mesЭкстремальная биомедицинаExtreme Medicine3033-89643033-8972Centre for Strategic Planning of the Federal Medical and Biological Agency10.47183/mes.2023.039mes-26Research ArticleОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕORIGINAL RESEARCHВыявление стафилококкового энтеротоксина типа В в молочной продукции иммунохроматографией с визуальной и видеоцифровой детекциейIdentification of staphylococcal enterotoxin B in dairy products by immunochromatography with visual and digital video detectionЯрковС. П.YarkovS. P.

Сергей Петрович Ярков

Волоколамское шоссе, д. 75, корпус 1, г. Москва, 125424

Sergey P. Yarkov

Volokolamskoe sh., 75, korp. 1, Moscow, 125424

diasol@dol.ruТретьяковС. И.TretyakovS. I.

Москва

Moscow

ШиленкоИ. В.ShilenkoI. V.

Москва

Moscow

ИшковЮ. Н.IshkovYu. N.

Москва

Moscow

СтяжкинК. К.StyazhkinK. K.

Москва

Moscow

Государственный научно-исследовательский институт биологического приборостроения Федерального медико-биологического агентстваРоссияState Scientific Research Institute of Biological Engineering of Federal Medical Biological AgencyRussian Federation2023221020242538691Copyright © Ярков С.П., Третьяков С.И., Шиленко И.В., Ишков Ю.Н., Стяжкин К.К., 20242024Ярков С.П., Третьяков С.И., Шиленко И.В., Ишков Ю.Н., Стяжкин К.К.Yarkov S.P., Tretyakov S.I., Shilenko I.V., Ishkov Y.N., Styazhkin K.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.extrememedicine.ru/jour/article/view/26

Выявление стафилококковых энтеротоксинов в продуктах питания является важной задачей профилактики пищевых отравлений. Целью исследования были разработка иммунохроматографических тестов (ИХТ) для обнаружения стафилококковых энтеротоксинов типов А (SEA) и В (SEB), а также повышение чувствительности иммунохроматографического выявления стафилококковых энтеротоксинов (на примере SEB) в молочных продуктах по сравнению с визуальным наблюдением за счет регистрации результатов анализа приборами видеоцифровой регистрации (ВЦР), использующими принцип обработки цифровых изображений иммунохроматограмм при освещении в различных спектральных диапазонах. ИХТ для выявления энтеротоксинов были сконструированы в «сэндвич»-формате на основе высокоспецифичных моноклональных антител (МКА) к стафилококковым энтеротоксинам. Анализу подвергались молоко, сливки, сметана, сыр, искусственно контаминированные SEB. Результаты анализа фиксировали визуально и с помощью ВЦР. Осуществление ВЦР иммунохроматограмм молочных продуктов, содержащих энтеротоксин, при освещении белым светом в диапазоне длин волн 400–800 нм повышает чувствительность выявления SEB в 4 раза, а при освещении зеленым в диапазоне спектра при максимуме длины волны 525 нм — в 4–8 раз по сравнению с визуальной регистрацией. Использование видеоцифровых анализаторов иммунохроматограмм «Рефлеком» и «Зондаж» кратно повышает чувствительность выявления SEB иммунохроматографическим методом при анализе молочных продуктов по сравнению с визуальным методом регистрации.

Detection of staphylococcal enterotoxins in food products is an important task of food poisoning prevention. The study was aimed to develop immunochromatography tests (ICTs) for detection of staphylococcal enterotoxins А (SEA) and be В (SEB), as well as to improve sensitivity of immunochromatography detection of staphylococcal enterotoxins (by the example of SEB) in dairy products relative to visual assessment by recording the analysis results with digital video recorders (DVR) using the principle of processing digital immunochromatogram images acquired using illumination in various spectral ranges. ICTs for detection of enterotoxins were designed as sandwich tests based on highly specific monoclonal antibodies (MABs) against staphylococcal enterotoxins. Milk, cream, sour cream, cheese artificially contaminated with SEB were analyzed. The analysis results were recorded visually or by DVR. DVR of immunochromatograms of the enterotoxin-containing dairy products acquired using illumination with white light in the wavelength range of 400–800 nm ensures a 4-fold increase in the SEB detection sensitivity, while that involving illumination with green light in the wavelength range having its maximum at 525 nm ensures a 4–8-fold increase relative to visual recording. The use of the “Reflecom” and “Zondazh” digital video immunochromatogram analyzers multiplies sensitivity of SEB detection by immunochromatography when assessing dairy products relative to visual recording.

