El inmunoensayo magnético (MIA) es un tipo de inmunoensayo de diagnóstico que utiliza perlas magnéticas como etiquetas en lugar de enzimas convencionales (ELISA), radioisótopos (RIA) o moléculas fluorescentes (inmunoensayo de fluorescencia) para detectar un analito específico. MIA implica la unión específica de un anticuerpo a un antígeno, mientras que la etiqueta magnética se conjuga con uno de los elementos del par. A continuación, la presencia de las perlas magnéticas es detectada por un lector magnético ( magnetómetro ) que mide el cambio en el campo magnético inducido por las perlas. La señal medida por el magnetómetro es proporcional a la concentración del analito (virus, toxina, bacteria, cardiomarcador, etc.) en la muestra original.
Las perlas magnéticas están hechas de partículas de óxido de hierro de tamaño nanométrico encapsuladas o unidas con polímeros. El tamaño de tales perlas magnéticas varía de 35 nm a 4,5 µm. Las nanopartículas magnéticas componentes varían en tamaño de 5 a 50 nm y exhiben una propiedad única llamada superparamagnetismo en presencia de un campo magnético externo. Descubierta por primera vez por el francés Louis Néel, ganador del Premio Nobel de Física en 1970, esta propiedad superparamagnética ya se usa en medicina para imágenes de resonancia magnética (MRI) y en separaciones biológicas, pero aún no para el etiquetado en aplicaciones de diagnóstico comercial. Las etiquetas magnéticas tienen una serie de propiedades que son muy adecuadas para este tipo de aplicaciones:
El inmunoensayo magnético (MIA) detecta moléculas o patógenos específicos utilizando un anticuerpo marcado magnéticamente. Funcionando como un ELISA o Western blot, el proceso de unión de dos anticuerpos se utiliza para determinar la concentración de analitos. MIA utiliza anticuerpos que recubren una perla magnética. Estos anticuerpos se unen directamente al patógeno o molécula deseados, y la señal magnética de las perlas unidas se lee con un magnetómetro. La mayor ventaja de esta tecnología para la inmunotinción es que puede llevarse a cabo en un medio líquido, mientras que los métodos como ELISA o Western Blot requieren un medio estacionario para unir el objetivo deseado antes de aplicar un anticuerpo secundario (por ejemplo, HRP [peroxidasa de rábano]). ]). Dado que MIA se puede llevar a cabo en un medio líquido, se pueden realizar mediciones más precisas de las moléculas deseadas en el sistema modelo. Dado que no se requiere aislamiento para obtener resultados cuantitativos, los usuarios pueden monitorear la actividad dentro del sistema. Obtener una mejor idea del comportamiento de su objetivo.
Las formas en que puede ocurrir la detección son muy numerosas. La forma más básica de detección implica pasar la muestra a través de una columna de gravedad que contiene una matriz de polietileno con un anticuerpo secundario. El compuesto objetivo se une al anticuerpo contenido en la matriz y las sustancias residuales se eliminan por lavado con el tampón seleccionado. Luego, los anticuerpos magnéticos se pasan a través de la misma columna y, después de un período de incubación, todos los anticuerpos no unidos se eliminan por lavado de la misma manera que antes. Las lecturas obtenidas mediante perlas magnéticas conectadas a un objetivo que es capturado por anticuerpos en la membrana se utilizan para cuantificar el compuesto objetivo en solución.
Además, dado que la metodología de este método es muy similar a ELISA o Western Blot, los experimentos MIA se pueden adaptar para usar el mismo método de detección si el investigador desea cuantificar sus datos de manera similar.
Un instrumento simple puede detectar la presencia y medir la señal magnética general de una muestra, pero el desafío en el desarrollo de un MIA efectivo es separar el fondo magnético (ruido) que ocurre naturalmente del objetivo débil marcado magnéticamente (señal). Para lograr una relación señal-ruido (SNR) significativa en la biodetección, se han utilizado varios enfoques y dispositivos:
Pero mejorar la SNR a menudo requiere un instrumento complejo que proporcione múltiples escaneos y extrapolación en el procesamiento de datos, o una alineación precisa de un objetivo y un sensor miniaturizado y de tamaño adecuado. Además de este requisito, un MIA que utiliza las propiedades magnéticas no lineales de las etiquetas magnéticas puede aprovechar de manera efectiva la capacidad inherente de un campo magnético para atravesar plástico, agua, nitrocelulosa y otros materiales, lo que permite mediciones volumétricas reales en una variedad de inmunoensayos. formatos. A diferencia de los métodos convencionales que miden la susceptibilidad de los materiales superparamagnéticos, la MIA basada en la magnetización no lineal elimina la influencia de los materiales diamagnéticos o paramagnéticos lineales, como la matriz de muestra, los plásticos consumibles y/o la nitrocelulosa. Aunque el magnetismo intrínseco de estos materiales es muy débil, con valores típicos de susceptibilidad de −10-5 (dia) o +10-3 (para), cuando se examinan cantidades muy pequeñas de materiales superparamagnéticos, como nanogramos por prueba, la No se puede ignorar la señal de fondo producida por los materiales auxiliares. En MIA, basado en las propiedades magnéticas no lineales de las marcas magnéticas, las perlas se exponen a un campo magnético alterno con dos frecuencias, f1 y f2. En presencia de materiales no lineales, como etiquetas superparamagnéticas, la señal puede registrarse en frecuencias combinatorias, por ejemplo, en f = f1 ± 2×f2. Esta señal es exactamente proporcional a la cantidad de material magnético dentro de la bobina de lectura.
Esta tecnología hace posibles los inmunoensayos magnéticos en una variedad de formatos como:
También se ha descrito para uso in vivo y para pruebas multivariadas.
MIA es un método versátil que se puede utilizar para una amplia gama de prácticas.
Actualmente se está utilizando para detectar virus en plantas para atrapar patógenos que normalmente devastarían cultivos, como el virus de la hoja de abanico de la vid, el virus de la hoja de abanico de la vid y el virus de la patata X. Sus adaptaciones ahora incluyen dispositivos portátiles que permiten al usuario recopilar datos confidenciales. en campo
MIA también se puede utilizar para controlar fármacos terapéuticos. Un informe de caso de un paciente de 53 años [1] que recibió un trasplante de riñón detalla cómo los médicos pudieron cambiar la cantidad del fármaco terapéutico.