Automation of bead-based ELISA for SARS-CoV-2 neutralizing antibody on the Opentrons OT-2 with an on-deck Heater-Shaker Module

当识别到病毒成分时，细胞介导的免疫反应会触发针对病毒抗原的中和抗体的分泌，例如严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）上的核衣壳（N）蛋白和刺突（S）蛋白。抗体检测可用于检测血清中是否存在这些中和抗体，从而了解人群中SARS-CoV-2感染是否已消退或过去曾感染过SARS-CoV-2，以便更好地了解SARS-CoV-2的流行病学。这些检测是确定临床试验期间和大规模接种后疫苗效力的常用工具。

抗体检测通常使用酶联免疫吸附试验（ELISA）进行，这是一种通过高度特异的抗体抗原相互作用来检测和量化患者体液标本中的目标分子（例如抗体）的技术。对于典型的用于抗体检测的夹心ELISA，第一步是将SARS-CoV-2抗原连接到96孔或12孔条的固体表面上，这些条可以组装在适合96孔微孔板读取器的框架上。然后将样品添加到孔中，通过与抗原结合和固定，捕获抗SARS-CoV-2抗体。检测抗体通常是一种识别人类IgG并携带辣根过氧化物酶（HRP）的抗体，当存在酶的底物时，会生成可测量和量化的颜色信号。吸光度与样品中抗SARS-CoV-2中和抗体的水平成比例。

作为另一种选择，磁珠也可以用作ELISA中的固体表面。其优点包括增加的可用表面积和在整个样品处理过程中均匀分布的磁珠，这可以实现更快速和敏感地检测低浓度的分析物。我们开发了一种基于磁珠的ELISA用于检测SARS-CoV-2病毒中和抗体。该测定利用SARS-CoV-2 S蛋白的受体结合域（RBD）作为捕获抗原，并使用Thermo Fisher的Dynabeads（美国马萨诸塞州沃尔瑟姆市）作为固体表面。尽管存在各种测定设计，但ELISAs通常遵循类似的工作流程。一般步骤包括试剂转移、孵育和反复洗涤。基于磁珠的ELISAs需要使用不同的仪器来完成这些步骤，但可以在Opentrons OT-2平台上与Magnetic Module和Heater Shaker一起实现自动化。我们开发了一个简化该测定的方案，以避免使用多种仪器并减少手工操作时间。该方案还使用ACROBiosystems的RBD-偶联磁珠（美国特拉华州纽瓦克市）进行了验证，以确认OT-2样本处理的质量。