Immobilized antibodies for biosensoric detection of protein food allergens in grocery products

• Autorzy: Bartos A. , Leszczyńska J.

Warianty tytułu

PL

Imobilizowane przeciwciała jako biosensory do detekcji białkowych alergenów pokarmowych w produktach żywnościowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The following work describes theoretical background for antibody immobilization and exemplifies solutions, which can be applied when designing a test for the presence of food allergens in groceries. Symptoms of an allergy occur as a consequence of ingestion of foods whose components show antigenic properties. Detection of allergenic proteins is being done mainly with the use of immunometric assays). First biosensor systems were composed of specific antibodies immobilized on polystyrene plate. Further steps were taken release functional groups of the matrix polymer so that the antibody binding is less random (nitrocellulose) and remains more stable. Then, there were complex matrices capable of binding an antibody with higher density and reduced denaturating effect (polycaprolactam) as well as elaborate chemical structures, known as "Self-assembled layers". Physical distance between both elements is favorable and allows to minimize disturbance from steric effects. Due to the use of a messenger coupled to the antibody results can be obtained.

PL

W pracy przedstawiono teoretyczne podstawy tematu immobilizacji przeciwciał oraz opisano rozwiązania, które mogą zostać zastosowane przy projektowaniu testu na obecność alergenów w produktach żywnościowych. Objawy alergii są konsekwencją spożycia produktów zawierających elementy o własnościach alergennych. Oznaczanie alergennych białek wykonuje się głównie z użyciem metod immunometrycznych. Pierwsze biosensory składały się ze specyficznych przeciwciał unieruchomionych na płytce polistyrenowej. Później podejmowano kroki w celu uwolnienia chemicznych grup funkcyjnych w polimerze matrycowym tak, aby wiązanie przeciwciała odbywało się z mniejszą przypadkowością (nitroceluloza) i było bardziej stabilne. Następnie opracowano złożone matryce zdolne do wiązania z wyższą gęstością i ograniczonym efektem denaturacyjnym (polikaprolaktam) oraz skomplikowane struktury znane jako warstwy SAM (self-assembled layers - ang.). Duży dystans pomiędzy przeciwciałem a matrycą jest korzystny, gdyż pozwala zminimalizować straty z tytułu efektów sterycznych. Transducer łączony na stałe do przeciwciała pozwala rejestrować wyniki reakcji wiązania.

Słowa kluczowe

EN

food allergy; protein allergens; antibody immobilization; immunometry

PL

alergia pokarmowa; alergeny białkowe; immobilizacja przeciwciał; immunometria

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Chemia Spożywcza i Biotechnologia / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2010
• Tom: Z. 74
• Strony: 75--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz.

Twórcy

autor

Bartos A.

autor

Leszczyńska J.

• Instytut Podstaw Chemii Żywności, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności Politechniki Łódzkiej

