ID, MC10013-ID, MC10014-ID, ID-MC10015 | Низкая концентрация бисером (@ 2,5 х 10 6 шарик / мл) |
EZ-Link сульфо-NHS-LC-биотин | Thermo Fisher | PI-21335 | Биотинилирование Набор для выявления антител немодифицированных |
Tecan Бесконечные F200 чтения | Tecan | ELISA ридер | |
Фосфатного буфера | Sigma-Aldrich | P-3688 | 1% PBS-BSA, Буфером |
Один-Пинта Компактный ультразвуковой Cleaner, 115 В переменного тока | Коул-Parmer | WU-08849-00 | Продукция эффективной рабочей частотой 55 кГц |
Магнитный сепаратор труб | Luminex корпорации | CN-0288-01 | Для одного 1,5 мл трубки магнитной сепарации в связи шаги стирки |
Магнитный сепаратор плиты | Luminex корпорации | CN-0269-01 | Для 96-луночного планшета магнитной сепарации с шагом анализа стирки |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены