胶体金的制备方法
胶体金法各种方法法原理

胶体金法各种方法法原理胶体金(colloidal gold)是一种常见的纳米材料,广泛应用于生物医学、光电子学以及化学分析等领域。
胶体金法则是制备胶体金纳米颗粒的一种常用方法,它包括了各种不同的制备方法。
本文将详细介绍胶体金法的各种方法和原理。
一、胶体金法的概述胶体金法是指利用化学还原或还原剂将金离子还原成金原子并使其聚集形成胶体金颗粒的过程。
胶体金颗粒具有良好的可控性和活性,可以通过调节制备条件来控制其形状、尺寸和表面性质,便于在各个领域的应用中发挥优越性能。
二、化学还原法化学还原法是制备胶体金的一种常见方法。
其原理是通过将金离子与还原剂反应,使金离子还原为金原子,形成胶体金颗粒。
常用的还原剂有氨水、柠檬酸等。
这种方法制备的胶体金颗粒形状和尺寸较均匀,可以通过调节还原剂浓度、反应时间和温度等参数来控制颗粒的大小和形状。
三、光化学法光化学法是一种利用光照射来控制胶体金纳米颗粒形成的方法。
在该方法中,金离子在紫外光照射下被激发产生自由电子,然后与还原剂发生反应,形成胶体金颗粒。
这种方法具有反应速度快、颗粒形状可调控等优点。
光化学法的适应范围广,可以制备不同形状和尺寸的胶体金颗粒。
四、微乳液法微乳液法是一种利用乳化剂将金离子包裹在微乳液中,通过还原剂将金离子还原为金原子,最终生成胶体金颗粒的方法。
微乳液具有稳定性好、溶剂消耗少等特点,在胶体金制备中广泛应用。
该方法不受金离子浓度的限制,能够制备出较大尺寸的胶体金颗粒。
五、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将金离子逐渐转化为胶体金的方法。
首先,将金离子转化为胶态溶胶,然后通过加热或干燥使其凝胶,最终形成胶体金凝胶。
该方法可以制备出较大尺寸的胶体金颗粒,也可用于制备具有复杂结构的胶体金材料。
六、电化学法电化学法是一种利用电化学反应制备胶体金的方法。
在电化学细胞中,金阳极上的金离子被还原为金原子,并在阴极表面聚集形成胶体金颗粒。
该方法具有较高的纯度和良好的控制性能,可用于制备高质量的胶体金。
胶体金的制备

胶体金的制备胶体金的制备根据不同的制备方法,可以制备出直径1-500nm的胶体金粒子,但做为免疫标记探针,其直径应在3-30nm 范围内。
在氯化金(HAuCl4)水溶液中加入还原剂使之还原并聚积形成胶体金粒子。
使用不同种类、不同剂量的还原剂,可以控制所产生的粒子大小。
即粒子大小取决于反应溶液中最初还原试剂和还原核的数量。
还原剂浓度越高,核浓度也越高,氯化金的还原也就从更多的还原中心开始,因此产生的胶体金粒子数量越多,但体积也越小。
粒子直径每增加一倍,数量减少为原来的1/8。
以柠檬酸钠和单宁酸做还原剂,能够制备大小相对一致、直径3~16nm的胶体金。
因此一般胶体金探针均使用该方法进行。
但该方法制备的胶体金粒子直径范围较窄,而且残留的多聚单宁酸残基往往干扰某些蛋白与金粒子的结合。
此时在溶液中添加0.1~0.2%的H2O2能够去除这些残基。
双标记或制备5-10 nm的胶体金时建议使用该方法。
利用柠檬酸为还原剂,可以制备12~150 nm直径的胶体金。
但制备大体积的胶体金时,胶体金粒子的误差也同时增加。
因此做单标记时,建议使用该方法制备12-16 nm直径的胶体金。
除了上述方法外,也可以用磷作为还原剂来制备5 nm的胶体金,它避免了单宁酸残基的问题,但所形成的金粒子体积变化较大。
磷易燃且有毒,制备的残液需进一步处理,故该方法已经很少使用。
氯化金极易吸湿,故一般均以小剂量密封保存(0.5g或1g),因此在配制氯化金溶液时一次配完,暂时不用的可以用1.5 ml试管分装为1 ml保存(-20℃)。
注意各种玻璃器皿一定要洗净并用双蒸水多次冲洗,有条件时可硅化处理(1%双氯硅烷/氯仿浸泡1小时,烘干)。
配制各种试剂时均使用双蒸水,随后再用0.22 um微孔滤膜过滤后使用。
三角瓶可反复多次使用,不用时应密封保存,以防污染。
制备好的胶体金保存寿命较长,可4℃保存6个月以上或室温下保存1-2个月。
当出现明显悬浮物或沉淀后表示已不可再用。
胶体金(纳米金Gold Nanoparticles)的制备步骤和注意事项

胶体金(纳米金Gold Nanoparticles)的详细制备步骤和注意事项胶体金的制备一般采用还原法,常用的还原剂有柠檬酸钠、鞣酸、抗坏血酸、白磷、硼氢化钠等。
下面介绍最常用的制备方法及注意事项。
1、玻璃容器的清洁:玻璃表面少量的污染会干扰胶体金颗粒的生成,一切玻璃容器应绝对清洁,用前经过酸洗、硅化。
硅化过程一般是将玻璃容器浸泡于5%二氯二甲硅烷的氯仿溶液中1分钟,室温干燥后蒸馏水冲洗,再干燥备用。
专用的清洁器皿以第一次生成的胶体金稳定其表面,弃去后以双蒸馏水淋洗,可代替硅化处理。
2、试剂、水质和环境:氯金酸极易吸潮,对金属有强烈的腐蚀性,不能使用金属药匙,避免接触天平称盘。
其1%水溶液在4℃可稳定数月不变。
实验用水一般用双蒸馏水。
实验室中的尘粒要尽量减少,否则实验的结果将缺乏重复性。
金颗粒容易吸附于电极上使之堵塞,故不能用pH电极测定金溶液的pH值。
为了使溶液pH值不发生改变,应选用缓冲容量足够大的缓冲系统,一般采用柠檬酸磷酸盐(pH3~5.8)、Tris-HCL (pH5.8~8.3)和硼酸氢氧化钠(pH8.5~10.3)等缓冲系统。
但应注意不应使缓冲液浓度过高而使金溶胶自凝。
3、柠檬酸三钠还原法制备金溶胶:取0.01%氯金酸水溶液100ml 加热至沸,搅动下准确加入1%柠檬酸三钠水溶液0.7ml,金黄色的氯金酸水溶液在2分钟内变为紫红色,继续煮沸15分钟,冷却后以蒸馏水恢复到原体积,如此制备的金溶胶其可见光区最高吸收峰在535nm,A1cm/535=1.12。
金溶胶的光散射性与溶胶颗粒的大小密切相关,一旦颗粒大小发生变化,光散射也随之发生变异,产生肉眼可见的显著的颜色变化,这就是金溶胶用于免疫沉淀或称免疫凝集试验的基础。
金溶胶颗粒的直径和制备时加入的柠檬酸三钠量是密切相关的,保持其他条件恒定,仅改变加入的柠檬酸三钠量,可制得不同颜色的金溶胶,也就是不同粒径的金溶胶,见附表。
附表100 ml 氯金酸中柠檬酸三钠的加入量对金溶胶粒径的影响1%柠檬酸三钠ml 0.30 0.45 0.70 1.00 1.50 2.00金溶胶颜色蓝灰紫灰紫红红橙红橙吸收峰(nm) 220 240 535 525 522 518径粒(nm) 147 97.5 71.5 41 24.5 154、柠檬酸三钠-鞣酸混合还原剂:用此混合还原剂可以得到比较满意的金溶胶,操作方法如下:取4ml1%柠檬酸三钠(Na3C6H5O7.2H2O),加入0~5ml1%鞣酸,0~5ml 25mmo/L K2CO2(体积与鞣酸加入量相等),以双蒸馏水补至溶液最终体积为20ml,加热至60℃取1ml1%的HAuCl4,加于79ml双蒸馏水中,水浴加热至60℃,然后迅速将上述柠檬酸-鞣酸溶液加入,于此温度下保持一定时间,待溶液颜色变成深红色(约需0.5~1小时)后,将溶液加热至沸腾,保持沸腾5分钟即可。
柠檬酸钠还原法制备胶体金

柠檬酸钠还原法制备胶体金柠檬酸钠还原法是一种常用的制备胶体金的方法。
在该方法中,柠檬酸钠被用作还原剂,将氯金酸(HAuCl4)还原为金纳米颗粒,形成胶体金溶液。
下面是详细的步骤和解释:第一步:准备试剂和设备在进行柠檬酸钠还原法之前,需要准备以下试剂和设备:1. 柠檬酸钠(Na3C6H5O7·2H2O): 这种无机化合物是一种白色结晶粉末,可作为还原剂使用。
2. 氯金酸(HAuCl4·4H2O): 这是一种金的氯配合物,是制备胶体金的原始物质。
3. 蒸馏水:用于稀释试剂和清洗容器。
4. 量筒、锥形瓶和移液管:用于准确测量和转移试剂。
第二步:制备柠檬酸钠溶液将适量的柠檬酸钠溶解在蒸馏水中,制备柠檬酸钠溶液。
溶液的浓度可以根据需要进行调整,通常在0.01 M至0.1 M之间。
第三步:制备氯金酸溶液将适量的氯金酸溶解在蒸馏水中,制备氯金酸溶液。
溶液的浓度通常在1 mM 至10 mM之间。
需要注意的是,氯金酸在溶液中具有橙黄色。
第四步:将柠檬酸钠溶液分加入氯金酸溶液通过缓慢滴加将柠檬酸钠溶液加入氯金酸溶液中。
在滴加的过程中,会观察到溶液开始变为红色或橙黄色。
这是由于柠檬酸钠对氯金酸的还原作用,形成了金纳米颗粒。
第五步:搅拌反应溶液将反应溶液用磁力搅拌子进行搅拌,促进金纳米颗粒的均匀形成。
搅拌的时间和速度可以根据需要进行调整。
第六步:反应时间反应时间可以根据需要进行调整,通常在30分钟至数小时之间。
在反应过程中,观察溶液颜色的变化,金纳米颗粒的形成可能会导致溶液由橙黄色变为红色。
第七步:离心和洗涤在反应完成后,可以使用离心机将溶液中的金纳米颗粒沉淀下来。
然后,用蒸馏水洗涤沉淀,目的是去除溶液中的余留物。
第八步:再悬浮金纳米颗粒将洗涤后的金纳米颗粒溶胶中加入一定量的蒸馏水,并使用超声波或搅拌将其悬浮。
这使得金纳米颗粒均匀分散在水中,形成稳定的胶体金溶液。
通过以上步骤,就可以使用柠檬酸钠还原法制备出胶体金溶液。
胶体金的制备方法

一、制备胶体金的准备(一)玻璃器皿的清洁制备胶体金的成功与失败除试剂因素以外玻璃器皿清洁是非常关键的一步。
如果玻璃器皿内不干净或者有灰尘落入就会干扰胶体金颗粒的生成,形成的颗粒大小不一,颜色微红、无色或混浊不透明。
我们的经验是制备胶体金的所有玻璃器皿先用自来水把玻璃器皿上的灰尘流水冲洗干净,加入清洁液(重铬酸钾1000g,加入浓硫酸2500ml,加蒸馏水至10000ml)浸泡24h,自来水洗净清洁液,然后每个玻璃器皿用洗洁剂洗3~4次,自来水冲洗掉洗洁剂,用蒸馏水洗3~4次,再用双蒸水把每个器皿洗3~4次,烤箱干燥后备用。
通过此方法的处理玻璃器皿不需要硅化处理,而直接制备胶体金。
也可用已经制备的胶体金溶液,用同等大不颗粒的金溶液去包被所用的玻璃器皿的表面,然后弃去,再用双蒸水洗净,即可使用,这样效果更好,因为减少了金颗粒的吸附作用。
(二)试剂的配制要求按照Frens法还可以制备出其它不同颗粒大小的胶体金出来。
许多研究证明用该法制备胶体金时金颗粒的大小是柠檬酸三钠用量的函数,基本的规律是柠檬酸三钠用量多,胶体金颗粒直径小,柠檬酸三钠用量越少,腔体金颗粒直径越大。
(1)所有配制试剂的容器均按以上要求酸处理洗净,配制试剂用双蒸馏水或三蒸馏水。
(2)氯化金(HauCl4水溶液的配制:将lg的氯化金一次溶解于双蒸水中配成1%的水溶液。
