ImageQuant™ 800 for lateral flow assay development using dyes across the spectrum / ImageQuant™ 800 per lo sviluppo di analisi a flusso laterale utilizzando coloranti in tutto lo spettro

 ImageQuant™ 800 for lateral flow assay development using dyes across the spectrum / ImageQuant™ 800 per lo sviluppo di analisi a flusso laterale utilizzando coloranti in tutto lo spettro

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Fig 1. Lateral flow assay architecture / Architettura del saggio a flusso laterale

ImageQuant™ 800 During assay development it is important to optimize the detection step, either based on color or fluorescence detection. ImageQuant™ 800 is a CCD based imaging system for colorimetric and fluorescence imaging. It is equipped with six different types of LED lights and filters so users can image across the full spectrum. It also provides white light colorimetric imaging, both in epi- and transillumination mode. ImageQuant™ 800 allows the user to make any custom LED light and filter combinations for imaging of various dyes with different excitation and emission wavelengths including UV, RGB, and IR long and short wavelengths. Furthermore, the ImageQuant™ 800 can also accommodate custom filters from third parties making it ideal for any assay development work.

Fig 2. Image across the full spectrum with the different LED light sources of the ImageQuant™ 800 Fluor imager. / Immagine attraverso l'intero spettro con le diverse sorgenti di luce LED dell'imager ImageQuant™ 800 Fluor.

Conjugated Polymer Nanoparticles (CPNs™)

 Stream Bio CPNs™ are a new class of molecular bioimaging probes. The polymer material provides a high degree of photostability and highly specific targeting. CPNs™ together with a sensitive and flexible imaging system, such as the ImageQuant™ 800, provide the high sensitivity needed for a range of life science applications, including western blot, lateral flow rapid diagnostic tests and ELISAs.

Fig 3  Fluorescence emission spectra of CPNs™ from Stream Bio’s (spanning 420 nm to 1000 nm). CPNs™ fluorescence at specific wavelengths is due to the chemical composition. The excitation and emission characteristics of the CPNs™ are tailored by selecting specific conjugated polymers for the core. /  Spettri di emissione di fluorescenza di CPNs™ da Stream Bio's (che vanno da 420 nm a 1000 nm). La fluorescenza di CPNs™ a lunghezze d'onda specifiche è dovuta alla composizione chimica. Le caratteristiche di eccitazione ed emissione dei CPNs™ sono personalizzate selezionando polimeri coniugati specifici per il nucleo.

CPNs™ in lateral flow assays for a strong, consistent signal CPNs™ exhibit many useful characteristics for lateral flow assay development, including:

 • Fluorescence emission across a wide range of wavelengths from 420 to 1000 nm, with possible multiplexing 

• Bright and robust, with resistance to photobleaching

 • Contain iron oxide and can be moved using magnetic fields 

• Conjugated with well known surface chemistries, such as streptavidin-biotin, thiol-amine coupling, and “click” chemistry Lateral flow strips for the detection of human Chorionic Gonadotropin (hCG) were tested in triplicate using concentration of hCG from 100 μg/mL to 1 ng/mL. The data from the test lines on the lateral flow strips were then plotted against the hCG concentration.

Detection of COVID spike proteins using CPNs™ and ImageQuant™ 800

 CPN510B was used to detect spike protein targeting domain and to define the limit of detection for a COVID diagnostic assay. The full-length spike protein and its S1 and Receptor Binding Domains (RBD) of the virus SARSCoV2 (causative agent of COVID-19) were spotted onto a nitrocellulose membrane (50 ng per spot). They were then probed with CPN510B covalently linked to an anti-spike protein molecularly imprinted polymer and imaged using the ImageQuant™ 800. Strong signals were obtained from the full-length spike protein and S1 domain with the RBD giving a weaker signal. The full-length spike protein from the SARS-CoV2 virus was then spotted onto a nitrocellulose membrane. The spots were then probed with CPN510B covalently linked to an anti-spike protein molecularly imprinted polymer and imaged using the ImageQuant™ 800. Signals could be detected at each concentration including 0.5 ng.

Detection in the IR region using ImageQuant™ 800 CPN™ performance in infrared regions was evaluated using ImageQuant™ 800. Lateral flow strips were tested with infrared emitting CPNs™ and imaged using various filter settings on the ImageQuant™ 800. Fluorescent material has the characteristic of absorbing light at some wavelengths (excitation) and emitting light at other wavelength. With the combination of filters available on the ImageQuant™ 800 it is possible to see both the fluorescent signal (white line) and an absorbance signal (black line) against the grey background of the nitrocellulose strip. ImageQuant™ 800 filter sets can be selected to match the emission properties of the CPNs, such as CPN840 (ex/em = 650/840 nm).

CPNs™ and ImageQuant™ 800 for Western Blotting

 The increase in sensitivity achievable with CPNs™ allow them to be used to probe Western blots linked directly to the primary antibody rather than using a labelled secondary antibody. This avoids incubation with the secondary antibody leading to significant time savings. 

Conclusion

 Assays using lateral flow methods have led to lower cost methods for large-scale screening of infectious diseases with high specificity. In this article we have shown several applications use of CPNs™ on the ImageQuant™ 800 for lateral flow assays and Western Blotting. ImageQuant™ 800 systems are ideal for evaluating sensitivity, dynamic range, and limits of detection for use of such fluorophores in lateral flow diagnostic assay development. 

