Name: application of biochip microfluidic technology to detect serum allergen-specific immunoglobulin e (sige)
Uploaded: 2019-04-21T14:00:00
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Gli autori ringraziano il Professor Mei Jiang per il suo aiuto nell'analisi statistica e Mr. Hammer Tsui nella preparazione del manoscritto. Questo studio è stato sostenuto da Guangzhou Science e Technology Foundation (201804020043) e National Foundation Natural Science of China (NSFC 81572063 e 81802076 NSFC). I gruppi di finanziamenti concordato con il disegno di studio, analisi dei dati, preparazione del manoscritto e decisione di pubblicare. Nessun altro finanziamento ricevuto per questo studio.

Questo studio e l'uso di campioni di siero umano sono stati approvati dal comitato etico della The primo affiliati ospedale di Guangzhou Medical University (GYYY-2016-73). Tutti i partecipanti hanno dato il loro consenso scritto autonomamente o tramite i loro genitori (nel caso di bambini).
1. informazioni di base del gruppo di studio
Nota: Il Repository di informazioni di allergia della stato chiave laboratorio di malattia respiratoria (aria-SKLRD) è una banca di gr...

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	<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. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+of+serum+allergy+(ige)+tests+performed+by+different+assay+systems.">Correlation of serum allergy (ige) tests performed by different assay systems.</a> Journal of Allergy and Clinical Immunology. 121 (5), 1219-1224 (2008).</li><li>Sun, B., Zheng, P., Wei, N., Huang, H., Zeng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Co-sensitization+to+silkworm+moth+(Bombyx+mori)+and+9+inhalant+allergens+among+allergic+patients+in+Guangzhou,+Southern+China.">Co-sensitization to silkworm moth (Bombyx mori) and 9 inhalant allergens among allergic patients in Guangzhou, Southern China.</a> PLoS ONE. 9 (5), e94776 (2014).</li><li>Zeng, G., 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=Component-Resolved+Diagnostic+Study+of+Dermatophagoides+Pteronyssinus+Major+Allergen+Molecules+in+a+Southern+Chinese+Cohort.">Component-Resolved Diagnostic Study of Dermatophagoides Pteronyssinus Major Allergen Molecules in a Southern Chinese Cohort.</a> Journal of Investigational Allergology &amp; Clinical Immunology. 25 (5), 343-351 (2015).</li><li>Luo, W., 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=grass+pollen+allergens+and+components+detected+in+a+southern+Chinese+cohort+of+patients+with+allergic+rhinitis+and/or+asthma.">grass pollen allergens and components detected in a southern Chinese cohort of patients with allergic rhinitis and/or asthma.</a> Molecular Immunology. 78 (2016), 105-112 (2016).</li><li>Zeng, G., 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=Longitudinal+profiles+of+serum+specific+IgE+and+IgG4+to+Dermatophagoides+pteronyssinus+allergen+and+its+major+components+during+allergen+immunotherapy+in+a+cohort+of+southern+Chinese+children.">Longitudinal profiles of serum specific IgE and IgG4 to Dermatophagoides pteronyssinus allergen and its major components during allergen immunotherapy in a cohort of southern Chinese children.</a> Molecular Immunology. 74 (2016), 1-9 (2016).</li><li>Lee, J. 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. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+methods+for+assessing+agreement+between+two+methods+of+clinical+measurement.">Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement.</a> Lancet. 327 (8476), 307-310 (1986).</li><li>Carletta, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+Agreement+on+Classification+Tasks:+The+Kappa+Statistic.">Assessing Agreement on Classification Tasks: The Kappa Statistic.</a> Computational Linguistics. 22 (2), 249-254 (1996).</li><li>Shyur, S. 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. C. <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+Singleplex+Specific+IgE+Detection+Immunoassays:+ImmunoCAP+Phadia+250+and+Immulite+2000+3gAllergy.">Comparison of Singleplex Specific IgE Detection Immunoassays: ImmunoCAP Phadia 250 and Immulite 2000 3gAllergy.</a> Annals of Laboratory Medicine. 38 (1), 23-31 (2018).</li><li>Teppo, H., Revonta, M., Haahtela, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Allergic+rhinitis+and+asthma+have+generally+good+outcome+and+little+effect+on+quality+of+life+-+a+20-year+follow-up.">Allergic rhinitis and asthma have generally good outcome and little effect on quality of life - a 20-year follow-up.</a> Allergy. 66 (8), 1123-1125 (2011).</li><li>Fischer, 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=Prevalence+of+type+I+sensitization+to+alpha-gal+in+forest+service+employees+and+hunters.">Prevalence of type I sensitization to alpha-gal in forest service employees and hunters.</a> Allergy. 72 (10), 1540-1547 (2017).</li><li>Li, 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=A+multicentre+study+assessing+the+prevalence+of+sensitizations+in+patients+with+asthma+and/or+rhinitis+in+China.">A multicentre study assessing the prevalence of sensitizations in patients with asthma and/or rhinitis in China.</a> Allergy. 64 (7), 1083-1092 (2009).</li><li>Ahlstedt, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+the+usefulness+of+specific+IgE+blood+tests+in+allergy.">Understanding the usefulness of specific IgE blood tests in allergy.</a> Clinical &amp; Experimental Allergy. 32 (1), 11-16 (2002).</li><li>Wood, R. 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>