放在4”c冰箱内保存长达几个月至1年左右,仍保持稳定。
(3)白磷或黄磷乙醚溶液的配制:白磷在空气中易燃烧,要格外小心操作。
把白磷在双蒸水中切成小块,放在滤纸上吸于水份后,迅速放入已准备好的乙醚中去,轻轻摇动,等完全溶解后即得饱和溶液。
储藏于棕色密闭瓶内,放在阴凉处保存。
柠檬酸三钠还原法(Frens 1973)此方法是由Frens在1973年创立的,制备程序很简单,胶体金的颗粒大小较一致,广为采用。
该法一般先将0.01%的HAuCl4溶液加热至沸腾,迅速加入一定量1%柠檬酸三钠水溶液,开始有些蓝色,然后浅蓝、蓝色,再加热出现红色,煮沸7~10min出现透明的橙红色。
胶体金免疫层析法原理

胶体金免疫层析法原理一、前言胶体金免疫层析法是一种常用的生物分离技术,广泛应用于生物医学、食品安全、环境监测等领域。
本文将从胶体金的制备、基本原理和实验操作等方面进行详细介绍。
二、胶体金制备胶体金是由纳米级金颗粒组成的溶液,其制备方法主要有两种:还原法和溶剂蒸发法。
其中,还原法是目前应用最广泛的方法之一。
1. 还原法还原法是指将氯金酸还原为纳米级金颗粒的方法。
具体步骤如下:(1)将氯金酸溶解在去离子水中,加入适量的还原剂(如氢氯酸或乙二醇)。
(2)搅拌反应液,并加热至适当温度(通常为60-80℃),反应15-30分钟。
(3)待溶液冷却后,通过超声波处理或离心分离得到胶体金溶液。
2. 溶剂蒸发法溶剂蒸发法是指使用有机溶剂作为载体,在高温下将氯金酸还原为纳米级金颗粒的方法。
具体步骤如下:(1)将氯金酸溶解在有机溶剂中,如正己烷、二甲苯等。
(2)将反应液加热至100-150℃,使有机溶剂蒸发,并在高温下还原氯金酸为纳米级金颗粒。
(3)待溶液冷却后,通过超声波处理或离心分离得到胶体金溶液。
三、基本原理胶体金免疫层析法的基本原理是利用抗体与抗原之间的特异性结合作用,在胶体金表面修饰抗体,使其能够与目标物质结合并在固定相上进行分离。
具体步骤如下:1. 修饰胶体金表面将制备好的胶体金溶液与适量的抗体混合,在pH值调节下使其在胶体金表面吸附。
此时,抗体会通过其Fc段与胶体金表面上的硫基团形成化学键。
2. 准备样品将待测样品加入缓冲液中,并进行必要的前处理,如离心、过滤等。
3. 进行免疫层析将修饰好的胶体金与样品混合,使其形成复合物,并通过滤纸或柱层析等方法进行分离。
此时,抗原会与修饰在胶体金表面的抗体结合,形成固定相,并在分离过程中被捕获。
4. 检测结果通过检测固定相上的颜色变化等方式,判断目标物质是否存在。
四、实验操作1. 制备胶体金按照还原法或溶剂蒸发法制备胶体金溶液。
2. 修饰胶体金表面将适量的抗体加入胶体金溶液中,调节pH值并搅拌反应液,在室温下反应2-4小时。
胶体金的制备方法

胶体金的制备方法胶体金是一种具有尺寸在1到100纳米范围内的纳米材料,具有良好的稳定性和光学特性。
它在生物医学、电子学和光学等领域中有着广泛的应用。
在本文中,我将介绍几种常见的制备胶体金的方法。
1.湿法还原法湿法还原法是一种较为常见的制备胶体金的方法。
首先,将对金离子具有还原能力的化合物如柠檬酸、乳酸、氯化亚锡溶解在溶剂中,调节溶液的ph值。
然后,向该溶液中加入氯金酸(HAuCl4)并搅拌,利用还原剂将金离子还原为金颗粒。
最后,通过离心或过滤的方式将胶体金分离出来。
2.滴定法滴定法是一种简单而有效的制备胶体金的方法。
首先,将一定浓度的氯金酸(HAuCl4)溶解在溶剂中,并加入少量的还原剂,如氢氯酸或异硫脲。
