Membrane methods for the production of horseradish peroxidase conjugates for the detection of viral infections

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

An approach to the use of membrane filtration in the development of techniques for the preparation of horseradish peroxidase-based conjugates for the determination of viral infections has been proposed. It is shown that this approach is much simpler, faster and cheaper than the chromatographic approach. There are practically no losses of conjugates during purification of components. A technique for membrane purification of horseradish peroxidase and its analysis by capillary electrophoresis is proposed. The technique also allows preparation of horseradish peroxidase and virus antigen conjugate for use in enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for detection of class M antibodies to the virus (in modification of M antibody capture). The practice of using a variety of diagnostic kits prepared using this approach, for example in ELISA test systems, for the diagnosis of diseases caused by West Nile virus, Crimean-Congo haemorrhagic fever, tick-borne encephalitis, etc. is described.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. M. Shkinev

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, RAS

Author for correspondence.
Email: vshkinev@mail.ru
Russian Federation, Moscow, Russia

V. F. Larichev

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology & Microbiology

Email: vlaritchev@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 123098

D. A. Trofimov

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, RAS

Email: vshkinev@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

References

  1. Шеховцова Т.Н., Веселова И.А., Мугинова С.В. Ферментативные методы анализа: новые подходы и области применения // Известия АН наук. Серия химическая. 2007. № 4. С. 583. (Shekhovtsova T.N., Muginova S.V., Veselova I.A. Enzymatic methods of analysis: Novel approaches and applications // Russ. Chem. Bull. 2007. Т. 56. № 4. Р. 606.)
  2. Ahmad M.S., Shah N., Akbar Z., Khan T., Ali A. Simple two-step purification and characterization of peroxidase from Citrullus colocynthis // Nat. Prod. Res. 2024. V. 38. № 19. P. 3374.
  3. Кропанева М.Д., Храмцов П.В., Бочкова М.С., Раев М.Б. Разработка модельного иммунофильтрационного анализа с использованием конъюгата на основе пероксидазы хрена // Российский иммунологический журнал. 2023. Т. 26. № 3. С. 313.
  4. Nakane P.K., Kawaoi A. Peroxidase-labeled antibody a new method of conjugation // J. Histochem. Cytochem. 1974. V. 22. № 12. P. 1084.
  5. Николаевa К.Г., Ермаков С.С., Ермоленко Ю.Е., Наволоцкая Д.В., Оффенхойзерc А., Мурзинаc Ю.Г. Биосенсоры на основе пероксидазы хрена с различными типами нанотрансдъюсеров для определения пероксида водорода |// Журн. аналит. химии. 2021. Т. 76. № 4. С. 350. (Nikolaev K.G., Ermakov S.S., Ermolenko Y.E., Navolotskaya D.V., Offenhäusser A., Mourzina Y.G. Horseradish peroxidase-based biosensors with different nanotransducers for the determination of hydrogen peroxide // J. Anal. Chem. 2021. Т. 76. № 4. Р. 510.)
  6. Гребенникова О.В., Сульман А.М., Шиманская Е.И., Филатова А.Е. Синтез биокаталитических систем с использованием пероксидазы корня хрена // Вестн. Тверского гос. ун-та. Сер. Химия. Физическая химия. 2022. № 2 (48). С. 7.
  7. Иммунологические методы / Под ред. Г. Фримеля. 1987. М.: Медицина, 1987. С. 436.
  8. Иммуноферментный анализ / Под ред. Т.Г. Нго, Г. Ленхоффа. М.: Мир, 1988. С. 174.
  9. Колясников О.В., Григоренко В.Г., Егоров А.М., Lange S., Schmid R.D. Получение рекомбинантного конъюгата пероксидазы хрена с Fab фрагментом антител с использованием экспрессионной системы Pichia pastoris // Acta Naturae. 2011. Т. 3. № 3 (10). С. 88.
  10. Григоренко В.Г., Андреева И.П., Рубцова М.Ю., Егоров А.М. Рекомбинантная пероксидаза хрена: получение и использование в аналитических целях // Биохимия. 2015. Т. 80. № 4. С. 480.
  11. Медянцева Э.П., Бейлинсон Р.М., Николаенко А.И., Будников Г.К. Пероксидаза хрена – аналитические возможности при определении зеараленона // Журн. аналит. химии. 2022. Т. 77. № 6. С. 522. (Medyantseva E.P., Beilinson R.M., Nikolaenko A.I., Budnikov H.C. Horseradish peroxidase: Analytical capabilities in the determination of zearalenone // J. Anal. Chem. 2022. Т. 77. № 6. Р. 671.)
  12. Трусова И.Н. Дис. … канд. биол. наук. Москва: Научно-исследовательский институт вирусологии им. Д.И. Ивановского, 2013.
  13. Мембраны, фильтрующие элементы, мембранные технологии: каталог. Владимир: ЗАО НТЦ “Владипор”.
  14. Твердофазный иммуноферментный метод (ТИФМ, ELISA) / Методические рекомендации. Организация эколого-эпидемиологического мониторинга территории Российской Федерации с целью противоэпидемической защиты населения и войск / Под ред. Д.К. Львова. М., 1995. С. 71.
  15. Calisher C.H., Petzman C.I., Muyh D.J., Parsons M.A. Serodiagnosis of La Cross Virus infections in humans by detections of immunoglobulin M class antibodies // J. Clin. Microbiol. 1986. V. 23. P. 667.
  16. Ларичев В.Ф., Козлова А.А., Сайфуллин М.А., Хуторецкая Н.В., Шкинев В.М., Бутенко А.М. Иммуноферментные тест-системы для диагностики эндемичных для России и завозных тропических арбовирусных инфекций // Эпидемиология и инфекционные болезни. Вирусные и тропические заболевания. 2015. Т. 20. № 6. С. 44.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Membrane installation for obtaining components of diagnostic systems.

Download (589KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Spectrum of a 1 mg/ml horseradish peroxidase sample solution. Conditions: 40/10 input, 4 mM phosphate buffer solution with pH 7.4. Wavelength 220 nm, voltage 25 kV, current 26 μA, 25°C.

Download (297KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Spectrum of the solution after membrane purification. Determination conditions: 40/10 input, 4 mM phosphate buffer solution with pH 7.4. Wavelength 220 nm, voltage 25 kV, current 26 μA, 25 °C (as in the case of the original sample).

Download (172KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Data on the assessment of the activity and specificity of the immunoglobulin conjugate to the Crimean-Congo hemorrhagic fever virus in ELISA.

Download (98KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Membrane cells for purification of horseradish peroxidase and obtaining conjugates.

Download (252KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences