Name: application of biochip microfluidic technology to detect serum allergen-specific immunoglobulin e (sige)
Uploaded: 2019-04-21T14:00:00
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Die Autoren danken Professor Mei Jiang für ihre Hilfe bei der statistischen Auswertung und Herr Hammer Tsui bei der Erstellung des Manuskripts. Diese Studie wurde unterstützt durch das Guangzhou Science and Technology Foundation (201804020043) und die National Natural Science Foundation of China (NSFC 81572063 und NSFC 81802076). Die Finanzierung stimmten mit Studiendesign, Datenanalyse, Manuskript Vorbereitung und Entscheidung zu veröffentlichen. Keine anderen Mittel wurde für diese Studie aufgenommen.

Diese Studie und die Verwendung von humanem Serumproben wurden von der Ethikkommission der erste Affiliated Hospital von Guangzhou Medical University (GYYY-2016-73) genehmigt. Alle Teilnehmer haben ihr schriftliche Einverständnis gegeben, selbständig oder durch ihre Eltern (bei Kindern).
1. grundlegende Informationen der Study group
Hinweis: Die Allergie-Informations-Repository von der State Key Labor von Atemwegserkrankungen (Luft-SKLRD) ist eine große Serumbank i...

<ol>
	<li>Kamble, S., Bharmal, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incremental+Direct+Expenditure+of+Treating+Asthma+in+the+United+States.">Incremental Direct Expenditure of Treating Asthma in the United States.</a> Journal of Asthma Research. 46 (1), 73-80 (2009).</li><li>Paganelli, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+IgE+antibodies+in+the+diagnosis+of+atopic+disease.+Clinical+evaluation+of+a+new+in+vitro+test+system,+UniCAP,+in+six+European+allergy+clinics.">Specific IgE antibodies in the diagnosis of atopic disease. Clinical evaluation of a new in vitro test system, UniCAP, in six European allergy clinics.</a> Allergy. 53 (8), 763-768 (1998).</li><li>Wang, J., Godbold, J. H., Sampson, H. 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H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+IgE+measurement+using+AdvanSure(R)+system:+comparison+of+detection+performance+with+ImmunoCAP(R)+system+in+Korean+allergy+patients.">Specific IgE measurement using AdvanSure(R) system: comparison of detection performance with ImmunoCAP(R) system in Korean allergy patients.</a> Clinica Chimica Acta. (9-10), 914-919 (2012).</li><li>Eckels, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quality+control,+analysis+and+secure+sharing+of+Luminex(R)+immunoassay+data+using+the+open+source+LabKey+Server+platform.">Quality control, analysis and secure sharing of Luminex(R) immunoassay data using the open source LabKey Server platform.</a> Bmc Bioinformatics. 14 (1), 145 (2013).</li><li>Bland, J. M., Altman, D. 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D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+multiple+allergen-specific+IgE+by+microfluidic+immunoassay+cartridge+in+clinical+settings.">Determination of multiple allergen-specific IgE by microfluidic immunoassay cartridge in clinical settings.</a> Pediatric Allergy and Immunology. 21, 623-633 (2010).</li><li>Cesana, B. M., Antonelli, P., Gallazzi, E., Marino, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+measurement+methods:+an+endless+application+of+wrong+statistical+methods.">Comparison of measurement methods: an endless application of wrong statistical methods.</a> Intensive Care Medicine. 37 (6), 1038-1040 (2011).</li><li>Park, K. H., Lee, J., Sim, D. W., Lee, S. 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A., Segall, N., Ahlstedt, S., Williams, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+IgE+antibody+laboratory+results.">Accuracy of IgE antibody laboratory results.</a> Annals of Allergy Asthma &amp; Immunology. 100 (2), 288-289 (2008).</li><li>Aberer, W., Kr&#228;nke, B., Hager, A., Wick, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+allergy+testing+needs+better+standardization--test+results+from+different+laboratories+lack+comparability+mostly+due+to+missing+effective+standards.">In vitro allergy testing needs better standardization--test results from different laboratories lack comparability mostly due to missing effective standards.</a> International Archives of Allergy &amp; Immunology. 108 (1), 82-88 (1995).</li></ol>

Ähnlich den Ergebnissen von vielen anderen Studien15,16,17, die Ergebnisse aus dem mikrofluidischen System basierend auf Seren von 293 allergischen Patienten zeigte, dass Haus Hausstaubmilben (einschließlich D. Pteronyssinus, D. Farinae, und B. Tropicalis) sind die wichtigsten Inhalat Allergene führt zu allergischen Erkrankungen im Süden Chinas, während für Lebensmittel, Milch, Erdnuss, Garnelen...