接下来,使用滴定管将还原剂溶液滴加入氯金酸溶液中。
滴加过程中,溶液的颜色逐渐由黄色变为红色,直到达到滴定点。
在滴定过程中,还原剂将金离子还原为金纳米颗粒。
3.还原法还原法是一种通过还原剂直接将氯金酸还原为金颗粒的方法。
在制备中,首先将氯金酸溶解在溶剂中,并加入一定浓度的还原剂,如硼氢化钠(NaBH4)或乳酸铺盖。
接下来,向该溶液中滴加还原剂溶液,溶液的颜色会逐渐转变为红色。
当滴加过程停止后,胶体金制备完成。
4.光化学法光化学法是一种利用光能进行胶体金制备的方法。
在制备中,首先将氯金酸溶解在溶剂中,并加入表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。
接下来,向该溶液中加入光敏剂如染料丙酮酸(AA),并进行紫外光照射。
在光照射的作用下,金离子将被还原为金纳米颗粒。
上述方法是一些常见的制备胶体金的方法,它们各有优劣。
在具体选择时,需根据实际需求和实验条件来确定最适合的方法。
胶体金的制备方法还在不断发展中,有些新的制备方法如微乳液法和微流控法也被广泛应用。
希望本文对您有所帮助。
胶体金法使用方法

胶体金法使用方法胶体金法是一种利用胶体金作为信号增强剂的分析方法。
胶体金颗粒具有较小的尺寸、高度结构可控性、良好的离散性和比表面积等特点,使其成为生物、化学、医学、环境等多个领域研究的热点。
一、胶体金的制备胶体金的制备是胶体金法的第一步。
可以通过乳液法、还原法、微乳液法等不同的方法制备胶体金。
其中最常用且操作简单的方法是还原法。
1.材料准备:0.02%HAuCl4溶液、0.01MKCN溶液、0.1MNH4OH溶液。
2.反应操作:(1)将100mL的0.02%HAuCl4溶液倒入烧杯中;(2)在快速搅拌的同时缓慢加入0.01MKCN溶液,使溶液保持颜色不变;(3)继续快速搅拌,并缓慢滴加0.1MNH4OH溶液,使溶液由黄色变为红色;(4)继续搅拌,加热至70-80℃恒温反应30分钟;(5)关闭加热,继续搅拌冷却至室温。
二、胶体金的表征制备好的胶体金颗粒需要进一步表征其形貌、粒径和分散性等。
常见的表征方法有透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-vis)和动态光散射(DLS)等。
1.TEM观察(1)将制备好的胶体金溶液滴在碳膜上,自然风干;(2)使用TEM对样品进行观察,并通过软件对颗粒进行形貌和大小分析。
2. UV-vis光谱测定(1)取胶体金溶液,使用纳米级石英池进行测量;(2) 使用紫外-可见分光光度计扫描波长范围为400-800 nm;(3)记录吸光度值和峰位。
3.DLS粒径分析(1)将胶体金溶液使用适当稀释后,使用DLS仪器测试;(2)通过光散射自相关函数得出胶体金颗粒的尺寸分布和平均粒径。
三、胶体金的应用胶体金在生物医学、环境监测、化学分析等领域有着广泛的应用。
1.生物医学领域(1)生物传感器:胶体金可以与生物分子结合,通过改变颗粒的形貌或表面等特性实现对生物分子的检测。
(2)免疫检测:利用胶体金标记的抗体或抗原可以进行免疫检测,如ELISA。
(3)药物递送:胶体金作为药物递送系统的载体,可以实现药物的靶向输送和控释。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、制备胶体金的准备(一)玻璃器皿的清洁制备胶体金的成功与失败除试剂因素以外玻璃器皿清洁是非常关键的一步。
