title: Antibody-gated amplification systems for lateral flow assays
Creators: name: Costa, Elena
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin
Year: 2024
Subjects: subject: Nanomaterialen
subject: Pestiziden
subject: Lateral Flow Testformate
subject: Verstärkung
subject: Schnelltest
subject: Desinfektion von Flugzeugen
subject: Antikörper
subject: Nanomaterials
subject: pesticides
subject: lateral flow assays
subject: amplification
subject: rapid test
subject: airplane disinfection
subject: antibodies
subject: 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften

description: Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Möglichkeit untersucht, eine bestimmte Klasse von Pestiziden mit einem Lateral-Flow-Test als Plattform und einem Smartphone-Setup für die Signalerkennung nachzuweisen. Konkret handelt es sich bei Typ-I-Pyrethroiden um Insektizide, die zur Bekämpfung von Stechmücken eingesetzt werden, die z.B. Überträger von Viruserkrankungen sein können. Permethrin und Phenothrin, die bekanntesten Pyrethroid-Verbindungen, werden seit einiger Zeit zur Desinfektion von Flugzeugen auf Flügen aus und in tropischen Gebieten verwendet, um die Ausbreitung gefährlicher Krankheiten wie Malaria, Zika oder Dengue zu verhindern. Da es immer noch keine Kontrolle über die Menge der an Bord versprühten Insektizide gibt, wird eine neue effektive und schnelle Methode zur Analyse von Pyrethroiden direkt im Flugzeug benötigt. Zu diesem Zweck wurde ein tragbarer Test im Lateral-Flow-Assay- (LFA-) Format realisiert, bei dem gegatterte Antikörper-Indikator-Freisetzungssysteme zum Nachweis eingesetzt werden. In der ersten Phase der Arbeit wurden verschiedene Träger aus mesoporösem Siliziumdioxid (von Nano- und Mikropartikeln in Form von Plättchen und kurzen Fasern), unterschiedliche Funktionalisierungswege sowie Beladungssequenzen untersucht und bewertet. Da sich diese Materialien gut für LFAs eignen, wurde die Leistungsfähigkeit nicht nur mit herkömmlichen Assays in Suspension, sondern auch im Teststreifenformat untersucht. Die Kombination von Farbstoffen als Indikatoren und Smartphones zum Auslesen konnten einfache analytische Tests entwickelt werden, die in Zukunft von ungeschultem Personal direkt am Ort des Geschehens, z. B. in einer Flugzeugkabine, eingesetzt werden können und Ergebnisse in weniger als 5 Minuten erforderlichen Selektivität liefern.
description: Across this work, it was investigated the possibility of detecting a specific class of pesticides with a lateral flow test as a platform and a smartphone set-up for signal detection. Specifically, type-I pyrethroids are insecticides employed eventually to kill mosquitos that can be vectors for e.g., viral diseases. Permethrin and phenothrin, the most well-known pyrethroid compounds, are recently used for disinfection purposes on airplanes from and to tropical areas to avoid the spread of dangerous illnesses as malaria, zika or dengue. As there is still no control on the amount of insecticide sprayed onboard, a new effective and rapid method for pyrethroids analysis directly in the plane is needed. For this purpose, a portable test in lateral flow assay format was realized involving gated antibody indicator delivery systems for sensing. In the first stage of the work, different mesoporous silica supports (from nano and microparticles to platelets and short fibers), different functionalisation routes, and different loading sequences were assessed. Then, the materials’ performances were evaluated by studying their temporal response behaviour and detection sensitivity, including the tightness of pore closure (through the amount of blank release in the absence of an analyte) and the release kinetics. Finally, because such materials are well-suited for LFAs, performance assessment included a test-strip format besides conventional assays in suspension. The combination of dyes as indicators and smartphones for read-out, simple analytical tests for use by untrained personnel directly at a point-of-need such as an airplane cabin, can be devised, allowing for results in less than 5 min with the-required selectivity.