Die Prävalenz von Allergien hat in den letzten Jahrzehnten stetig zugenommen und 20-30 % der Weltbevölkerung1betrifft. Identifikation der auslösenden Allergene hat wichtige Bedeutung bei der Bewältigung von Krankheiten. In China da registrierte in-vivo Hauttests Prick nicht in dem Land stehen, in-vitro-Bestimmung des Serum-spezifischen IgE das wichtigste ist und häufig verwendetes Werkzeug für Typ-I-Allergie diagnostiziert2. Dies ist vergleichbar mit Praktiken in der westlichen Welt, aber obwohl ImmunoCAP System (System 1), ein Fluoreszenz-Enzym-linked Immunosorbentprobe Grundsystem, als der Goldstandard für in-vitro-Allergie Diagnose3wahrgenommen wird, ist seine Verwendung in China sehr begrenzt aufgrund zu seiner Ausrüstung und Reagenz Höchstkurs. Ein neues alternative Allergie-Diagnose-System mit einem hohen Preis-Leistungs-Verhältnis ist daher dringend erforderlich.
Das BioIC System (System 2) ist ein mikrofluidischen Patrone-basiertes System basiert auf dem Prinzip der Chemilumineszenz für Multiplex-Assays der Serum-spezifischen IgE. Mit einer Größe von 7 cm x 4 cm, besteht die mikrofluidischen Patrone aus drei Schichten aus Spritzguss-Kunststoff. Der obere Teil ist 3 mm starkem transparentem Polycarbonat, das guten Stabilität während der thermischen Montageprozesse trägt. Zusammen mit der 3 mm dicken Bodenschicht besteht aus einem Copolymer aus Acrylnitril, Butadien und Styrol (ABS) sandwiches es 0,5 mm starken Mittelschicht aus Silikon-Kautschuk. In der Farbe Schwarz bietet, die mittlere Schicht niedriger Hintergrund während der Chemilumineszenz-Detektion. Auf der Oberseite der Silica-Gel wird eine dünne Schicht aus Nitrozellulose-Membran (NC-Membran) gesprüht, an der Position entsprechend der Reaktionszone, wodurch das Auffinden verschiedener Allergene Proteine. Der Zweck dieser Studie ist es, die klinische Leistung des mikrofluidischen Systems zur gemultiplexten Bestimmung der Allergen-spezifischen IgE im Serum zu bewerten.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Agnitio BioIC Analyzer</td>
			<td>Agnitio Science &#38; Technology(Taiwan, China)</td>
			<td>BA-G2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BioIC Allergen specific-IgE Detection Kit</td>
			<td>Agnitio Science &#38; Technology(Taiwan, China)</td>
			<td>DR17A12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BioIC Cartrideg Placement plate</td>
			<td>Agnitio Science &#38; Technology(Taiwan, China)</td>
			<td>T20SET</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BioIC Reagent Dispenser</td>
			<td>Agnitio Science &#38; Technology(Taiwan, China)</td>
			<td>DS-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image two-dimensional barcode machine</td>
			<td>Agnitio Science &#38; Technology(Taiwan, China)</td>
			<td>NLS-HR200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software Package, LabIT</td>
			<td>Agnitio Science &#38; Technology(Taiwan, China)</td>
			<td>Version 2.4.12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VORTEX-5 Vortex Mixer</td>
			<td>Haimen Kylinbell Lab Lastruments Co., Ltd.</td>
			<td>VORTEX-5</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

application of biochip microfluidic technology to detect serum allergen-specific immunoglobulin e (sige)

Allergische Erkrankungen ist häufig bei Erwachsenen und Kindern. Identifikation der auslösenden Allergene ist bedeutsam in Disease-Management und Prävention. Jedoch fehlt einem spezifischen Immunglobulin E (IgE)-Mess-System mit einem hohen Preis-Leistungs-Verhältnis in der Volksrepublik China, vor allem in den Krankenhäusern der Grundversorgung. Dieses Whitepaper beschreibt Verfahren der Grundsatz und Betrieb mit einem mikrofluidischen Chemilumineszenz Patrone-basierten System, um Allergen-spezifischen IgE im Serum zu erkennen. Die Ergebnisse wurden verglichen mit denen von ImmunoCAP (System 1), der Industrie-Standard und die Reproduzierbarkeit des Systems zu erkennen, Patienten zu häufigen Allergenen sensibilisiert wird ausgewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass im Vergleich mit ImmunoCAP (System 1), das BioIC System (System 2) gute Präzision und Feingefühl bei der Aufdeckung von Serum-spezifischen IgE gegen verschiedene Inhalat und Lebensmittel-Allergene, aber mit deutlich niedrigeren Kosten hat. Es dient als eine gute Alternative zum System 1 in Krankenhäusern der Grundversorgung in der Volksrepublik China, die geringere finanzielle Erschwinglichkeit haben.

Positive Sätze für 19 gemeinsame Allergene Die Ergebnisse auf 293 Sera sind in Abbildung 3dargestellt. Unter den Schnüffelstoffen Allergene, D. Farinae hatte die höchste positive Rate (80.89 %, 273/293), gefolgt von D. Pteronyssinus (78,84 %, 231/293). Unter den Lebensmittel-Allergene, Krabbe hat die höchste positive Rate (20,48 %, 60/293), gefolgt von 13,65 % (40/293) für Garnelen. Die Gesamt-positive-Rate...

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Application of Biochip Microfluidic Technology to Detect Serum Allergen-specific Immunoglobulin E sIgE

Dieser Beitrag stellt ein Protokoll zum Nachweis von Serum-spezifische Immunglobulin E mit einem mikrofluidischen Patrone-basierte Chemilumineszenz-System und die Bewertung der Nützlichkeit Allergie Diagnosen.

Einsatz von Biochip mikrofluidischen Technologie zur Erkennung Serum Allergen-spezifische Immunglobulin E (sIgE)

Allergic disease is common in both adults and children. Identification of the causative allergens is significant in disease management and prevention. ...

