Bioaerosolien tunnistaminen mikrobispesifisillä koettimilla
TUOMINEN, MARIA (2006)
2006
Biokemia - Biochemistry
Lääketieteellinen tiedekunta - Faculty of Medicine
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2006-05-08
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/urn:nbn:fi:uta-1-15645
https://urn.fi/urn:nbn:fi:uta-1-15645
Tiivistelmä
Tutkimuksen tausta ja tavoitteet: Biologisten taisteluaineiden käyttö on uhka, johon varaudutaan kehittämällä mahdollisimman nopeita ja tehokkaita menetelmiä taisteluaineagenssien havaitsemiseksi ja tunnistamiseksi ympäristöstä. Tämän tutkielman tavoitteena oli kehittää virtaussytometriaan perustuva menetelmä, jonka avulla voidaan tunnistaa nopeasti Bacillus anthracis (B.a.) -itiöitä tai botuliinitoksiinin A-serotyyppiä veteen kerätyistä ilmanäytteistä.
Tutkimusmenetelmät: Tutkimuksessa testattiin kolmea eri tunnistusmenetelmää, kahta B.a.-itiöille sekä yhtä botuliinitoksiinille. B.a.-itiöiden tunnistusmenetelmistä toinen perustui vasta-ainetunnistukseen ja toinen spesifiseen peptidiligandiin. Botuliinitoksiinin tunnistusmenetelmä perustui vasta-ainetunnistukseen. Tunnistusmenetelmiä testattiin näytteillä, jotka sisälsivät biologista taisteluainetta simuloivaa testiagenssia, eli joko inaktiivisia B.a.-itiöitä tai kaupallista botuliinitoksiinivalmistetta. Testinäytteet valmistettiin lisäämällä testiagenssia veteen kerättyyn ilmanäytteeseen. Näytteet analysoitiin kannettavalla virtaussytometrilla, jolla tunnistuksen onnistuminen havaittiin tunnistuskoettimiin liitettyjen fluoresoivien merkkiaineiden avulla. Tunnistusmenetelmille määritettiin detektiorajat, joita verrattiin kaupallisten immunokromatografisten pikatestien detektiorajoihin.
Tutkimustulokset: Tutkimuksessa testatuista kahdesta B.a.-vasta-aineesta toinen tunnisti hyvin B.a.-itiöitä ilmanäytteistä, ja lisäksi vasta-aineen epäspesifinen kiinnittyminen ilmanäytteen partikkeleihin tai muihin itiöihin oli varsin vähäistä. Sen sijaan toisella vasta-aineella ja peptidiligandikoettimella itiöiden tunnistus oli heikkoa. Botuliinitoksiinin tunnistus ilmanäytteestä onnistui erittäin hyvin tutkimuksessa käytetyllä menetelmällä ja testatuilla vasta-aineilla. Botuliinitoksiinin tunnistusmenetelmän detektiorajaksi määritettiin parhaimmillaan 100 ng/ml. Virtaussytometriamenetelmällä saatiin alhaisempi detektioraja kuin kaupallisilla pikatesteillä sekä B.a.-itiöiden että botuliinitoksiinin tunnistuksessa.
Johtopäätökset: Virtaussytometria on erittäin käytännöllinen menetelmä bioaerosolien tunnistamisessa. Testatuista B.a.-itiöiden tunnistuskoettimista toinen vasta-aine on toimiva ja varsin tehokas. Sen sijaan toinen vasta-aine ja peptidiligandi eivät olleet käyttökelpoisia virtaussytometriaan perustuvassa tunnistusmenetelmässä. Tutkimuksessa kehitetty botuliinitoksiinin tunnistusmenetelmä osoittautui tehokkaaksi ja spesifiseksi. Menetelmän kehitystyötä on aiheellista jatkaa, sillä menetelmästä voidaan mahdollisesti kehittää toimiva sovellus toksiinien tunnistamista varten.
Asiasanat: bioaerosolien tunnistaminen, biologiset taisteluaineet, virtaussytometria
Tutkimusmenetelmät: Tutkimuksessa testattiin kolmea eri tunnistusmenetelmää, kahta B.a.-itiöille sekä yhtä botuliinitoksiinille. B.a.-itiöiden tunnistusmenetelmistä toinen perustui vasta-ainetunnistukseen ja toinen spesifiseen peptidiligandiin. Botuliinitoksiinin tunnistusmenetelmä perustui vasta-ainetunnistukseen. Tunnistusmenetelmiä testattiin näytteillä, jotka sisälsivät biologista taisteluainetta simuloivaa testiagenssia, eli joko inaktiivisia B.a.-itiöitä tai kaupallista botuliinitoksiinivalmistetta. Testinäytteet valmistettiin lisäämällä testiagenssia veteen kerättyyn ilmanäytteeseen. Näytteet analysoitiin kannettavalla virtaussytometrilla, jolla tunnistuksen onnistuminen havaittiin tunnistuskoettimiin liitettyjen fluoresoivien merkkiaineiden avulla. Tunnistusmenetelmille määritettiin detektiorajat, joita verrattiin kaupallisten immunokromatografisten pikatestien detektiorajoihin.
Tutkimustulokset: Tutkimuksessa testatuista kahdesta B.a.-vasta-aineesta toinen tunnisti hyvin B.a.-itiöitä ilmanäytteistä, ja lisäksi vasta-aineen epäspesifinen kiinnittyminen ilmanäytteen partikkeleihin tai muihin itiöihin oli varsin vähäistä. Sen sijaan toisella vasta-aineella ja peptidiligandikoettimella itiöiden tunnistus oli heikkoa. Botuliinitoksiinin tunnistus ilmanäytteestä onnistui erittäin hyvin tutkimuksessa käytetyllä menetelmällä ja testatuilla vasta-aineilla. Botuliinitoksiinin tunnistusmenetelmän detektiorajaksi määritettiin parhaimmillaan 100 ng/ml. Virtaussytometriamenetelmällä saatiin alhaisempi detektioraja kuin kaupallisilla pikatesteillä sekä B.a.-itiöiden että botuliinitoksiinin tunnistuksessa.
Johtopäätökset: Virtaussytometria on erittäin käytännöllinen menetelmä bioaerosolien tunnistamisessa. Testatuista B.a.-itiöiden tunnistuskoettimista toinen vasta-aine on toimiva ja varsin tehokas. Sen sijaan toinen vasta-aine ja peptidiligandi eivät olleet käyttökelpoisia virtaussytometriaan perustuvassa tunnistusmenetelmässä. Tutkimuksessa kehitetty botuliinitoksiinin tunnistusmenetelmä osoittautui tehokkaaksi ja spesifiseksi. Menetelmän kehitystyötä on aiheellista jatkaa, sillä menetelmästä voidaan mahdollisesti kehittää toimiva sovellus toksiinien tunnistamista varten.
Asiasanat: bioaerosolien tunnistaminen, biologiset taisteluaineet, virtaussytometria