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Updated: Jan 8, 2026

Development of a Lateral Flow Immunochromatographic Strip for Rapid and Quantitative Detection of Small Molecule Compounds
Published on: November 13, 2021
Desarrollo de un Inmunoensayo de Flujo Lateral Sensible Utilizando Fragmentos de Cadena Sola Variable de Conejo
Ngoc Minh Nguyen1, Ryosuke Mukai1, Makoto Nita1
1Faculty of Molecular Chemistry and Engineering, Kyoto Institute of Technology, Kyoto 606-8585, Japan.
Insights
Desarrollamos una plataforma novedosa de inmunoensayo de flujo lateral (LFIA) que utiliza fragmentos de anticuerpos fusionados con proteínas de unión para mejorar el rendimiento diagnóstico. Esta innovación mejora la sensibilidad de detección de antígenos y la reproducibilidad en las pruebas de atención primaria.
Área de la Ciencia:
- Biotecnología
- Inmunotecnología
- Ciencia de Materiales
Sus antecedentes:
- Los inmunoensayos de flujo lateral (LFIA) son cruciales para el diagnóstico rápido en el punto de atención.
- La inmovilización tradicional de anticuerpos en membranas de nitrocelulosa (NC) tiene limitaciones.
- Se necesitan estrategias de inmovilización mejoradas para mejorar el rendimiento de los LFIA.
Objetivo del estudio:
- Desarrollar una plataforma LFIA innovadora utilizando fragmentos de anticuerpos genéticamente fusionados con proteínas de unión a NC (NBP).
- Mejorar la estabilidad y orientación de la inmovilización de anticuerpos en membranas de NC.
- Mejorar la sensibilidad y reproducibilidad de los LFIA.
Principales métodos:
- Cribado de 21 NBPs candidatas, identificando la lactoferrina (LF) como superior.
- Construcción y expresión de proteínas de fusión de fragmentos de cadena variable-LF (scFv-LF).
- Utilización de injerto de regiones determinantes de complementariedad (CDR) para variantes de scFv-LF.
- Evaluación del rendimiento en ensayos de dot blot, ELISA y flujo lateral.
Principales resultados:
- La lactoferrina demostró una adsorción robusta y estable en las membranas de NC.
- Las proteínas de fusión scFv-LF mostraron una alta actividad de unión al antígeno en un amplio rango de pH.
- Las variantes de scFv-LF con injerto de CDR (por ejemplo, B1R/C2R) mejoraron significativamente la actividad del antígeno y la intensidad de la señal.
- La fusión scFv-LF B1R/C2R logró un límite de detección 100 veces menor para la proteína nucleocápside del virus de la gripe B.
Conclusiones:
- La plataforma de fusión scFv-LF permite la inmovilización estable y orientada de anticuerpos en membranas de NC.
- Este enfoque mejora sustancialmente la sensibilidad y reproducibilidad de los LFIA.
- La estrategia modular de injerto de CDR facilita la personalización rápida para diagnósticos de próxima generación.
Abstract:
Lateral-flow immunoassays (LFIAs) are increasingly used as diagnostic tools for point-of-care testing because of their speed, simplicity, and cost-effectiveness. However, traditional antibody immobilization techniques, which primarily rely on the passive antibody adsorption onto nitrocellulose (NC) membranes, have notable limitations. Accordingly, we developed an innovative LFIA platform that integrates recombinant rabbit single-chain variable fragments (scFvs) genetically fused with NC-binding proteins (NBPs) to enhance immobilization and overall performance. Twenty-one candidate proteins were screened, of which lactoferrin emerged as a superior NBP because of its robust and stable adsorption onto NC membranes, even in the presence of surfactants. Fusion constructs of scFvs and lactoferrin (LF) (designated scFv-LF) were constructed and expressed in ExpiCHO cells. The purified scFv-LF proteins maintained high antigen-binding activity across a wide pH range (2-13) and exhibited improved performance in dot blot assays, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and lateral flow formats compared to scFvs alone. A complementarity-determining region (CDR)-grafting strategy was used to produce scFv-LF variants with modified regions that retained the C2R framework. C1R/C2R and B1R/C2R fusion proteins demonstrated enhanced antigen activity and high signal intensities. B1R/C2R scFv-LF fusion achieved a 100-fold lower detection limit for influenza B nucleocapsid protein than its nonfused counterpart. Overall, the scFv-LF fusion platform is a powerful solution for achieving stable and oriented antibody immobilization on NC membranes, substantially enhancing the sensitivity and reproducibility of LFIA systems. This modular approach facilitates the rapid customization of a diverse range of antigens through CDR grafting, paving the way for next-generation diagnostic developments.
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