Bibliografia

• [1] Stephan O., Vieths S.: Development of a real-time PCR and a sandwich ELISA for detection of potentially allergenic trace amounts of peanut (Arachis hypogaea) in processed foods. J. Agric. Food Chem., 52, 3754-3760, 2004.
• [2] Samoliński B, Hałat Z., Samolińska U.: Występowanie alergicznych nieżytów nosa w 2003 roku w Polsce. Alergia 3, 41 -44, 2003.
• [3] Jahnz-Różyk K.: Choroby alergiczne na poczajku XXI w. Przew. Lek., 2, 155-159, 2007.
• [4] Gupta R., Kirn J., Barnathan J., Amsden L., Tummala L., Holl J.: Food allergy knowledge, attitudes and beliefs: Focus groups of parents, physicians and the general public. BMC Pediatr., 8: 36, 2008.
• [5] Pardigol A.: Detection of allergens in food: new developments, analytical tools, and mafrix effects, http://www.eurofins-ifs.com/media/11841/ apardigol_eurofins.pdf (20.02.2006).
• [6] Brooks R.: Allergen Testing in Food Products. Microbac Laboratories, Inc. 2008.
• [7] Dyrektywa Komisji 2007/68AVE. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej. 28.11.2007.
• [8] Van Hengel A.: Food allergen detection methods and the challenge to protect food-allergic consumers. Anal. Bioanal. Chem., 389, 111-118, 2007.
• [9] Utrecht Center for Food Allergy - Detection of Allergens http://ucfa.nl/ucfa-research/risk-assessment/detection-of-al lergens/
• [10] Krska R., Welzig E., Baumgartner S.: Immunoanalytical defection of allergenic proteins in food. Anal. Bioanal. Chem., 378, 63-65, 2004.
• [11] Monaci L., Fisconti A.: Immunochemical and DNA-based methods in food allergen analysis and quality assurance perspectives. Trends Food Sci. Technol., 21, 272-283, 2010.
• [12] Stumr F.: Enzyme-Linked Immunosorbent Assay Kit for Beta-Lactoglobulin Determination: Interlaboratory Study. J. AOAC Int., 92, 1519-1525, 2009.
• [13] Schubert-Ullrich P., Rudolf J., Ansari P., Caller B., Führer M., Molinelli A., Baumgartner S.: Commercialized rapid immunoanalytical tests for determination of allergenic food proteins: an overview. Anal. Bioanal. Chem., 395, 69-81, 2009.
• [14] Adhikari C.: Biosensors for the Detection of Food Allergens www.ncfst.iit.edu/graphics/pdfs/adhikari.pdf (1.10.2010)
• [15] Malmheden Yman I., Eriksson A., Johansson M., HeDenas K.: Food allergen detection with biosensor immunoassays. J. AOAC Int., 89, 856-861, 2006.
• [16] Poms R., Klein C., Anklam E.: Methods for allergen analysis in food: a review. Food Addit. Contain., 21, 1-31, 2004.
• [17] Bremer M., Smits N., Haasnoot W.: Biosensor immunoassay for traces of hazelnut protein in olive oil. Anal. Bioanal. Chem., 395, 119-126, 2009.
• [18] Luppa P., Sokoll L., Chan D.: Immunosensors-principles and applications to clinical chemistry. Clin. Chim. Acta, 314, 1-26, 2001.
• [19] The T., Feltkamp T.: Conjugation of fluorescein isothiocyanate to antibodies. Immunology, 18, 865-87.1, 1970.
• [20] http://www.milienyibiotec.com/download/datasheets/1115/DS130-093-065-6-7-8-127.pdf (l.10.2010)
• [21] Duan C, Meyerhoff M.: Immobilization of proteins on gold coated porous membranes via an activated self-assembled monolayer of thioctic acid. Mikrochim. Acta, 117, 195-206, 1995.
• [22] Brondani D., Dupont J., Spinelli A., Cruz Vieiraa I.: Development of biosensor based on ionic liquid and corn peroxidase immobilized on chemically crosslinked chitin. Sensor. Actuat. B-Chem., 138, 236-243, 2009.
• [23] Shmanai V., Nikolayeva T., Vinokurova L., Litoshka A.: Oriented antibody immobilization to polystyrene macrocarriers for immunoassay modified with hydrazide derivatives of poly(meth)acrylic acid, BMC Biolechnol., 1:4, 2001.
• [24] Diamandis E., Christopoulos T.: Immunoassay, Academic Press, Inc. 1996.
• [25] Hendry R., Herrmann J.: Immobilization of antibodies on nylon for use in enzyme-linked immunoassay. J. Immunol. Methods, 35, 285-296, 1980.
• [26] Honda T., Miwatani T., Yabushita Y-, Koike N., Okada K.: A novel method to chemically immobilize antibody on nylon and its application to the rapid and differential detection of two Vibrio parahaemolyticus toxins in a modified enzyme-linked immunosorbent assay. Clin. Diagn. Lab. Immunol., 2, 177-181, 1995.
• [27] Singh R., Sharma P., Baltus R., Suni I.: Nanopore immunosensor for peanut protein Ara hi. Sensor. Actual. B-Chem., 145, 98-103, 2010.
• [28] Yang M., Kostov Y., Bruck H., Rasooly A.: Gold nanoparticle-based enhanced che mi luminescence immunosensor for detection of staphylococcal enteroloxin B (SEE) in food. Int. J. Food Microbiol., 133, 265-271, 2009.
• [29] Peluso P., Wilson D., Do D., Tran H., Venkatasubbaiah M., Quincy D., Heidecker B., Poindexter K., Tolani N., Phelan M., Witte K., Jung L., Wagner P., Nock S.: Optimizing antibody immobilization strategies for the construction of protein microarrays. Anal. Biochem., 312, 113-124, 2003.
• [30] VanEngelenburg S., Palmer A.: Fluorescent biosensors of protein function. Curr. Opin. Chem. Bio]., 12, 60-65, 2008.
• [31] Mohammed I., Mullett W., LaiE., Yeung J.: Is biosensor a viable method for food allergen detection? Anal. Chim. Acta, 444, 97-102, 2001.
• [32] Petz M.: Recent applications of surface plasmon resonance biosensors for analyzing residues and contaminants in food. Monatsh Chem., 140, 953-964, 2009.
• [33] Meng Y., Chen B,: Protein A for human IgG oriented immobilization on silicon surface for an imaging ellipsometry biosensor. Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc., 1, 1497-1500,2009.
• [34] Eing A., Vaupel M.: Imaging Ellipsometry in Biotechnology http://www.nbtc.cornell. edu/facilities/pdfs/EP3%20-%20IE%20in%20 Biotechnology.pdf (1.10.2010).
• [35] Huang H., Ran P., Liu Z.: Impedance sensing of allergen-antibody interaction on glassy carbon electrode modified by gold electrodeposition. Bioelectrochem., 70, 257-262, 2007.