تستهای تشخیص سریع که به آزمون ایمنوکروماتوگرافی نیز شناخته می شود، برای اولین بار در اواخر دهه 1960 به منظور پایش پروتئینهای سرم ظهور پیدا کرد. در سال 1980 Leuvering و همکاران، در یک پژوهش نوآورانه که روی تست تشخیص سریع برپایه ذرات محلول انجام شد استفاده از نانو ذرات طلا برای تستهای تشخیص سریع ساندویچی را گزارش کردند، که این پژوهش پایه گذار استفاده از نانو ذرات طلا در آزمون های جانبی شد. سرانجام، در سال 1984 شرکت Unipath برای اولین بار تست تشخیص سریع خانگی برای تشخیص گنادوتروپین جفتی انسان (hCG) در نمونه ادرار را به صورت تجاری وارد بازار کرد. از آن زمان، تستهای تشخیص سریع به طور گسترده برای تشخیص مولکولهای مختلف، همچون مارکرهای سرطانی، میکروارگانیسمها، مایکوتوکسینها، فلزات سنگین و سموم دفع آفات استفاده میشوند، به طوری که بازار جهانی این فناوری در سال 2015 حدود 4،675 میلیون دلار برآورد شده است.
طراحی آزمون ایمنوکروماتوگرافی
آزمون تست تشخیص سریع ترکیبی از فرآیند کروماتوگرافی (جداسازی ترکیبات یک مخلوط بر اساس تفاوت در حرکت شان از میان غشا واکنش) و واکنش ایمنوشیمیایی (immunochemical reaction) (بین آنتی بادی-آنتی ژن، نوکلئیک اسید- ماده هدف) است. اساس آن حرکت نمونه از عرض غشا بهوسیله نیروی مویینگی میباشد. یک تست تشخیص سریع استاندارد 4 بخش دارد: پد نمونه، محلی که نمونه به آن اعمال میشود؛ پد کانژوگه، محلی است که مولکولهای شناساگر زیستی (آنتی بادی، آپتامر و …) بر روی آن توزیع شده اند؛ غشای واکنش (معمولا غشای نیتروسلولز است)، این محل دارای خط تست و خط کنترل برای ایجاد برهمکنش آنتی ژن- آنتی بادی یا هیبریداسیون بین DNA هدف با پروب DNA میباشد؛ و پد جاذب، این پد به عنوان سینک در انتهای نوار عمل میکند. ساختار کلی تست تشخیص سریع در تصویر -1 نشان داده شده است.
انواع نوار های تست تشخیص سریع
سامانههای تست تشخیص سریع به گونه ای طراحی شدهاند که بتوانند وجود یا عدم وجود ماده هدف را تایید کنند. قالب بندیهای مختلفی برای ساخت تستهای تشخیص سریع به کار میرود. بسته به نوع ماده آنتیژن یکی از انواع رایج تست تشخیص سریع شامل: نوع ساندویچ و نوع رقابتی انتخاب میشود.
نوع ساندویچی
برای شناسایی آنتی ژنهای بزرگ، با بیش از یک اپیتوپ، نوع ساندویچ کاربرد دارد. سه آنتی بادی متفاوت در این نوع استفاده میشود. آنتی بادی 1، اختصاصی برای اپیتوپ 1 آنتی ژن موجود در نمونه، به لیبل متصل شده و در پد کانژوگه تثبیت شده میشود. این آنتی بادی نشاندار شده به عنوان آنتی بادی واکنش شناخته میشود. زمانی که نمونه اضافه میشود، آنتی بادی نشاندار شده هیدراته میشود و به وسیله نیروی مویینگی به سمت خط تست و خط کنترل مهاجرت میکند. آنتی بادی 2، که به عنوان آنتی بادی شناسایی شناخته میشود و برای دومین قسمت آنتی ژنیک (اپیتوپ 2) آنتی ژن موجود در نمونه اختصاصی شده، در خط تست غشا تثبیت میشود. آنتی بادی 3، اختصاصی علیه گونه آنتی بادی آنتی-ایمنوگلوبولین، در خط تست غشا تثبیت میشود و با آنتی بادی 1 برهمکنش دارد.