如果玻璃器皿不干净或者有灰尘落入就会干扰胶体金颗粒的生成,形成的颗粒大小不一,颜色微红、无色或混浊不透明。
我们的经验是制备胶体金的所有玻璃器皿先用自来水把玻璃器皿上的灰尘流水冲洗干净,加入清洁液(重铬酸钾1000g,加入浓硫酸2500ml,加蒸馏水至10000ml)浸泡24h,自来水洗净清洁液,然后每个玻璃器皿用洗洁剂洗3~4次,自来水冲洗掉洗洁剂,用蒸馏水洗3~4次,再用双蒸水把每个器皿洗3~4次,烤箱干燥后备用。
通过此方法的处理玻璃器皿不需要硅化处理,而直接制备胶体金。
也可用已经制备的胶体金溶液,用同等大不颗粒的金溶液去包被所用的玻璃器皿的表面,然后弃去,再用双蒸水洗净,即可使用,这样效果更好,因为减少了金颗粒的吸附作用。
(二)试剂的配制要求按照Frens法还可以制备出其它不同颗粒大小的胶体金出来。
许多研究证明用该法制备胶体金时金颗粒的大小是柠檬酸三钠用量的函数,基本的规律是柠檬酸三钠用量多,胶体金颗粒直径小,柠檬酸三钠用量越少,腔体金颗粒直径越大。
(1)所有配制试剂的容器均按以上要求酸处理洗净,配制试剂用双蒸馏水或三蒸馏水。
(2)氯化金(HauCl4水溶液的配制:将lg的氯化金一次溶解于双蒸水中配成1%的水溶液。
放在4”c冰箱保存长达几个月至1年左右,仍保持稳定。
(3)白磷或黄磷乙醚溶液的配制:白磷在空气中易燃烧,要格外小心操作。
把白磷在双蒸水中切成小块,放在滤纸上吸于水份后,迅速放入已准备好的乙醚中去,轻轻摇动,等完全溶解后即得饱和溶液。
储藏于棕色密闭瓶,放在阴凉处保存。
柠檬酸三钠还原法(Frens 1973)此方法是由Frens在1973年创立的,制备程序很简单,胶体金的颗粒大小较一致,广为采用。
该法一般先将0.01%的HAuCl4溶液加热至沸腾,迅速加入一定量1%柠檬酸三钠水溶液,开始有些蓝色,然后浅蓝、蓝色,再加热出现红色,煮沸7~10min出现透明的橙红色。
各种颗粒的胶体金制备详见表5-2。
表5-2 柠檬酸三钠用量与胶体金颗粒直径的关系溶液加入一定量的还原剂使金离子变成金原子。
目前常用的还原剂有:白磷、乙醇、过氧化氢、硼氢化钠、抗坏血酸、枸橼酸钠、鞣酸等,下面分别介绍制备不同大小颗粒的胶体金溶液。
二、制备胶体金的方法和步骤窄长型膜,依灵敏度及流速的要求,选用孔径不同的合适的膜.自下端至上端(由左至右)由:1.样品垫(sample pad)2.载有固相标记配体(抗体或抗原)的玻璃纤维素膜条或聚酯膜条(conjugate releasemembrane)3.合适孔径的硝酸纤维素膜条(喷涂有显示阳性结果的捕捉分析物的配体线,和阴性对照组线)(ni-trocellulose memtrane)4.吸水垫(absorbent pad)等四部分衔接固定在不干扰免疫反应和流速的簿塑料背板上(back sheet)胶体金快速斑点结合免疫分析随着免疫分析日益广泛应用于以临床为主以及非临床领域的诊断工业(diagnostic industry),免疫分析向两个方向发展:一类为全自动化的免疫分析;另一类为以硝酸纤维膜为载体的快速免疫分析。
前者需要价格昂贵的全自动仪器及与仪器严格配套的各种试剂盒,目前只能在医疗及检测中心应用,虽也能较快速给出结果,但仍需一定时间,不适合远离医疗及检测中心的地区,更不能用于“患者床旁检验”(real time clinical decision)和普查的需要,在酶免疫分析的基础上,主要以硝酸纤维素膜为载体的快速诊断方法迅速和广泛地发展起来。