стафилококковые энтеротоксины типов А и Виммунохроматографиявидеоцифровая регистрация результатовмолочные продуктыstaphylococcal enterotoxin types А and Bimmunochromatographyvideo digital registration of resultsdairy productsИсследования проводили в рамках государственного заказа Федерального медико-биологического агентства России (ГК № 42.001.22.6).The study was conducted as part of the State Assignment of the Federal Medical Biological Agency of Russia (GK № 42.001.22.6).ReferencesPinchuk IV, Beswick EJ, Reyes VE. Staphylococcal enterotoxins. Toxins. 2010; 2 (8): 2177–97. DOI: 10.3390/toxins2082177.Pinchuk IV, Beswick EJ, Reyes VE. Staphylococcal enterotoxins. Toxins. 2010; 2 (8): 2177–97. DOI: 10.3390/toxins 2082177.Savini F, Romano A, Giacometti F, Indio V, Pitti M, Decastelli L, et al. Investigation of a Staphylococcus aureus sequence type 72 food poisoning outbreak associated with food-handler contamination in Italy. Zoonoses Public Health. 2023; 70: 411–9.Savini F, Romano A, Giacometti F, Indio V, Pitti M, Decastelli L, et al. Investigation of a Staphylococcus aureus sequence type 72 food poisoning outbreak associated with food-handler contamination in Italy. Zoonoses Public Health. 2023; 70: 411–9.Goudsmit A, Markowicz S, Lali S-E, Cherif1 S. Food poisoning due to a TSST1-producing Staphylococcus aureus. ID Cases. 2021; DOI: 10.1016/j.idcr.2021.e01272.Goudsmit A, Markowicz S, Lali S-E, Cherif1 S. Food poisoning due to a TSST1-producing Staphylococcus aureus. ID Cases. 2021; DOI: 10.1016/j.idcr.2021.e01272.МУК 4.2.2429-08 «Метод определения стафилококковых энтеротоксинов в пищевых продуктах» [последнее цитирование 4 июля 2023 г.]. Доступно по ссылке: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293829/4293829076.htm#i183860/.MUK 4.2.2429-08 «Metod opredeleniya stafilokokkovykh enterotoksinov v pishchevykh produktakh» [cited 2023 July 4]. Available from: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293829/4293829076.htm#i183860/. Russian.МУК 4.2.2879-11 «Методы определения стафилококковых энтеротоксинов в пищевых продуктах». Дополнения и изменения 1 к МУК 4.2.2429-08 [последнее цитирование 4 июля 2023 г.]. Доступно по ссылке: https://files.stroyinf.ru/Data2/0/4294809/4294809581.htm.MUK 4.2.2879-11 «Metody opredeleniya stafilokokkovykh enterotoksinov v pishchevykh produktakh». Dopolneniya i izmeneniya 1 k MUK 4.2.2429-08 [cited 2023 July 4]. Available from: https://files.stroyinf.ru/Data2/0/4294809/4294809581.htm. Russian.Bennett RW, Halt JM. Bacterial Analytical Manual online. US Food and Drug Administration. 2011 [cited 2023 July 6]. Available from: http://www.fda.gov/Food/ScienceResearch/LaboratoryMethods/BacteriologicalAnalyticalManualBAM/default.htm.Bennett RW, Halt JM. Bacterial Analytical Manual online. US Food and Drug Administration. 2011 [cited 2023 July 6]. Available from: http://www.fda.gov/Food/ScienceResearch/LaboratoryMethods/BacteriologicalAnalyticalManualBAM/default.htm.Любавина И. А., Бровко Ф. А., Валякина Т. И., Вертиев Ю. В., Гришин Е. В. Методы экспресс-анализа стафилококкового энтеротоксина А в продуктах питания. Биоорганическая химия. 2014; 40 (2): 186–95. DOI: 10.7868/S0132342314020109.Lyubavina IA, Brovko FA, Valyakina TI, Vertiev YuV, Grishin EV. Metody ekspress-analiza stafilokokkovogo enterotoksina A v produktakh pitaniya. Bioorganicheskaya khimiya. Russian.