几种胶体金技术详解
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胶体金免疫层析技术胶体金免疫层析技术是一种重要的生物分析技术,它在医学诊断、生物学研究、环境监测等领域有着广泛的应用。
本文将介绍胶体金免疫层析技术的原理、方法、应用及发展前景等方面,以帮助读者深入了解这一技术的重要性和特点。
一、胶体金免疫层析技术的原理胶体金免疫层析技术是一种基于抗原与抗体特异性结合原理的生物分析技术。
其原理基于胶体金颗粒的特殊性质,当胶体金颗粒与特定的抗体或抗原结合时,会产生颜色变化。
这种颜色变化可以通过裸眼观察或仪器测定来定量分析目标物质的含量,从而实现对目标分子的快速、灵敏、特异性检测。
二、胶体金免疫层析技术的方法1. 样品预处理在进行胶体金免疫层析技术前,需要对样品进行一定的预处理工作,以获得高纯度的检测目标。
这包括样品的收集、提取、稀释、清洁等操作,以确保样品的纯度和稳定性。
2. 抗原抗体结合在胶体金免疫层析技术中,首先将抗原或抗体与胶体金颗粒结合,形成胶体金-抗原或胶体金-抗体复合物。
这一步是整个技术的关键,其特异性结合决定了最终结果的准确性和可靠性。
3. 层析纸制备将样品和复合物应用于层析纸上,经过升温、冷却和其他特殊处理,使复合物在层析纸上呈现出清晰的条带,以便进行后续的观察和分析。
4. 结果分析通过裸眼观察或仪器测定,分析样品中的目标分子的含量,从而得出最终的检测结果。
三、胶体金免疫层析技术的应用1. 医学诊断胶体金免疫层析技术在临床医学中被广泛应用,例如对传染病、肿瘤标志物、生化指标等的快速检测,为疾病的早期诊断和治疗提供了重要的支持。
2. 食品安全该技术可以用于食品中有害物质的检测,如农药残留、重金属污染等,确保食品的安全和健康。
3. 环境监测胶体金免疫层析技术也可以用于环境监测领域,检测水质、土壤质量等环境参数,为环境保护和生态平衡提供数据支持。
四、胶体金免疫层析技术的发展前景随着生物技术和纳米技术的不断发展,胶体金免疫层析技术将得到更广泛的应用和改进。
未来,可以预见该技术在药物筛选、基因检测、个性化医疗等领域将发挥越来越重要的作用。
胶体金层析摘要:一、胶体金层析简介二、胶体金层析原理三、胶体金层析的应用四、胶体金层析的优缺点五、发展趋势与展望正文:一、胶体金层析简介胶体金层析(Colloidal gold layer chromatography)是一种固相萃取技术,广泛应用于生物分析、化学分析和环境监测等领域。
它是通过胶体金纳米颗粒与样品中的目标分子结合,实现对目标分子的富集和分离。
胶体金层析具有操作简便、灵敏度高、重现性好等特点,深受科研和实验人员的喜爱。
二、胶体金层析原理胶体金层析原理主要基于抗原-抗体反应。
在实验过程中,样品溶液经过固定相(如胶体金纳米颗粒)时,目标分子与固定相上的抗体结合,从而实现目标分子的分离和富集。
随后,采用适当的方法洗脱非结合物质,最后通过检测仪器对结合在固定相上的目标分子进行定量分析。
三、胶体金层析的应用1.生物分析:胶体金层析技术在生物分析领域有着广泛的应用,如蛋白质纯化、酶联免疫分析、生物传感器等。
2.化学分析:胶体金层析可用于有机物、无机物、金属离子等化学物质的分析检测。
3.环境监测:胶体金层析技术在环境监测中具有重要作用,如重金属离子检测、农药残留分析等。
四、胶体金层析的优缺点优点:1.操作简便、快速,适用于大规模筛查。
2.灵敏度高,可检测低浓度的目标分子。
3.重现性好,适用于定量分析。
4.抗干扰能力强,适用于复杂样品的分析。
缺点:1.胶体金纳米颗粒制备成本较高。
2.实验过程中可能出现假阳性结果。
3.仪器设备相对较昂贵,普及程度有限。
五、发展趋势与展望1.胶体金纳米颗粒的制备技术不断优化,降低成本,提高产量。
2.发展高灵敏度、高特异性的抗体,提高胶体金层析的准确性。
3.研发便携式检测仪器,扩大胶体金层析在基层单位的应用。
4.结合其他分析技术,如质谱、光谱等,实现胶体金层析的多参数检测。
胶体金是一种常用的标记技术,是以胶体金作为示踪标志物应用于抗原抗体的一种新型的免疫标记技术,有其独特的优点。
近年已在各种生物学研究中广泛使用。
在临床使用的免疫印迹技术几乎都使用其标记。
同时在流式、电镜、免疫、分子生物学以至生物芯片中都可能例用到。
1971年F aulk和Tayto r将胶体金引入免疫化学,此后免疫胶体金技术作为一种新的免疫学方法,在生物医学各领域得到了日益广泛的应用。
目前在医学检验中的应用主要是免疫层析法(immuno chrom atogr a-phy)和快速免疫金渗滤法(Dot-immuog old filtra tionassayDIGFA),用于检测 HBsAg、HCG 和抗双链DNA抗体等,具有简单、快速、准确和无污染等优点。
免疫胶体金技术的基本原理:胶体金是由氯金酸(HAuCl4)在还原剂如白磷、抗坏血酸、枸橼酸钠、鞣酸等作用下,可聚合成一定大小的金颗粒,并由于静电作用成为一种稳定的胶体状态,形成带负电的疏水胶溶液,由于静电作用而成为稳定的胶体状态,故称胶体金。
胶体金在弱碱环境下带负电荷,可与蛋白质分子的正电荷基团形成牢固的结合,由于这种结合是静电结合,所以不影响蛋白质的生物特性。
胶体金除了与蛋白质结合以外,还可以与许多其它生物大分子结合,如SPA、PHA、ConA 等。
根据胶体金的一些物理性状,如高电子密度、颗粒大小、形状及颜色反应,加上结合物的免疫和生物学特性,因而使胶体金广泛地应用于免疫学、组织学、病理学和细胞生物学等领域。
胶体金标记,实质上是蛋白质等高分子被吸附到胶体金颗粒表面的包被过程。
吸附机理可能是胶体金颗粒表面负电荷,与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合。
胶体金法、酶联免疫法以及乳胶法都是检测艾滋病的不同方法。
以下是这些方法的简介:
1. 胶体金法:采用胶体金免疫技术和层析原理,定性测定全血、血清或血浆样本中的HIV1/2型抗体。
2. 酶联免疫法(ELISA):这是一种灵敏度较高的检测方法,具有操作简单、快速的特点,适合对大量样品的检测。
目前是临床通用的初筛检测方法。
3. 乳胶法:这种方法也称为快速检测法或金标法,根据免疫层析法的原理,用于HIV抗体检测的定性检测。
总的来说,不同的艾滋病检测方法有各自的优缺点,应根据实际需求选择最适合的方法。
如需了解更多艾滋病检测相关信息,建议咨询专业医生或机构。
免疫胶体金技术的基本原理:胶体金是由氯金酸(HAuCl4)在还原剂如白磷、抗坏血酸、枸橼酸钠、鞣酸等作用下,可聚合成一定大小的金颗粒,并由于静电作用成为一种稳定的胶体状态,形成带负电的疏水胶溶液,由于静电作用而成为稳定的胶体状态,故称胶体金。
胶体金在弱碱环境下带负电荷,可与蛋白质分子的正电荷基团形成牢固的结合,由于这种结合是静电结合,所以不影响蛋白质的生物特性。
胶体金除了与蛋白质结合以外,还可以与许多其它生物大分子结合,如SPA、PHA、ConA等。
根据胶体金的一些物理性状,如高电子密度、颗粒大小、形状及颜色反应,加上结合物的免疫和生物学特性,因而使胶体金广泛地应用于免疫学、组织学、病理学和细胞生物学等领域。
胶体金标记,实质上是蛋白质等高分子被吸附到胶体金颗粒表面的包被过程。
吸附机理可能是胶体金颗粒表面负电荷,与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合。
用还原法可以方便地从氯金酸制备各种不同粒径、也就是不同颜色的胶体金颗粒。
这种球形的粒子对蛋白质有很强的吸附功能,可以与葡萄球菌A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、抗生素、激素、牛血清白蛋白多肽缀合物等非共价结合,因而在基础研究和临床实验中成为非常有用的工具。
免疫金标记技术(Immunogold labelling technique) 主要利用了金颗粒具有高电子密度的特性,在金标蛋白结合处,在显微镜下可见黑褐色颗粒,当这些标记物在相应的配体处大量聚集时,肉眼可见红色或粉红色斑点,因而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中,这一反应也可以通过银颗粒的沉积被放大,称之为免疫金银染色。
2功能编辑本段常用的免疫胶体金检测技术:(1)免疫胶体金光镜染色法细胞悬液涂片或组织切片,可用胶体金标记的抗体进行染色,也可在胶体金标记的基础上,以银显影液增强标记,使被还原的银原子沉积于已标记的金颗粒表面,可明显增强胶体金标记的敏感性。
