Effect of different anti-aflatoxin antibody isotypes on biosensor and immunoaffinity column performance

Abstract

Antikora dayalı sistemler, gıda ve yemlerde sıklıkla rastlanan aflatoksinlerin tespitinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemlerin başarısı tamamen antikor seçimine bağlıdır. Bu çalışmada, immunoanalitik yöntemleri geliştirirken izotipe dayalı yapısal karakterin antikor seçimindeki önemi değerlendirilmiştir. İmmunoafinite kolon (IAK) ve kuartz kristal mikrotartım (QCM) biyosensörleri geliştirmek amacıyla karşılaştırmalı çalışmalar yürütmek için aflatoksin B1 (AFB1)'e karşı benzer afinitelerde immunoglobulin A (IgA) ve immunoglobulin G (IgG) izotipli fare monoklonal antikorları geliştirildi. Her bir antikor iki sistemde de farklı ama yüksek etkinlikte kullanıldı. IAK'larda antikorların izotipinden ziyade afinitesinin performans üzerinde etkili olduğu görüldü. QCM biyosensörleri geliştirilirken yapılan antikor temelli yarışımlı çalışmalarla IgA izotipli antikorun moleküler ağırlığı daha yüksek olduğu için, IgG'ye göre AFB1 tespit ölçüm aralığının daha geniş olduğu görüldü. Bu çalışma ile dört antijen bağlayabilen IgA antikorlarının mikotoksin analizlerinde kullanımı şimdiye dek ilk defa gösterilmiştir. Aynı zamanda IAK ve immunosensör gelişiminde IgA kullanılabilirliği de ilk defa sunulmaktadır. IgA antikorlarının antikor temelli çalışmaların geliştirilmesinde değerli bir alternatif olduğu da bu şekilde kanıtlanmaktadır.

Antibody based techniques are widely used for the detection of aflatoxins which are potent toxins with a high rate of occurrence in many food and feedstuff. The success of antibody based methods inevitably depends on the choice of the antibody. In this thesis, we evaluated the structural character of the antibody determined by its isotype as an antibody selection parameter for the development of immunoanalytical systems. We developed murine monoclonal antibodies of immunoglobulin A (IgA) and immunoglobulin G (IgG) isotypes with similar affinities to aflatoxin B1 (AFB1) in order to conduct comparative studies in immunoaffinity column (IAC) and Quartz Crystal Microbalance (QCM) immunosensor development. Both antibodies were effectively utilized in either of the systems with distinctive performances. We showed that antibody affinity, rather than isotype was determinative for the performance of IACs. In QCM biosensor development employing competitive immunoassay, the detection range for AFB1 was higher with IgA antibody than IgG due to its higher molecular weight. The monoclonal IgA antibody developed in this research was hitherto the first presentation of quadruple antigen binding IgA monoclonal antibodies in mycotoxin analysis and also the first study of the utilization of IgA antibodies in IAC and immunosensor development. IgA antibodies are proven to be valuable alternatives for immunoassay development.