TPX-teknologia
Mikä TPX-teknologia on?
mariPOC®-ja mariAST hyödyntävät patentoitua, laajasti julkaistua ja suomessa kehitettyä ArcDia TPX –mittatekniikkaa, joka perustuu kaksoisfotoniviritteiseen fluoresenssiin ja mikropartikkeleiden käyttöön reaktion kiintofaasin kantajina. Teknologian on osoitettu soveltuvan kaikkiin laboratoriossa tyypillisesti suoritettaviin immunokemiallisiin sovelluksiin kuten kvantitatiivisiin immunomäärityksiin ja entsyymireaktiota hyödyntäviin kliinisen kemian määrityksiin. Teknologian potentiaalinen sovelluskenttä tutkimuksessa ja kliinisen diagnostiikan sovelluksissa on hyvin laaja.
Mittatekniikan edut
| Teknologia | Testijärjestelmä |
|---|---|
| Erotusvapaa fluoresenssin mittaus Kuivatut reagenssit | Yksinkertainen ja kompakti automaatio Hyvä reagenssien säilyvyys Helppokäyttöisyys Erinomainen herkkyys |
| Reaaliaikainen reaktiokinetiikan seuranta | Valtaosa positiivisista näytteistä raportoidaan 15-20 minuutissa Ei kompromissia tulosajan ja herkkyyden välillä pikatestauksessa |
| Reaktiotilavuudesta riippumaton suorituskyky ja tarkkuus | Pienet reaktiotilavuudet ja reagenssin kulutus Mahdollista testata monta analyyttiä yhdestä näytteestä/nukkatikusta |
| Mikropartikkeleihin perustuva kiinteän faasin sitoja | Erinomainen toistettavuus Täydellinen laadunvarmistus |
| Yksinkertainen moninäytekasetti reagensseille | Helppokäyttöisyys Näytteensyöttö ei vaadi samanaikaista testikasetin syöttämistä Kustannustehokas |
| Laaja dynaaminen alue | Ei vääriä negatiivisia hook-efektin takia |
| Kompensoi näytematriisien vaihtelun | Voidaan käyttää myös komplekseille ja vaikeille näytteille kuten ulosteelle |
| Näyteanalyysin autoverifiointi | Maksimoi tarkkuuden ja robustiuden Estää käyttäjävirheiden vaikutusta tuloksiin |
| Automatisoitu tulosten luku | Minimoi inhimilliset ja lukuvirheet LIS-kytketty Kytketty pilvipalveluun Laitetoiminnan etätarkkailu ja etätuki |
ArcDia™ TPX -mittatekniikan ja mariPOC-järjestelmän kehittämistä ovat tukeneet Suomen Akatemia, Business Finland ja Euroopan Unioni.
mariPOC on ainutlaatuinen
TPX-teknologian ja järjestelmäsuunnittelun ansiosta mariPOC on markkinoiden ainoa tuote, joka mahdollistaa kustannustehokkaasti automatisoidun ja monianalyyttisen antigeenitestauksen hoitopaikassa. Muut vaihtoehtoiset ratkaisut ovat joko liian monimutkaisia käyttää pikatestauksessa, mahdollistavat vain yhden tai muutaman taudinaiheuttajan testauksen näytettä kohti tai liian kalliita avohoitopotilaiden testaukseen.
mariPOC® hyödyntää TPX-teknologiaa taudinaiheuttajien suoraksi osoittamiseksi korkealla herkkyydellä ja äärimmäisellä spesifisyydellä. Antigeenitestaus käyttää hyväkseen luonnollista taudinaiheuttajien in vivo -monistumista kehossa, joka johtaa akuutissa taudin vaiheessa havaittaviin antigeenimääriin. Testit on suunniteltu saamaan kiinni nimenomaan infektiiviset yksilöt. Antigeenitestauksella ei tule kliinisesti ja tartuttavuuden arvioinnin kannalta vääriä positiivisia tuloksia, kuten nukleiinihappojen ex vivo –monistukseen perustuvilla PCR-testeillä. Äärimmäisen suuri spesifisyys on mariPOC®-tekniikan erityispiirre. Se on seurausta antigeenien havainnoimisesta spesifisillä vasta-aineilla immunometristä periaatetta noudattaen, polystyreenistä valmistettujen mikropartikkelin käyttämisestä kiinteänä faasina ja TPX-detektioteknologiasta.
mariPOC® ja ArcDia™ TPX -teknologia
Näytteiden automaattiseksi analysoimiseksi mariPOC-analysaattori annostelee kliinisen näytteen, joka on suspensoitu näytepuskuriin, rinnakkaisiin (monianalyyttitestauksen yhteydessä) reaktiokaivoihin testilevyllä. Taudinaiheuttajan tunnistavat testireagenssit ovat valmiina kuivattuina reaktiokaivoissa. Annostelun jälkeen analysaattori sekoittaa testilevyn reagenssien suspensoimiseksi, inkuboi ja mittaa fluoresenssin etukäteen määritellyssä aikapisteessä/aikapisteissä.
Tekniikassa käytetään immunomäärityksen kiinteän faasin reaktiokantajina polystyreenimikropartikkeleita. Tunnistusreaktion seurauksen fluoresoivalla merkkiaineella leimattu vasta-aine tai vasta-aineilla pinnoitettu fluoresoiva pieni partikkeli (koetin) väkevöityy mikropartikkeleiden pinnalle analyytin pitoisuuden suhteessa.
