El inmunoensayo magnético ( MIA ) es un tipo de inmunoensayo de diagnóstico que utiliza perlas magnéticas como marcadores en lugar de enzimas convencionales ( ELISA ), radioisótopos ( RIA ) o fracciones fluorescentes (inmunoensayos fluorescentes) [1] para detectar un analito específico . El MIA implica la unión específica de un anticuerpo a su antígeno, donde una etiqueta magnética se conjuga a un elemento del par. La presencia de perlas magnéticas es luego detectada por un lector magnético ( magnetómetro ) que mide el cambio de campo magnético inducido por las perlas. La señal medida por el magnetómetro es proporcional a la concentración de analito (virus, toxina, bacteria, marcador cardíaco, etc.) en la muestra inicial.
Las perlas magnéticas están hechas de partículas de óxido de hierro de tamaño nanométrico encapsuladas o pegadas entre sí con polímeros. Estas perlas magnéticas varían de 35 nm a 4,5 μm. Las nanopartículas magnéticas que las componen varían de 5 a 50 nm y exhiben una cualidad única denominada superparamagnetismo en presencia de un campo magnético aplicado externamente. [2] Descubierta por primera vez por el francés Louis Néel , ganador del Premio Nobel de Física en 1970, esta cualidad superparamagnética ya se ha utilizado para aplicaciones médicas en imágenes por resonancia magnética (IRM) y en separaciones biológicas, pero aún no para el etiquetado en aplicaciones de diagnóstico comercial. Las etiquetas magnéticas presentan varias características muy bien adaptadas para tales aplicaciones: [ cita requerida ]
El inmunoensayo magnético (MIA) es capaz de detectar moléculas o patógenos seleccionados mediante el uso de un anticuerpo marcado magnéticamente. Funciona de manera similar a la de un ELISA o Western Blot, y se utiliza un proceso de unión de dos anticuerpos para determinar las concentraciones de analitos. El MIA utiliza anticuerpos que recubren una perla magnética. Estos anticuerpos se unen directamente al patógeno o molécula deseados y la señal magnética emitida por las perlas unidas se lee utilizando un magnetómetro. El mayor beneficio que esta tecnología proporciona para la inmunotinción es que se puede realizar en un medio líquido, mientras que métodos como ELISA o Western Blot requieren un medio estacionario al que se una el objetivo deseado antes de que se pueda aplicar el anticuerpo secundario (como HRP [Peroxidasa de Rábano Picante]). Dado que el MIA se puede realizar en un medio líquido, se puede realizar una medición más precisa de las moléculas deseadas en el sistema modelo. Dado que no es necesario realizar ningún aislamiento para lograr resultados cuantificables, los usuarios pueden monitorear la actividad dentro de un sistema, obteniendo así una mejor idea del comportamiento de su objetivo. [ cita requerida ]
Las formas en que se puede producir esta detección son muy numerosas. La forma más básica de detección es pasar una muestra a través de una columna de gravedad que contiene una matriz de polietileno con el anticuerpo secundario. El compuesto diana se une al anticuerpo contenido en la matriz y cualquier sustancia residual se elimina utilizando un tampón seleccionado. A continuación, los anticuerpos magnéticos pasan a través de la misma columna y, después de un período de incubación, cualquier anticuerpo no unido se elimina utilizando el mismo método que antes. La lectura obtenida de las perlas magnéticas unidas al objetivo que es capturada por los anticuerpos en la membrana se utiliza para cuantificar el compuesto diana en solución. [ cita requerida ]
Además, debido a que su metodología es tan similar a ELISA o Western Blot, los experimentos de MIA se pueden adaptar para utilizar la misma detección si el investigador desea cuantificar sus datos de manera similar.
Un instrumento simple puede detectar la presencia y medir la señal magnética total de una muestra; sin embargo, el desafío de desarrollar un MIA efectivo es separar el fondo magnético natural (ruido) del objetivo débilmente marcado magnéticamente (señal). Se han empleado varios enfoques y dispositivos para lograr una relación señal-ruido (SNR) significativa para aplicaciones de biodetección: [ cita requerida ]
Pero mejorar la relación señal-ruido a menudo requiere un instrumento complejo para proporcionar un escaneo repetido y una extrapolación a través del procesamiento de datos, o una alineación precisa del objetivo y el sensor de tamaño miniatura y coincidente. Más allá de este requisito, la MIA que explota las propiedades magnéticas no lineales de las etiquetas magnéticas [ cita requerida ] puede utilizar eficazmente la capacidad intrínseca de un campo magnético para pasar a través del plástico, el agua, la nitrocelulosa y otros materiales, lo que permite mediciones volumétricas reales en varios formatos de inmunoensayo. A diferencia de los métodos convencionales que miden la susceptibilidad de los materiales superparamagnéticos, una MIA basada en magnetización no lineal elimina el impacto 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 de susceptibilidad típicos de -10 −5 (dia) o +10 −3 (para), cuando uno está investigando cantidades muy pequeñas de materiales superparamagnéticos, como nanogramos por prueba, la señal de fondo generada por los materiales auxiliares no se puede ignorar. En el método MIA, basado en las propiedades magnéticas no lineales de las etiquetas magnéticas, las perlas se exponen a un campo magnético alterno en dos frecuencias, f1 y f2. En presencia de materiales no lineales, como las etiquetas superparamagnéticas, se puede registrar una señal 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 posible el inmunoensayo magnético en una variedad de formatos como:
También se describió para aplicaciones in vivo [4] y para pruebas multiparamétricas.
MIA es una técnica versátil que se puede utilizar para una amplia variedad de prácticas.
Actualmente se ha utilizado para detectar virus en plantas para atrapar patógenos que normalmente devastarían los cultivos, como el virus de la hoja en abanico de la vid , [5] [ cita completa requerida ] y el virus X de la papa . Sus adaptaciones ahora incluyen dispositivos portátiles que permiten al usuario recopilar datos confidenciales en el campo. [6] [ cita completa requerida ]
La MIA también se puede utilizar para controlar los medicamentos terapéuticos. Un informe de caso de un paciente de trasplante de riñón de 53 años [7] [ cita completa requerida ] detalla cómo los médicos pudieron alterar las cantidades del medicamento terapéutico.
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