Simile ai risultati da molti altri studi15,16,17, i risultati dal sistema microfluidico basato su sieri da 293 pazienti allergici ha mostrati quella casa acari della polvere (tra cui d. pteronyssinus, D. farinaee b. tropicalis) sono i principali allergeni inalanti provocando malattie allergiche nel sud della Cina, considerando che per il cibo, latte, arachidi, gamberetti e granchio sono gli allergeni ...

La prevalenza delle allergie è aumentato costantemente negli ultimi decenni e colpisce il 20% - 30% della popolazione globale1. Identificazione degli allergeni causativi ha un significato importante nella gestione delle malattie. In Cina, poiché le prove della puntura registrati in vivo della pelle non sono disponibili nel paese, determinazione in vitro di siero-specific IgE è il più importante e strumento comunemente utilizzato per il tipo I allergia diagnosi2. Questo è simile a pratiche nel mondo occidentale, ma anche se ImmunoCAP sistema (sistema 1), un sistema di base di enzima-collegata dell'immunosorbente fluorescenza, è percepito come il gold standard per la diagnosi di allergia in vitro3, il suo uso in Cina è molto limitata per il prezzo elevato di attrezzature e reagenti. Quindi è assolutamente necessario un nuovo sistema di diagnosi di allergia alternativo con un alto rapporto qualità-prezzo.
Il sistema BioIC (sistema 2) è un sistema basato su cartuccia microfluidico sulla base del principio di chemiluminescenza per saggi multiplex di siero-specific IgE. Con una dimensione di 7 cm x 4 cm, la cartuccia di microfluidica è composto da tre strati di plastica stampati ad iniezione. La parte superiore è 3 in policarbonato trasparente spessore mm che trasporta buona stabilità durante i processi di gruppo termico. Insieme allo strato di 3 mm di spessore inferiore costruito da un copolimero di acrilonitrile, butadiene e stirene (ABS), esso panini 0,5 mm di spessore strato intermedio in gomma siliconica. Essendo di colore nero, lo strato intermedio offre priorità bassa più bassa durante il rilevamento di chemiluminescenza. Sulla superficie del gel di silice, un sottile strato di membrana di nitrocellulosa (NC membrana) viene spruzzato nella posizione corrispondente alla zona di reazione, che consente l'individuazione delle diverse proteine allergeniche. Lo scopo di questo studio è di valutare la performance clinica del sistema microfluidico per la determinazione di multiplex di allergene-specific IgE nel siero.

<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)

Malattia allergica è comune negli adulti e nei bambini. Identificazione degli allergeni causativi è significativo nella prevenzione e nella gestione della malattia. Tuttavia, un sistema di misurazione specifici dell'immunoglobulina E (IgE) con un alto rapporto qualità-prezzo è carente nella Cina continentale, soprattutto negli ospedali cure primarie. Questo articolo descrive le procedure di principio e funzionamento di usando un sistema di chemiluminescenza basati su cartuccia microfluidico per rilevare IgE allergene-specifiche nel siero. I risultati sono stati confrontati con quelli di ImmunoCAP (sistema 1), lo standard industriale, e viene valutata la riproducibilità del sistema per rilevare i pazienti sensibilizzati ad allergeni comuni. I risultati hanno mostrato che in confronto con ImmunoCAP (sistema 1), il sistema BioIC (sistema 2) ha buona precisione e sensibilità nella rilevazione di siero-specific IgE contro gli allergeni inalanti e alimenti vari, ma con un costo significativamente inferiore. Può servire come una buona alternativa al sistema 1 negli ospedali di cure primarie in Cina che hanno convenienza finanziaria inferiore.

Tassi positivi per 19 comuni allergeni I risultati su 293 sieri sono mostrati nella Figura 3. Tra tutti gli allergeni inalanti, d. farinae aveva il più alto tasso positivo (80.89%, 273/293), seguita da D. pteronyssinus (78,84%, 231/293). Tra gli allergeni alimentari, crab ha il più alto tasso positivo (20,48%, 60/293), seguita da 13,65% (40/293) per gamberetti. Il tasso totale positivo per allergeni inalanti er...

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

Questa carta presenta un protocollo per la rilevazione di siero-specific IgE con un sistema di chemiluminescenza basati su cartuccia di microfluidica e la valutazione della sua utilità nella diagnosi di allergia.