Еремкин А. В., Ипатов С. С., Куклина Г. В., Печёнкин Д. В., Кытманов А. А., Тихвинская О.В., и др. Разработка иммуноферментных тест-систем и иммунохроматографических наборов реагентов, предназначенных для выявления стафилококковых энтеротоксинов типов А и В. Проблемы особо опасных инфекций. 2021; 2: 94–9. DOI: 10.21055/0370-1069-2021-2-94-99.Eremkin AV, Ipatov SS, Kuklina GV, Pechenkin DV, Kytmanov AA, Tikhvinskaya OV, et al. Development of Elisa Test-Systems and Immune-Chromatographic Reagent Panel Designed for the Detection of Staphylococcal Enterotoxins of A and B Types. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2021; 2: 94–9. DOI: 10.21055/0370-1069-2021-2-94-99. Russian.Ярков С. П., Третьяков С. И., Шаулина Е. К., Бровкина А. Н., Храмов Е. Н. Повышение чувствительности иммунохроматографических тестов для выявления возбудителя сибирской язвы и стафилококкового энтеротоксина типа В на основе усиления серебром и инструментальной регистрации. Медицина экстремальных ситуаций. 2019; 21 (3): 455–63.Yarkov SP, Tretyakov SI, Shaulina EK, Brovkina AN, Khramov EN. Elevation the sensitivity of immunochromatographic tests to identify the causative agent of anthrax and staphylococcal enterotoxin type b based on silver amplification and instrumental recording. Extreme Medicine. 2019; 21 (3):455–63. Russian.Ярков С. П., Третьяков С. И. Иммунохроматографический анализ для выявления стафилококкового энтеротоксина типа В с использованием бифункциональных наночастиц золота. Международный научно-исследовательский журнал. 2021; 10 (112): 113–20. DOI: 10.23670/IRJ.2021.112.10.019.Yarkov SP, Tretyakov SI. Lateral flow test for the detection of staphylococcal enterotoxin type b using bifunctional gold nanoparticles. International research journal. 2021; 10 (112): 113–20. DOI: 10.23670/IRJ.2021.112.10.019. Russian.Урусов А. Е., Жердев А. В., Старовойтова Т. А., Венгеров Ю. Ю., Дзантиев Б. Б. Приборная регистрация иммунохроматографических экспресс-тестов. Клиническая лабораторная диагностика. 2016; 61 (3): 173–9. DOI: 10.18821/0869-2084-2016-3-173-179.Urusov AE, Jerdev AV, Starovoitova TA, Vengerov YuYu, Dzantiev BB. The device registration of immune chromatographic express-tests. Russian Clinical Laboratory Diagnostics. 2016; 61 (3): 173–9. DOI: 10.18821/0869-2084-2016-3-173-179. Russian.Артюшин Л. Ф. Основы воспроизведения цвета в фотографии, кино и полиграфии. М.: Искусство, 1970; 548 с.Artyushin LF. Osnovy` vosproizvedeniya czveta v fotografii, kino i poligrafii. M.: Iskusstvo, 1970; 548 s. Russian.Dzantiev BB, Byzova NA, Urusov AE, Zherdev AV. Immunochromatographic methods in food analysis. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2014; 55: 81–93.Dzantiev BB, Byzova NA, Urusov AE, Zherdev AV. Immunochromatographic methods in food analysis. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2014; 55: 81–93.Zherdev AV, Dzantiev BB. Ways to reach lower detection limits of lateral flow immunoassays. Journal of Analytical Chemistry. 2022; 77 (4): 298–311. DOI: 10.5772/intechopen.76926.Zherdev AV, Dzantiev BB. Ways to reach lower detection limits of lateral flow immunoassays. Journal of Analytical Chemistry. 2022; 77 (4): 298–311. DOI: 10.5772/intechopen.76926.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.