Аналитические характеристики новых иммуноферментных тест-систем на бета-лактамные антибиотики в пищевой продукции и продовольственном сырье

Исследованы аналитические характеристики двух разработанных микропланшетных тест-систем для прямого конкурентного иммуноферментного анализа бета-лактамных антибиотиков. Одна из систем «ПРОДОСКРИН^® ИФА-Бета-Лактам» включает рекомбинантный микробный рецептор бета-лактамов, который распознает и связывает как пенициллины, так и цефалоспорины. Вторая биоаналитическая система «ПРОДОСКРИН^® ИФА-Пенициллин» основана на взаимодействии пенициллинов со специфичными к ним высокоаффинными поликлональными антителами. Калибраторы для построения градуировочного графика в обоих случаях готовят путем последовательного разведения раствора ампициллина, и массовая доля суммы бета-лактамов или пенициллинов в образцах измеряется относительно концентрации этого антибиотика. Найдены показатели специфичности обеих тест-систем, рассчитаны параметры точности выполнения измерений, установлены диапазоны определений и охарактеризована область применения соответствующих методик иммуноферментного анализа. Для тест-системы «ПРОДОСКРИН^® ИФА-Бета-Лактам» показано наличие смещения результатов измерений массовой доли антибиотиков в кисломолочной продукции, мясе и субпродуктах, что учтено при расчете суммарной неопределенности методики. Метрологически аттестованные рабочие характеристики, область применения и порядок проведения анализа с использованием тест-системы «ПРОДОСКРИН^® ИФА-Пенициллин» соответствуют описанию в МВИ.МН 5336-2015.

1. Влияние антибиотиков, использующихся в животноводстве, на распространение лекарственной устойчивости бактерий (обзор) / И. С. Сазыкин [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. - 2021. - Т. 57, № 1. - С. 24-35. https://doi.org/10.31857/S0555109921010335

2. Improved enzyme immunoassay for group-specific determination of penicillins in milk / A. Strasser [et al.] // Food Agric. Immunol. - 2003. - V. 15, № 2. - P. 135-143. https://doi.org/10.1080/09540100400003493

3. Production of penicillin-specific polyclonal antibodies for a group specific screening ELISA / P. Cliquet [et al.] // Food Agric. Immunol. - 2007. - V. 18, № 3-4. - P. 237-252. https://doi.org/10.1080/09540100701802908

4. A broadly applicable approach to prepare monoclonal anti-cephalosporin antibodies for immunochemical residue determination in milk / A. Bremus [et al.] // Anal. Bioanal. Chem. - 2012. - № 2. - P. 403:503-515. https://doi.org/10.1007/s00216-012-5750-z

5. Synthesis of novel hapten and production of generic monoclonal antibody for immunoassay of penicillins residues in milk / S.N. Jiao [et al.] // J. Environ. Sci. Health. B. - 2013. - V. 48, № 6. - P. 486-494. https://doi.org/10.1080/03601234.2013.761908

6. Integration of antibody-antigen and receptor-ligand reactions to establish a gold strip biosensor for detection of 33 -lactam antibiotics / Y. Li [et al.] // Sci. China Mater. - 2021. - V. 64, № 8. - P. 2056-2066. https://doi.org/doi.org/10.1007/s40843-020-1578-0

7. Конъюгаты аминопенициллинов с белками: синтез, иммуногенные свойства и связывание с рецептором бета-лактамов и антителами / О. В. Куприенко [и др.] // Биоорганическая химия. - 2022. - Т. 48, №1. - С. 75-86. https://doi.org/10.31857/S0132342322010067

8. Penicillin binding proteins: key players in bacterial cell cycle and drug resistance processes / P. Macheboeuf [et al.] // FEMS Microbiol. Rev. - 2006. - V. 30, № 5. - P. 673-691. https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2006.00024.x

9. The penicillin-binding proteins: structure and role in peptidoglycan biosynthesis / E. Sauvage [et al.] // FEMS Microbiol. Rev. - 2008. - V. 32, № 3. - P. 234-258. https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2008.00105.x

10. Development of a rapid multi-residue assay for detecting -lactams using penicillin binding protein 2x* / K. Zeng [et al.] // Biomed. Environ. Sci. - 2013. - V. 26, №2. - P. 100-109. https://doi.org/10.3967/0895-3988.2013.02.004

11. A gold immunochromatographic assay for the rapid and simultaneous detection of fifteen -lactams / Y. Chen [et al.] // Nanoscale. - 2015. - V. 7, № 39. - P. 16381-16388. https://doi.org/10.1039/c5nr04987c

12. Серченя Т. С. Прямое конъюгирование пенициллинов и цефалоспоринов с белками для рецепторного анализа бета-лактамных антибиотиков / Т. С. Серченя, И. В. Горбачева, О. В. Свиридов // Биоорганическая химия. - 2022. - Т. 48. №1. - С. 63-74. https://doi.org/10.31857/S0132342322010122

13. Identification of BlaR, the signal transducer for beta-lactamase production in Bacillus licheniformis, as a penicillin-binding protein with strong homology to the OXA-2 beta-lactamase (class D) of Salmonella typhimurium / Y.F. Zhu [et al.] // Journal of Bacteriology. - 1990. - V. 172, № 2. - P. 1137-1141. https://doi.org/10.1128/jb.172.2.1137-1141.1990

14. Expression in Escherichia coli of the carboxy terminal domain of the BLAR sensory-transducer protein of Bacillus licheniformis as a water-soluble Mr 26 000 penicillin-binding protein / B. Joris [et al.] // FEMS Microbiology Letters. - 1990. - Vol. 70, № 1. - P. 107-113. https://doi.org/10.1016/0378-1097(90)90111-3

15. The kinetic properties of the carboxy terminal domain of the Bacillus licheniformis 749/I BlaR penicillinreceptor shed a new light on the derepression of beta-lactamase synthesis / V. Duval [et al.] // Mol. Microbiol. - 2003. - Vol. 48, № 6. - P. 1553-1564. https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.2003.03520.x

16. Development of a direct ELISA based on carboxy-terminal of penicillin-binding protein BlaR for the detection of b-lactam antibiotics in foods / J. Peng [et al.] // Anal. Bioanal. Chem. - 2013. - V. 405, №. 27. - P. 8925-8933. https://doi.org/10.1007/s00216-013-7311-5

17. Analysis of the stability and affinity of BlaR-CTD protein to -lactam antibiotics based on docking and mutagenesis studies / J. Ning [et al.] // J. Biol. Eng. - 2019. - V. 13, № 1. - P. 27-43. https://doi.org/doi.org/10.1186/s13036-019-0157-4

18. Rapid Detection of 21 -Lactams using Immunochromatographic Assay Based on Mutant BlaR-CTD Protein from Bacillus Licheniformis / Y. Li [et al.] // Analyst. - 2020. - V. 145, № 9. P. 3257-3265. https://doi.org/10.1039/d0an00421a

19. Метод количественного определения активного рецептора бета-лактамных антибиотиков BLAR-CTD для биоаналитического применения / Т.С. Серченя [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. - 2023. - Т. 59, № 1. - С. 81-95. https://doi.org/10.31857/S0555109923010105

20. Crystal Structure of the Sensor Domain of the BlaR Penicillin Receptor fromBacillus licheniformis / F. Kerff [et al.] // Biochemistry. - 2003 - V. 42, № 44. - P. 12835-12843. https://doi.org/10.1021/bi034976a

21. Количественное описание неопределенности в аналитических измерениях. Руководство ЕВРАХИМ/ СИТАК CG 4. Третье издание. Пер. с англ. Р. Л. Кадиса [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.eurachem.org/images/stories/Guides/pdf/QUAM2012_P1_RU_V2.pdf. - Дата доступа: 10.07.2024.

22. СТБ ISO 5725-2-2022. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений. - Взамен СТБ ИСО 5725-2-2002. - Введ. 01.01.2023. - Минск: Госстандарт,2022. - 70 с.

23. VAM Project 3.2.1 Development and Harmonization of Measurement Uncertainty Principles Part (d): Protocol for uncertainty evaluation from validation data / V.J. Barwick, S.L.R. Ellison. - LGC (Teddington) Limited, 2000. - 90 c.

24. СТБ ИСО 5725-3-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 3. Промежуточные показатели прецизионности стандартного метода измерений. - Введен впервые 01.07.2003. - Минск: Госстандарт,2022. - 35 с.

25. СТБ ИСО 5725-6-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике. - Введен впервые 01.07.2003. - Минск: Госстандарт,2002. - 48 с.