در ابتدا نمونه دارای آنتی ژن به پد نمونه اعمال میشود و به دنبال آن به سمت سایر قسمتهای نوار حرکت میکند. در پد کانژوگه آنتی ژن توسط آنتی بادی نشاندار شده با نانوذرات طلا به دام میافتد و ترکیب آنتی بادی نشان دار شده- آنتی ژن تشکیل میشود. حال این ترکیب با حرکت مویینگی به غشای نیتروسلولز میرسد. در خط تست ترکیب آنتی بادی نشاندار شده- آنتی ژن توسط آنتی بادی شناسایی به دام میافتد. آنتی ژن بین آنتی بادی نشان دار شده و آنتی بادی شناسایی در خط تست ساندویچ میشود و ترکیب آنتی بادی نشاندار شده- آنتی ژن- آنتی بادی شناسایی شکل میگیرد. بافر یا محلول اضافی نیز به پد جاذب منتقل میشود. در صورت مثبت بودن نمونه دو خط قرمز در ناحیه خط تست و کنترل ظاهر خواهد شد، و در صورت منفی بودن نمونه تنها یک خط قرمز در ناحیه خط کنترل ظاهر میشود. ظهور رنگ در خط کنترل این اطمینان را میدهد که نوار تست به درستی کار میکند. در نوار تست نوع ساندویچ، پاسخ تست با غلظت آنتی ژن موجود در نمونه رابطه مستقیم دارد؛ تصویر- 3 نمای شماتیک از سامانه تست تشخیص سریع نوع ساندویچی را نشان میدهد.
نوع رقابتی
زمانی که ماده هدف وزن مولکولی پایین داشته باشد و تنها دارای یک اپیتوپ باشد، قالب مناسب برای شناسایی آن به نوع رقابتی محدود میشود. این مواد کوچک قابلیت اتصال همزمان به دو آنتی بادی را ندارند. ترکیب آنتی ژن-پروتئین (مشابه همان آنتی ژنی که شناسایی می شود) در خط تست غشا تثبیت میشود. در صورتی که آنتی ژن در نمونه نباشد یا مقدار آن خیلی کم باشد، با رسیدن مایع نمونه به پد کانژوگه، آنتی بادی نشاندار شده با نانوذرات طلا هیدراته شده و در طول نوار حرکت میکند و به آنتی ژن تثبیت شده در خط تست و آنتی بادی ثانویه در خط کنترل متصل میشود. رنگ قرمز در دو خط تست و کنترل ظاهر میشود. برای نمونه مثبت، آنتی ژن موجود در نمونه و آنتی ژن تثبیت شده در خط تست برای اتصال به آنتی بادی اولیه نشاندار شده با هم رقابت میکنند. آنتیژن موجود در نمونه، با رسیدن به پد کانژوگه توسط آنتی بادی اولیه نشاندار شده به دام میافتد و ترکیب آنتی بادی نشان دار شده- آنتی ژن را تشکیل میدهد. این ترکیب در طول نوار حرکت میکند و به آنتی بادی ثانویه در خط کنترل متصل میشود. در نتیجه خط قرمز تنها در خط کنترل شکل میگیرد. در نوع رقابتی پاسخ با غلظت آنتی ژن رابطه معکوس دارد. برای مثال هر چه غلظت آنتی ژن بیشتر باشد رنگ کمتر در خط تست ظاهر میشود؛ و عدم حضور آنتی ژن در نمونه بیشترین رنگ را در خط تست ایجاد میکند. تصویر شماتیک از پیکربندی نوع رقابتی در تصویر –3 به نمایش درآمده است.