Signaalin mittaus tapahtuu kaksoisfotoniviritteisellä fluoresenssilla, jossa viritys saadaan aikaiseksi korkean toistotaajuuden ja intensiteetin infrapunalaservalolla (λex=1064 nm). Lasersäteiden säteilyvoimat työntävät mikropartikkelit yksi kerrallaan fokuksen optiseen loukkuun ja sen läpi. Mikropartikkeleiden pintaan sitoutunut leimattu vasta-aine erotetaan sitoutumattomasta koettimesta optisesti ilman pesuja. Reaktiokuopasta mitataan fluoresenssisignaalia sekä mikropartikkeleista (spesifinen signaali) että liuostaustasta (sitoutumaton koetin ja näytematriisi). Tämä mahdollistaa näytematriisista peräisin olevien häiriötekijöiden tehokkaan eliminoinnin ja analyysin onnistumisen autoverifioinnin. Sen sijaan, että tekniikassa käytettäisiin rinnakkaisia reaktiokuoppia toistettavuuden parantamiseksi, käytetään monen mikropartikkelin mittausta yhdestä kaivosta.
TPX-teknologian täysin ainutlaatuinen ominaisuus on, että fluoresenssin saanto ja siten tarkkuus ja toistettavuus ovat riippumattomia reaktiotilavuudesta. Ainoat parametrit, jotka vaikuttavat signaalin voimakkuuteen ovat reagenssien ja analyytin pitoisuudet ja niiden keskinäinen sitoutumisvoimakkuus. Tämän ominaisuuden ansiosta reagenssikulutus on pientä ja yhdestä pienestä näytemäärästä voidaan analysoida monta eri analyyttiä.
Lopuksi hienostuneet ohjelmisto- ja matemaattiset algoritmit muodostavat kvantitatiivisen tuloksen ja suorittavat autoverifioinnin analyysin onnistumisen arvioimiseksi. TPX-teknologian ansiosta tuotteet ovat valmistuserästä toiseen erittäin tasalaatuisia, herkkiä ja spesifisiä. TPX-teknologia on suoran taudinaiheuttajatestauksen uusi standardi.
mariAST ja TPX-teknologia
mariAST® hyödyntää TPX -fluoresenssitekniikkaa korkean herkkyyden ja spesifisyyden bakteeritunnistukseen ja antimikrobiresistenssin testaukseen (AST/ART). Helppokäyttöisyyden ansiosta testijärjestelmä sopii hajautettuun ja potilasläheiseen seulontaan ja testaukseen. Tämä mahdollistaa optimoidut prosessit potilaiden hoitoon ja sairaalan toimintaan.
mariAST:ssä vasta-aineisiin perustuvat tunnistusreagenssit ja antibiootti ovat valmiina reaktiokaivoissa kuivattuina. mariAST-laite annostelee automaattisesti viljelynesteeseen uutetun näytteen reaktiokaivoihin, sekoittaa levyn reagenssien suspensoimiseksi, inkuboi kasvatusta ja tunnistusta vakiolämpötilassa sekä mittaa kaksoisfotoniviritteisen fluoresenssin mikropartikkeleiden pinnalta ja liuoksesta.
Toisin kuin mariPOC-testeissä, joissa tyypillisesti kohdemikrobi hajotetaan ja inaktivoidaan, mariAST:ssä reaktioympäristö tukee bakteerinkasvua. Mitä enemmän bakteerit kasvavat, sitä enemmän tuottuu testireagenssien tunnistamia antigeenejä, ja sitä enemmän signaalia muodostuu. Signaalin muutosta voidaan seurata reaaliajassa erotusvapaan TPX-tekniikan ansiosta. Kun reaktiossa on mukana antimikrobilääke, vain ne bakteerit, jotka ovat lääkkeelle resistenttejä voivat kasvaa ja tuottaa signaalia. Testi tuottaa lajispesifisen kasvukäyrän ja automaattisen tuloksen tulkinnan, esimerkiksi ”MRSA positiivinen”.
mariAST-metodologia on kymmenkertaisesti nopeutettu versio kultaisesta standardista, joka perustuu mikrodiluutioon (eng. broth microdilution, BMD). BMD vaatii toimiakseen puhdasviljellyn kannan, kun taas mariAST-testaus voidaan tehdä aikaa säästäen suoraan kliinisestä näytteestä. Tämä on ainutlaatuinen ominaisuus ja se minimoi testin tulosajan tyypillisestä nykyrutiinin mukaisesta kahdesta vuorokaudesta tunteihin.
Viljelyperiaatteen ansiosta mariAST tarjoaa maksimaalisen herkkyyden yksi pesäkettä muodostava yksikkö (CFU) testiä kohden. Tyypillisessä tuotteessa tämä vastaa alkupitoisuutta 50 CFU/ml. Tätä herkempää testiä ei ole mahdollista tehdä edes geenimonistukseen, kuten PCR:ään perustuen. mariAST-metodologian spesifisyys on samantasoinen kuin mariPOC-tuotteiden.
Patentit
- US 8,883,093 / JP 5716088 / RU 2568885 / CN 103068485 / BR 112012029958-1 Sealing of reaction cuvettes for bioaffinity assays
- EP 1401962 / US 7,198,958 / JP 4382474 A method for increasing hydrophilicity of fluorescent label compounds
- EP 1402263 / US 7,763,439 / RU 2296333 / JP 4340149 / CN 1257408 Two-photon absorbing dipyrromethene difluoride dyes and their applications
- EP 1714139 / US 10295465 / RU 2362987 Use of two-photon excited fluorescence in assays of clinical chemistry analytes
- CN109073554 Bioaffinity assay method utilizing two-photon excitation of fluorescence
Muita patenttihakemuksia vireillä.
Lisensointi
ArcDia on kiinnostunut lisensoimaan infektioiden antigeenitestaukseen liittyviä uusia innovaatioita, kuten vasta-ainesitojia ja tuotekehitysaihioita.
ArcDia™ TPX -mittateknologia on saatavilla lisensointia varten. Kysy lisää.