这类方法目前在文献及市场上的命名还很不统一。
它实际上属于快速斑点免疫结合分析(dot immunobinding assay, DIBA),始于80年代。
现介绍如下:1 两种模式1.1 班点免疫渗滤分析(dot immunofiltrtion assay, DIFA)免疫反应是通过垂直穿透固定有配体的硝酸纤维素膜而进行的(flow through type)。
1.2 斑点免疫层析分析(dot immunochro-matography assay ,DICA)分析原理与DIFA 相同,只是反应液体的流动不是直向的穿透流动,而是层析作用的横向流动(lateral flow type),在1990年开始应用。
两种类型快速免疫分析比较见表。
注: 以上标记配体均为胶体金或硒标记、分散型染料标记等。
如为酶标记则二者都必须增加“加显色底物”的步骤2 标记物的种类标记物包括、胶体金属(胶体金,胶体硒)、分散型染料(disperse dyes)和染料标记的微球(latex particles)等,标记物各有优缺点,可根据以下的标准选择,如:灵敏度,所需要的颜色,分析的模式和操作步骤,制备、保证重复性、急定性及规模及的难易程度和重复性,以及标记物所需配体量等。
其中酶虽然有高灵敏度,重复性好及标记物易规模化等优点,但它需要洗涤,加底物等步骤,需要反应的时间也长些,对技术也有一些要求,故未能作为快速诊断的主要标记物(1985年最初的免疫渗滤分析是以酶作为标记物)。
目前应用最广泛的标记物为胶体金,包括:胶体金免疫渗滤分析(gold immumofiltraition assay GIFA)或滴金免疫分析和胶体金免疫层析分析(gold immunochromatography assay , GICA)。
由于GICA更简便快速,已成为目前最主要的快速免疫分析方法之一。
3 原理胶体金免疫渗滤分析(GIFA)原理与操作步骤基本与ELISA相同:加样品于固定有配体(抗体或抗原,此处以抗体为例,下同)的硝酸纤维素膜上,通过渗滤在膜中形成抗体-抗原复合物,洗涤渗滤后,再加液体的胶体金标记抗体。
当结果为阳性时,在膜上固定有抗体-抗原-胶体金标记抗体复合物而呈现红色斑点。
胶体金免疫层析分析CICA原理与GIFA 相同,只是操作步骤有所不同,如反应液体流动方向由垂直渗滤改为横向层析流动(见表):样品加样品垫(1)上,样品向吸水垫(4)方向流动,途径载有固相胶体金标记抗体膜(2)后,将金标记物完全复溶,抗原与金标记抗体形成金标记抗体-抗原复合物,继续向前流动至硝酸纤维素膜条(3)上,固定有捕捉抗原的抗体线处。
当结果为阳性时,金标记抗体-抗原复合物上,就会形成金标记抗体-抗原-固相抗体复合物,呈现红色阳性条带;如样品中无抗原,则不被捕获,就不显色,则结果为阴性。
多余的游离金标记抗体继续前移至固定有抗金标记体二抗处,被固定呈现红色的阴性对照。
GICA与GIFA不同之处在于后者只是单一的免疫层析条,不需要其它试剂,一步操作。
二者与ELISA不同处是反应时间大大缩短,仅需要数分钟就完成了ELISA需数小时才能显示的结果。
因为在GIFA和GICA中,高浓度的抗体集中固定在纤维素的微孔中,待测抗原在渗滤或层析时,流经微孔与固定的高浓度抗体紧密接触,很快完成免疫结合反应。
这就是以膜为基础的胶体金快速免疫结合分析中的免疫浓缩作用(immunoconcentraiton)。
在ELISA中,待测抗原要在液相中经过扩散作用,逐渐与吸附在固相表面的抗体结合。
