Разработка иммунохроматографической тест-системы с нанозимным усилением для выявления фитопатогена Erwinia amylovora

Исследования проводили с целью разработки высокочувствительной иммунохроматографической тест-системы для выявления возбудителя бактериального ожога Erwinia amylovora, c использованием Pt-содержащего нанозима как усилителя оптического сигнала. Тест-система включала антитела, специфичные к E. amylovora, иммобилизованные в тестовой зоне нитроцеллюлозной мембраны и на поверхности наноразмерной метки. В качестве метки синтезировали нанозимы, состоящие из Au-содержащего ядра и Pt-содержащей оболочки. Для Au-Pt наночастиц и их конъюгатов с антителами была показана каталитическая (пероксидазо-подобная) активность, развивающаяся в течение 1.2 мин и обеспечивающая усиление сигнала на тест-полоске. При проведении анализа тест-полоску погружали в пробу, затем на нитроцеллюлозную мембрану наносили хромогенный субстрат на основе 3,3'-диаминобензидина, окисляемый нанозимом. В результате при наличии E. amylovora в пробе тестовая и контрольная зоны были окрашены в черный цвет. При отсутствии E. amylovora в пробе (буфер или растительный экстракт здорового растения -отрицательный контроль) окрашена была только контрольная зона. Предел обнаружения E. amylovora составил 5х10³ КОЕ мл^-1, что в 10 раз ниже, по сравнению с тестированием без нанозимного усиления. Время анализа - 15 минут. Экстракты листьев яблони, инфицированные бактериальным ожогом согласно результатам ПЦР, тестировали с использованием разработанной тест-системы. По результатам иммунохроматографического анализа при усилении сигнала E. amylovora также была выявлена во всех пробах. Разработанная иммунохроматографическая тест-система на основе каталитических свойств наночастиц Au-Pt обеспечивает высокочувствительную детекцию E. amylovora и, благодаря простоте применения, может использоваться в полевых условиях.

The study aimed to develop a highly sensitive immunochromatographic test system for detecting the causative agent of bacterial blight Erwinia amylovora using Pt-containing nanozyme as an optical signal amplifier. The test system included antibodies specific to E. amylovora immobilized in the test area of the nitrocellulose membrane and on the surface of the nanoscale label. Nanozymes consisting of an Au-containing core and a Pt-containing shell were synthesized as a label. Au-Pt nanoparticles and their conjugates with antibodies were catalytically (peroxidase-like) active. The activity developed during 1-2 min amplifying signal on the test strip. During the analysis, the test strip was immersed in the sample. Then a chromogenic substrate based on 3,3’-diaminobenzidine, oxidized by nanozyme, was applied to the nitrocellulose membrane. As a result, in the presence of E. amylovora in the sample, the test and control zones were painted black. In the absence of E. amylovora in the sample (buffer or plant extract of a healthy plant served as negative control), only the control zone was painted. The limit of detection for E. amylovora was 5*10³ CFU mL^-1, which was 10 times lower compared to testing without nanozyme amplification. The analysis lasted 15 minutes. Apple leaf extracts infected with bacterial blight according to PCR results were tested using the developed test system. According to the results of the immunochromatographic analysis with signal amplification, E. amylovora was also detected in all samples. The developed immunochromatographic test system based on the catalytic properties of Au-Pt nanoparticles provided highly sensitive detection of E. amylovora and, due to simplicity of use, can be used in the field.