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Development of lateral flow assay based on sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for the detection of ciguatoxin in fish samples

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    Identifier: TFM:599
  • Authors:

    Ragasa Reintar, Sharmaine
  • Others:

    Keywords: Ciguatoxina, assaig de flux lateral, nanopartícules de carboni Ciguatoxin, lateral flow assay, carbon nanoparticles Ciguatoxina, ensayo de flujo lateral, nanopartículas de carbono
    Title in different languages: Desenvolupament d'assaig de flux lateral basat en un assaig immunosorbent relacionat amb enzim sandwich (ELISA) per a la detecció de ciguatoxina en mostres de peix Development of lateral flow assay based on sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for the detection of ciguatoxin in fish samples Desarrollo de un ensayo de flujo lateral basado en un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas sandwich (ELISA) para la detección de ciguatoxina en muestras de peces.
    Subject areas: Enginyeria química Chemical engineering Ingeniería química
    Confidenciality: No
    Academic year: 2018-2019
    Work's codirector: Jauset Rubio, Miriam
    Student: Ragasa Reintar, Sharmaine
    Department: Enginyeria Química
    Work's public defense date: 2019-09-10
    TFM credits: 24
    Project director: O’Sullivan, Ciara K.
    Abstract: La intoxicació per peixos de Ciguatera (CFP) és causada per la ingestió de peixos contaminats amb una toxina marina anomenada ciguatoxina (CTXs). Anualment, es denuncien casos de CFP amb una estimació de 50.000 i aquest valor augmentarà probablement a causa de la globalització del comerç, on els peixos contaminats disseminats a diferents zones juntament amb els problemes d’escalfament global posen en perill encara més el públic. L’evitació del consum de peix ciguateric és difícil pel fet de tenir el mateix aspecte, olor i sabor amb el peix no tòxic i no es pot inactivar per congelació o cuina. A més, actualment els mètodes disponibles com ara el bioassaig de ratolí, els mètodes d’anàlisi i d’immunoassaig no tenen capacitat per afrontar la fiabilitat, la sensibilitat i la senzillesa per detectar CTXs en el punt de necessitat de la pesca. Per tant, es necessita urgentment un assaig fiable, sensible i portàtil per a la detecció rutinària de CTXs. Assaig de flux lateral (LFA), un assaig comunament implementat ha guanyat un gran interès en el mercat per la seva simplicitat, fiabilitat i precisió per detectar varietat d’analits objectiu. No obstant això, un inconvenient d'aquest assaig pot tenir una sensibilitat en què el format i els immunoreagents utilitzats tenen un paper important. En aquest treball es van utilitzar diferents nanopartícules com nanopartícules de carboni, nanopartícules d'or i microsfores de làtex com a etiquetes de reporter i es van comparar les seves prestacions. A més, es va utilitzar IgG de conill com a objectiu de mostra i es van utilitzar anticossos contra IgG de conill com a prova del concepte a causa de les petites quantitats de CTXs disponibles. Entre les partícules estudiades, les nanopartícules de carboni van demostrar donar els resultats més sensibles i després es van aplicar a la detecció de la ciguatoxina. Hem desenvolupat amb èxit un LFA basat en sandvitx ELISA, que pot detectar simultàniament els quatre principals congèners de ciguatoxina (CTX1B, 54-­‐desoxiCTX1B, CTX3C i 51-­‐ hidroxiCTX3C) barrejant els anticossos monoclonals 3G8 i 10C9 com a sonda de captura i l'anticòs 8H4 conjugat al carboni. nanopartícula com a etiqueta de reporter. El test es va provar utilitzant mostres estàndard de CTX1B, i després es van aplicar mostres reals que contenien ciguatoxines extretes de peix amb un rang de detecció de fins a 35,66 pg / g de mostra de peix. Ciguatera fish poisoning (CFP) is caused by the ingestion of fish contaminated with a marine toxin called ciguatoxin (CTXs). Annually, CFP cases are reported with an estimation of 50,000 and this value will likely increase due to globalization of trade, where contaminated fish disseminated in different areas along with global warming issues will further endanger the public. Avoidance in the consumption of the ciguateric fish is difficult due to the fact that it has the same appearance, smell and taste with the non-­‐toxic fish and cannot be inactivated by freezing or cooking. Moreover, currently available methods such as mouse bioassay, analytical and immunoassay methods fall short in addressing reliability, sensitivity and simplicity for detecting CTXs at the point-­‐of-­‐need at fisheries. Therefore, a reliable, sensitive, and portable assay for routine detection of CTXs is urgently needed. Lateral flow assay (LFA), a commonly implemented assay has gained wide interest in the market due to its simplicity, reliability and accuracy to detect variety of target analytes. Nevertheless, a drawback of this assay can sensitivity in which the format and immunoreagents used plays an important role. In this work, we utilised different nanoparticles such as carbon nanoparticles, gold nanoparticles and latex microspheres as reporter labels and compared their performances. In addition, rabbit IgG was used as a sample target and antibodies against rabbit IgG were utilised as a proof of concept due to the small amounts of CTXs available. Among the particles studied, carbon nanoparticles demonstrated to give the most sensitive results and were then applied to ciguatoxin detection. We successfully developed a LFA based on sandwich ELISA, which can simultaneously detect the four major ciguatoxin congeners (CTX1B, 54-­‐deoxyCTX1B, CTX3C and 51-­‐hydroxyCTX3C) by mixing the 3G8 and 10C9 monoclonal antibodies as capture probe and the 8H4 antibody conjugated to carbon nanoparticle as a reporter label. The assay was tested using standard samples of CTX1B, and then real samples containing ciguatoxins extracted from fish were applied with a detection range up to 35.66 pg/g of fish sample. La intoxicación por peces Ciguatera (CFP) es causada por la ingestión de peces contaminados con una toxina marina llamada ciguatoxina (CTX). Anualmente, los casos de CFP se informan con una estimación de 50,000 y este valor probablemente aumentará debido a la globalización del comercio, donde los peces contaminados diseminados en diferentes áreas junto con problemas de calentamiento global pondrán en peligro aún más al público. Evitar el consumo del pescado ciguaterico es difícil debido a que tiene el mismo aspecto, olor y sabor que el pescado no tóxico y no se puede inactivar por congelación o cocción. Además, los métodos disponibles en la actualidad, como el bioensayo de ratón, los métodos analíticos y de inmunoensayo, son insuficientes para abordar la confiabilidad, la sensibilidad y la simplicidad para detectar CTX en el punto de necesidad en las pesquerías. Por lo tanto, se necesita con urgencia un ensayo confiable, sensible y portátil para la detección de rutina de CTX. El ensayo de flujo lateral (LFA), un ensayo implementado comúnmente, ha ganado un gran interés en el mercado debido a su simplicidad, confiabilidad y precisión para detectar una variedad de analitos objetivo. Sin embargo, una desventaja de este ensayo puede ser la sensibilidad en la cual el formato y los inmunorreactivos utilizados juegan un papel importante. En este trabajo, utilizamos diferentes nanopartículas como nanopartículas de carbono, nanopartículas de oro y microesferas de látex como etiquetas informadoras y comparamos sus rendimientos. Además, se utilizó IgG de conejo como muestra objetivo y se utilizaron anticuerpos contra IgG de conejo como prueba de concepto debido a las pequeñas cantidades de CTX disponibles. Entre las partículas estudiadas, las nanopartículas de carbono demostraron dar los resultados más sensibles y luego se aplicaron a la detección de ciguatoxina. Desarrollamos con éxito un LFA basado en ELISA sandwich, que puede detectar simultáneamente los cuatro principales congéneres de ciguatoxina (CTX1B, 54-­‐deoxyCTX1B, CTX3C y 51-­‐hydroxyCTX3C) al mezclar los anticuerpos monoclonales 3G8 y 10C9 como sonda de captura y el anticuerpo 8H4 conjugado con carbono nanopartícula como etiqueta de reportero. El ensayo se probó usando muestras estándar de CTX1B, y luego se aplicaron muestras reales que contenían ciguatoxinas extraídas de peces con un rango de detección de hasta 35,66 pg / g de muestra de pescado.
    Subject: Enginyeria química
    Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)
    Language: Anglès
    Education area(s): Nanociència, Materials i Processos - Tecnologia Química de Frontera 
    Title in original language: Development of lateral flow assay based on sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for the detection of ciguatoxin in fish samples
    Creation date in repository: 2021-03-11
  • Keywords:

    Enginyeria química
    Chemical engineering
    Ingeniería química
    Enginyeria química
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