同时,标记抗体也需要同样的扩散结合过程形成抗体-抗原-标记抗体复合物,故需时间较长。
4 胶体金块快速免疫结合分析的应用应用领域很广,可分为临床应用与非临床应用两类。
目前应用多以前者为主。
4.1 临床应用已应用于临床的很多领域。
由于目前它还是定性分析,故主要用以检测正常体认中不存在的生物活性物质(如传染病的抗原及抗体),以及正常情况下体液中含量很低而在某些疾病中升高的生物活性物质。
随着技术的进展,对某些可确定诊断的、有正常上限值(cutoff)的生物活性物质也可进行检测。
下面列出国外已应用的项目。
4.1.1 传染病(1)各种病毒的相应抗原及抗体:各种病毒性肝炎、巨细胞病毒抗体,单纯疱疹病毒抗体,风疹病毒抗体,肾综合症出血热抗体,登革热病毒抗体及轮状病毒等;(2)性病:爱滋病病毒抗体,梅青螺旋体抗体,淋球菌及泌尿生殖系统的衣原体等;(3)细菌:结核杆菌抗体,A族乙型溶血链球菌、沙门氏菌、幽门螺旋杆菌抗体等;(4)寄生虫:疟原虫,血吸虫抗体,包囊虫抗体,弓形虫抗体等。
4.1.2 激素目前用于生殖标志物,主要有诊断早早孕的人绒毛膜促性腺激素(HCG)和检测排卵的促黄体生成素(LH)和促卵泡激素(FSH)等。
4.1.3 心血管病急性心肌梗死的标志物,包括肌酸激酶的同工酶CK-MB,肌红蛋白,肌钙蛋白-T及脂肪酸结合蛋白质(PABP)等。
还有与心血管疾病有重要关系的D-二聚体(D-dimer)的检测。
4.1.4 肿瘤包括对肿瘤进行筛查和早期诊断有意义的肿瘤标志物,如前列腺特异抗原(PSA),AFP,CEA,CA125及CA15-3,以及对肠道肿瘤筛查有重要意义的大便潜血免疫检测(FOB)等。
4.1.5 自家免疫病抗双链DNA抗体和诊断甲状腺自家免疫病的甲状腺过氧化物酶(TPO)抗体。
4.1.6 毒品检测尿液中的可卡因、大麻、吗啡、海洛因、苯丙胺等。
国外报道有可同时测7种毒品的GICA。
4.1.7 其它检测C-反应蛋白,半定量检测血清α-脂蛋白。
4.2 非临床应用可用于食品检测,环境污染,生物沾染,还可用于生物战剂的快速检测,兽医学及法医学等方面检测。
5 制作及操作中需注意的问题以GICA为例,它将几种组分优化组合成一个整体的免疫层析分析条,许多条件及条件的组合都会影响到它的质量,包括:(1)硝酸纤维素膜的性能和质量,膜孔径大小及均一性,选定膜孔径的适宜性,结合配体(抗原或抗体)容量的大小,非特异吸附性能,亲水性及液体的流动性和流动速度的均一性等;(2)捕捉配体的量及质量(配体的纯度,亲和力及滴度)及在膜上配体的包被量和均一性。
配体划线位置的固定一致性;(3)固相金标记膜中的胶体金和配体的含量和比度,条间的均一性,固相标记物的稳定性,复溶性,复溶速度及流动性,所含缓冲物质的种类及有效促溶剂的使用等;)各种膜,甚至包括样品垫是否经过预期处理以减少非特异吸附。
以上条件都可以综合影响胶体免疫层析的质量控制,主要包括:灵敏度,阴阳性界限值(cutoff)的准确性和一致性及层析条间的重复性等。
)(1)灵敏度:因测定主要针对正常人体液中不存在或含量很低的生物活性物质的定性结果。
高灵敏度及其重复性是最重要的质量控制指标。
为此,生产厂家在保证分析条的各种优化条件外,还应提供能确证灵敏度的标准品,供操作者检验其灵敏度和重复性。
另外,还应配有相应的阳性及阴性对照血清以供对照之用。
(2)阴阳性界限值的准确性和重复性:避免发生假阴性人假阳性结果,保证结果的正确。