Detección óptica ultrasensible de antígenos de relevancia en Ciencias de los Alimentos utilizando nanopartículas de plata mediante inmunoensayos

Abstract

RESUMEN

            La combinación de las propiedades ópticas de las nanopartículas de plata (Ag NPs) con algunos elementos utilizados en el método estándar ELISA, uno de los inmunoensayos más ampliamente difundidos para la detección de antígenos, ha permitido en nuestros laboratorios el desarrollo de un nuevo método óptico, libre de enzimas, de bajo costo, rápido y más sensible que el ELISA, denominado IDILA (del inglés, Intensity Depletion Immuno-Linked Assay). El mismo se puede realizar directamente en dispersión coloidal, sin la necesidad de inmovilizar el anticuerpo específico de captura en una placa o la utilización de anticuerpos secundarios y primarios sobre un sustrato. En este trabajo se demuestra la capacidad del IDILA para cuantificar antígenos de relevancia en Ciencias de los Alimentos a muy bajas concentraciones. En particular, utilizando Ag NPs de 58 nm de diámetro, describiremos cómo la técnica IDILA se puede emplear para la detección ultrasensible de gliadina, proteína a la que son sensibles las personas con enfermedad celíaca. Los resultados de los experimentos realizados se comparan con ELISA sándwich, la técnica estándar homologada por el codex alimentarius, demostrando que el IDILA es casi 1000 veces más sensible que el ELISA, teniendo también límites de detección más bajos.

            Utilizando las condiciones apropiadas, el IDILA demuestra que es capaz de detectar concentraciones femtomolares del antígeno, además de ser robusto, confiable, de bajo costo, rápido (alrededor de 2 horas) y de fácil implementación utilizando el equipo estándar y los reactivos biomoleculares utilizados para el ELISA.

PALABRAS CLAVES

Nanopartículas Plasmónicas – Bioconjugación – Sensor – Inmunoensayo – IDILA – ELISA –Gliadina - Enfermedad Celíaca - Tecnología de los Alimentos

ABSTRACT

The combination of the optical properties of silver nanoparticles (Ag NPs) with some elements commonly used in ELISA , immunoassay widely used for antigen detection, has given rise to an enzyme-free, low cost, fast and more sensitive optical method developed by our group denoted as Intensity Depletion Immuno-linked Assay (IDILA). IDILA can be performed directly in colloidal dispersion without any immobilization of the capture antibody, antigen, or secondary and primary antibodies on a substrate. The capabilities of the method for quantifying antigens at ultralow concentrations in colloidal dispersions as well as its robust performance are demonstrated for specific antigens of importance in food chemistry. In this work, using conveniently functionalized 58 nm diameter Ag NPs, we describe how the application of the IDILA methodology can be used for the ultrasensitive detection of gliadin, a protein to which people bearing celiac disease are sensitive. Results of the experiments performed were compared with ELISA, the standard technique approved by the codex alimentarius, demonstrating that the IDILA assay is ~1000 times more sensitive than ELISA, and also with a lower detection limit.

            Using the appropriate conditions, the IDILA assay has shown to be able to detect femtomolar concentrations of the antigen, besides of being robust, reliable, cheap, fast (around 2 hours) and of easy implementation using the standard equipment and biomolecular reagents used for ELISA.

KEYWORDS

Plasmonic Nanoparticles – Bioconjugation – Sensing – Immunoassay – IDILA – ELISA - Gliadin - Celia Disease - Food Technology.