Applicazione della tecnologia microfluidica Biochip per rilevare siero allergene-specifiche dell'immunoglobulina E (sIgE)

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

Il sistema tecnologico microfluidico biochip è una sezione a base di cartucce microfluidiche che utilizza il principio di chemiluminescenza per l'assage dello specif siero IGE. Rispetto ad altri metodi di rilevamento, i sistemi bioIC hanno il vantaggio di essere a basso costo e richiedere meno siero per rilevare l'IGE sierico. Le implicazioni di questa tecnica sono tendenzialmente alla diagnosi di malattie allergiche come rinite e asma perché molti di questi pazienti sono sensibilizzati a comuni allergeni rilevabili.Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sulle malattie allergiche respiratorie, può anche essere applicato ad altre situazioni, come cibo e allergie cutanee. Poiché questa tecnica è più facile da usare e ha un metodo abbassato per la formazione degli operatori, le persone nuove al sistema possono imparare a usarla rapidamente. La dimostrazione vivida di questo problema è fondamentale in quanto determina se il test ha esito positivo e richiede un'abile operazione manuale.Per testare campioni di siero per gli anticorpi dell'immunoglobulina E siebro per interi allergeni, selezionare casualmente tre campioni con almeno 900 microlitri di siero e prelevare il chip dal kit e numerarlo. Quindi, accendere il computer e l'alimentazione dell'analizzatore. Avviare il programma LAB IT nel computer.Se viene visualizzata la finestra di avviso cornice scura, fare clic su OK per eseguire un test di perdita, quindi fare clic sul logo centrale per accedere all'interfaccia operativa. Controllare la temperatura di reazione e il dispositivo accoppiato alla carica o la temperatura ccd, la temperatura di reazione dovrebbe salire a 37 più o meno un grado celsius in circa dieci minuti e la temperatura ccd dovrebbe scendere a meno 15 più o meno un grado celsius. Quando la temperatura ccd è scesa a meno 15 più o meno un grado celsius, confermare che non ci sono altri elementi rimasti all'interno dello strumento e chiudere la porta.Quindi fare clic su strumenti, test di sistema, test delle perdite. Al termine del test, verrà visualizzata la finestra del report. Successivamente, caricare 620 microlitri di tampone di lavaggio, 120 microlitri di tampone di blocco, 60 microlitri di coniugati A e B, 60 microlitri di substrati A e B e 100 microlitri di ciascun campione di siero nei serbatoi di reagente corrispondenti sulla cartuccia microfluidico.Dopo aver fatto clic sull'ID cartuccia, utilizzare lo scanner di codici a barre per scansionare il numero di serie della cartuccia e immettere l'ID campione.Quindi posizionare la cartuccia nell'analizzatore, chiudere la porta e fare clic sull'analizzatore ed eseguire per avviare l'analisi. Al termine dell'analisi, esportare i risultati in un programma software statistico appropriato e rimuovere la cartuccia dall'analizzatore. Pulire leggermente il ferro da riscaldamento interno e l'elettromagnete dell'analizzatore con il 75% di alcol e chiudere la finestra LAB IT.La finestra di monitoraggio della temperatura apparirà e si chiuderà automaticamente quando il CCD si riscalda fino alla modalità di protezione di cinque gradi celsius, a quel punto è sicuro spegnere l'analizzatore e il computer. Il sistema microfluidico produce risultati ripetibili, come dimostrato da questi dati per dander gatto, dander per cani e scarafaggi dopo nove cicli di test. Come osservato, tutti i dati rientrano nell'intervallo di due deviazioni standard, che è coerente con il massimo errore clinico consentito.Come previsto dai tassi di positività per gli allergeni, tutti i risultati della valutazione per gli allergeni inalanti sono superiori agli allergeni alimentari. Poiché l'area sotto i valori della curva dimostra un intervallo da 0,613 a 0,984 e l'area sotto i valori della curva per i tre allergeni inalatori è maggiore di 0,950, si può concludere che il secondo sistema ha un'elevata precisione con riferimento al primo sistema. L'analisi di coerenza per i due sistemi rivela che i valori kappa per i tre inalatori sono tutti superiori ai valori kappa per gli allergeni alimentari che in generale scendeno al di sotto di 0,4.In questi grafici a dispersione costruiti con il sistema due risultati lungo l'asse x e il sistema uno risultati lungo l'asse y, si può osservare la distribuzione dell'immunoglobulina siere E risultati dai due sistemi per sei diversi allergeni. Prima di iniziare il rilevamento, controllare sempre la reazione e le temperature CCD in quanto sono collegate all'accuratezza del test. Seguendo questa procedura, è possibile eseguire altri metodi come la diagnosi risolta dai componenti per rispondere a domande aggiuntive sulla standardizzazione incrociata degli allergeni e sulla co-sensibilizzazione.La tecnologia dei chip microfluidici è stata applicata con successo nel campo della diagnosi allergica per affrontare problemi come il siero inadeguato e l'elevato costo medico Poiché lavorando con il siero umano, i sintomi possono determinare pericolosi. Durante l'esecuzione di questa procedura devono sempre essere prese l'attrezzatura di protezione individuale appropriata e altre precauzioni.

Research

JoVE Journal

Medicine

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