ITALIANO

ImageQuant™ 800

Durante lo sviluppo del dosaggio è importante ottimizzare la fase di rilevamento, in base al rilevamento del colore o della fluorescenza. ImageQuant™ 800 è un sistema di imaging basato su CCD per l'imaging colorimetrico ed a fluorescenza. È dotato di sei diversi tipi di luci a LED e filtri in modo che gli utenti possano visualizzare l'intero spettro. Fornisce inoltre immagini colorimetriche a luce bianca, sia in modalità epi che transilluminazione. ImageQuant™ 800 consente all'utente di creare qualsiasi combinazione di filtri e luci LED personalizzata per l'imaging di vari coloranti con diverse lunghezze d'onda di eccitazione ed emissione, comprese lunghezze d'onda lunghe e corte UV, RGB e IR. Inoltre, ImageQuant™ 800 può ospitare anche filtri personalizzati di terze parti, rendendolo ideale per qualsiasi lavoro di sviluppo di test.

Nanoparticelle polimeriche coniugate (CPN™)

 Stream Bio CPNs™ sono una nuova classe di sonde di bioimaging molecolare. Il materiale polimerico fornisce un elevato grado di fotostabilità ed un targeting altamente specifico. CPNs™ insieme ad un sistema di imaging sensibile e flessibile, come ImageQuant™ 800, forniscono l'elevata sensibilità necessaria per una vasta gamma di applicazioni delle scienze biologiche, tra cui western blot, test diagnostici rapidi a flusso laterale ed ELISA.

I CPN™ nei test a flusso laterale per un segnale forte e coerente I CPN™ presentano molte caratteristiche utili per lo sviluppo del test a flusso laterale, tra cui:

 • Emissione di fluorescenza su un'ampia gamma di lunghezze d'onda da 420 a 1000 nm, con possibile multiplexing

• Luminoso e robusto, con resistenza al fotosbiancamento

 • Contengono ossido di ferro e possono essere spostati tramite campi magnetici

• Coniugato con sostanze chimiche di superficie ben note, come streptavidina-biotina, accoppiamento tiolo-ammina e chimica del "clic"

 Le strisce di flusso laterali per il rilevamento della gonadotropina corionica umana (hCG) sono state testate in triplicato utilizzando una concentrazione di hCG da 100 μg/mL a 1 ng/ml. I dati delle linee di test sulle strisce di flusso laterali sono stati quindi tracciati rispetto alla concentrazione di hCG.

Rilevamento delle proteine ​​spike di COVID utilizzando CPNs™ e ImageQuant™ 800

 CPN510B è stato utilizzato per rilevare il dominio di targeting della proteina spike e per definire il limite di rilevamento per un test diagnostico COVID. La proteina spike a figura intera ed i suoi S1 ed i suoi domini di legame del recettore (RBD) del virus SARSCoV2 (agente causale di COVID-19) sono stati individuati su una membrana di nitrocellulosa (50 ng per punto). Sono stati quindi sondati con CPN510B legato in modo covalente a un polimero con impronta molecolare della proteina anti-spike e ripreso con ImageQuant™ 800. Sono stati ottenuti segnali forti dalla proteina spike a lunghezza intera e dal dominio S1 con l'RBD che ha fornito un segnale più debole. La proteina spike a figura intera del virus SARS-CoV2 è stata quindi individuata su una membrana di nitrocellulosa. I punti sono stati quindi sondati con CPN510B legato in modo covalente a un polimero con impronta molecolare della proteina anti-spike e ripreso con ImageQuant™ 800. È stato possibile rilevare segnali a ciascuna concentrazione, inclusi 0,5 ng.

Il rilevamento nella regione IR utilizzando ImageQuant™ 800 CPN™ nelle regioni a infrarossi è stato valutato utilizzando ImageQuant™ 800. Le strisce di flusso laterali sono state testate con CPN ad emissione di infrarossi e sono state acquisite immagini utilizzando varie impostazioni di filtro su ImageQuant™ 800. Il materiale fluorescente ha la caratteristica di assorbire la luce ad alcune lunghezze d'onda (eccitazione) ed emettere luce ad altre lunghezze d'onda. Con la combinazione di filtri disponibili su ImageQuant™ 800 è possibile vedere sia il segnale fluorescente (linea bianca) che un segnale di assorbanza (linea nera) sullo sfondo grigio della striscia di nitrocellulosa. I set di filtri ImageQuant™ 800 possono essere selezionati in base alle proprietà di emissione dei CPN, come CPN840 (ex/em = 650/840 nm).

CPNs™ e ImageQuant™ 800 per il Western Blotting

 L'aumento della sensibilità ottenibile con CPNs™ consente loro di essere utilizzati per sondare Western blot collegati direttamente all'anticorpo primario piuttosto che utilizzare un anticorpo secondario marcato. Ciò evita l'incubazione con l'anticorpo secondario portando ad un notevole risparmio di tempo.

Conclusione

 I saggi che utilizzano metodi a flusso laterale hanno portato a metodi a basso costo per lo screening su larga scala di malattie infettive con elevata specificità. In questo articolo abbiamo mostrato l'uso di diverse applicazioni di CPNs™ su ImageQuant™ 800 per saggi a flusso laterale e Western Blotting. I sistemi ImageQuant™ 800 sono ideali per valutare la sensibilità, la gamma dinamica ed i limiti di rilevamento per l'uso di tali fluorofori nello sviluppo di analisi diagnostiche a flusso laterale.

Da:

https://547446.fs1.hubspotusercontent-na1.net/hubfs/547446/Technology%20Networks/Landing%20Pages/Cytvia/April%202022/IQ800-StreamBio-CY23037-23Nov21-WP.pdf?__hstc=8807082.074aceb79027e793890018c0152531d2.1643566337753.1650136941238.1650218841004.30&__hssc=8807082.1.1650218841004&__hsfp=1416964087&hsCtaTracking=5ce926be-6753-4298-9b60-35e628a03040%7C1eb3a7d9-05d4-4a7d-9fb1-c2ceeacd833d