Das mikrofluidische Technologiesystem für Biochips ist ein mikrofluidischer Abschnitt auf Kartuschenbasis, der das Chemilumineszenzprinzip für die SerumspeifIGE verwendet. Im Vergleich zu anderen Nachweismethoden haben die bioIC-Systeme die Vorteile, kostengünstig zu sein und weniger Serum zum Nachweis von Serum IGE zu benötigen. Die Implikationen dieser Technik sind in der Lage, Allergieerkrankungen wie Rhinitis und Asthma zu diagnostieren, weil viele dieser Patienten für gängige nachweisbare Allergene sensibilisiert sind.Obwohl diese Methode Einen Einblick in Atemallergien geben kann, kann sie auch auf andere Situationen wie Lebensmittel- und Hautallergien angewendet werden. Da diese Technik einfacher zu bedienen ist und eine abgesenkte Methode für die Bedienerschulung hat, können Personen, die neu im System sind, lernen, sie schnell zu verwenden. Eine lebhafte Demonstration dieser Angelegenheit ist von entscheidender Bedeutung, da die bestimmt, ob der Test erfolgreich ist und eine geschickte manuelle Bedienung erfordert.Um Serumproben auf Serum-Immunglobulin-E-Antikörper gegen ganze Allergene zu testen, wählen Sie nach dem Zufallsprinzip drei Proben mit mindestens 900 Mikroliter Serum aus und nehmen den Chip aus dem Kit und nummerieren ihn. Schalten Sie dann den Computer und die Analysator-Stromversorgung ein. Starten Sie das Lab-IT-Programm auf dem Computer.Wenn das Warnfenster für dunkle Rahmen angezeigt wird, klicken Sie auf OK, um einen Dichtheitstest durchzuführen, und klicken Sie dann auf das mittlere Logo, um die Bedienoberfläche zu betreten. Überprüfen Sie die Reaktionstemperatur und die Ladung gekoppeltgerät oder CCD-Temperatur, sollte die Reaktionstemperatur auf 37 plus oder minus ein Grad Celsius in etwa zehn Minuten steigen und die CCD-Temperatur sollte auf minus 15 plus oder minus ein Grad Celsius fallen. Wenn die CCD-Temperatur auf minus 15 plus oder minus ein Grad Celsius gesunken ist, bestätigen Sie, dass sich keine anderen Elemente mehr im Instrument befinden, und schließen Sie die Tür.Klicken Sie dann auf Werkzeuge, Systemtest, Dichtheitsprüfung. Wenn der Test abgeschlossen ist, wird das Berichtsfenster angezeigt. Als nächstes laden Sie 620 Mikroliter Waschpuffer, 120 Mikroliter Sperrpuffer, 60 Mikroliter der Konjugate A und B, 60 Mikroliter der Substrate A und B und 100 Mikroliter jeder Serumprobe in die entsprechenden Reagenzientanks auf der mikrofluidischen Kartusche.Nachdem Sie auf die Patronen-ID geklickt haben, scannen Sie mit dem Barcode-Scanner die Seriennummer der Patrone und geben Sie die Beispiel-ID ein. Legen Sie dann die Patrone in den Analysator, schließen Sie die Tür, klicken Sie auf den Analysegerät, und führen Sie die Analyse aus. Exportieren Sie die Ergebnisse am Ende der Analyse in ein entsprechendes statistisches Softwareprogramm und entfernen Sie die Patrone aus dem Analysator. Wischen Sie das interne Heizeisen und den Elektromagneten des Analysators mit 75 Prozent Alkohol leicht ab und schließen Sie das Lab IT-Fenster.Das Temperaturüberwachungsfenster öffnet sich und wird automatisch geschlossen, wenn sich die CCD auf den Fünf-Grad-Celsius-Schutzmodus erwärmt, an dem es sicher ist, den Analysator und den Computer auszuschalten. Das mikrofluidische System liefert nach neun Testrunden wiederholbare Ergebnisse, wie diese Daten für Katzenschuppen, Hundeschuppen und Kakerlaken zeigen. Wie bereits beobachtet, liegen alle Daten im Bereich von zwei Standardabweichungen, was mit dem maximal zulässigen klinischen Fehler übereinstimmt.Wie von den Positivitätsraten für die Allergene erwartet, sind alle Bewertungsergebnisse für inhalantAllergene den Lebensmittelallergenen überlegen. Da die Fläche unter den Kurvenwerten einen Bereich von 0,613 bis 0,984 aufweist und die Fläche unter den Kurvenwerten für die drei inhalanten Allergene größer als 0,950 ist, kann der Schluss gezogen werden, dass System zwei eine hohe Genauigkeit in Bezug auf System eins aufweist. Die Konsistenzanalyse für die beiden Systeme zeigt, dass die Kappa-Werte für die drei Inhalationsmittel alle höher sind als die Kappa-Werte für die Lebensmittelallergene, die im Allgemeinen unter 0,4 fallen.In diesen Streudiagrammen, die mit System zwei Ergebnissen entlang der x-Achse und system-eins erstellt wurden, ergibt sich entlang der y-Achse die Verteilung der Serum-Immunglobulin-E-Konzentration aus den beiden Systemen für sechs verschiedene Allergene. Bevor Sie mit der Erkennung beginnen, überprüfen Sie immer die Reaktion und die CCD-Temperaturen, da sie mit der Genauigkeit des Tests verknüpft sind. Nach diesem Verfahren können andere Methoden wie die komponentenaufgelöste Diagnose durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zur Allergen-Cross-Standardisierung und Kosensibilisierung zu beantworten.Mikrofluidische Chip-Technologie wurde erfolgreich im Bereich der Allergiediagnostik eingesetzt, um Probleme wie unzureichendes Serum und hohe medizinische Kosten anzugehen. Das Tragen der entsprechenden persönlichen Schutzausrüstung und andere Vorsichtsmaßnahmen sollten immer während der Durchführung dieses Verfahrens getroffen werden.

Research

JoVE Journal

Medicine

Application of Biochip Microfluidic Technology to Detect Serum Allergen-specific Immunoglobulin E (sIgE)

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Medizin

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Over the recent years, antibodies against surface and conformational proteins involved in neurotransmission have been detected in autoimmune CNS diseases ...

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