(2)免疫胶体金电镜染色法可用胶体金标记的抗体或抗抗体与负染病毒样本或组织超薄切片结合,然后进行负染。
胶体金是一种常用的标记技术,是以胶体金作为示踪标志物应用于抗原抗体的一种新型的免疫标记技术,有其独特的优点。
近年已在各种生物学研究中广泛使用。
在临床使用的免疫印迹技术几乎都使用其标记。
同时在流式、电镜、免疫、分子生物学以至生物芯片中都可能例用到。
1971年Faulk 和Taytor将胶体金引入免疫化学,此后免疫胶体金技术作为一种新的免疫学方法,在生物医学各领域得到了日益广泛的应用。
目前在医学检验中的应用主要是免疫层析法(immunochromatogra-phy)和快速免疫金渗滤法(Dot-immuogold filtration assay DIGFA),用于检测 HBsAg、HCG 和抗双链DNA抗体等,具有简单、快速、准确和无污染等优点。
免疫胶体金技术的基本原理:胶体金是由氯金酸(HAuCl4)在还原剂如白磷、抗坏血酸、枸橼酸钠、鞣酸等作用下,可聚合成一定大小的金颗粒,并由于静电作用成为一种稳定的胶体状态,形成带负电的疏水胶溶液,由于静电作用而成为稳定的胶体状态,故称胶体金。
胶体金在弱碱环境下带负电荷,可与蛋白质分子的正电荷基团形成牢固的结合,由于这种结合是静电结合,所以不影响蛋白质的生物特性。
胶体金除了与蛋白质结合以外,还可以与许多其它生物大分子结合,如SPA、PHA、ConA 等。
根据胶体金的一些物理性状,如高电子密度、颗粒大小、形状及颜色反应,加上结合物的免疫和生物学特性,因而使胶体金广泛地应用于免疫学、组织学、病理学和细胞生物学等领域。
胶体金标记,实质上是蛋白质等高分子被吸附到胶体金颗粒表面的包被过程。
吸附机理可能是胶体金颗粒表面负电荷,与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合。
用还原法可以方便地从氯金酸制备各种不同粒径、也就是不同颜色的胶体金颗粒。
这种球形的粒子对蛋白质有很强的吸附功能,可以与葡萄球菌A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、抗生素、激素、牛血清白蛋白多肽缀合物等非共价结合,因而在基础研究和临床实验中成为非常有用的工具。
保护层
玻璃纤维
纸
GICT
猪痢疾
胶体金试剂条实验操作
•样品制备:
•组织样品处理:按常规方法取病变组织器官制成1:2(W/V )组织悬液,反复冻融3次后,离心,上清液即为待
测样品。
•肛拭子处理:按常规方法处理即可。
•实验步骤:
•将密封袋打开,取出试纸条。
•取40ul 待检样本加在试纸条/板的•加样区,在加样区滴加1滴稀释液。
•
30分钟内观察并记录试验结果。
•结果判断:
•阳性结果:观察窗T 、C 线均出现一条紫红色条带。
•阴性结果:观察窗仅C 线出现一条紫红色条带。
•无效结果:观察窗未出现紫红色条带。
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胶体金免疫分析技术详解 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,免疫分析正在向两个方向发展: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”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,主要有以下两种方法:斑点免疫渗滤分析DIFA和斑点免疫层析分析DICA。本篇主要介绍以金作为标志物的胶体金免疫分析技术。 金标记免疫分析技术也称免疫胶体金技术,是于1971年建立的一种信号显示技术。此技术最初用于免疫电镜检查,由胶体金颗粒标记抗原或抗体,与组织或细胞中相应的抗体或抗原相结合,在电子显微镜的检查时可起特异的示踪作用。此后,此技术与银染技术相结合建立的免疫金银染色法,使抗原抗体特异反应信号可在光学显微镜下观察。近10多年来,利用硝酸纤维素膜(NC)等为固相载体,以胶体金标记的抗原或抗体与特异配体的反应在膜上进行,建立了快速的金标记免疫渗滤技术和金标记免疫层析技术,并在传染病、心血管病、风湿病、自身免疫病的免疫学检测中广泛应用。 胶体金是指金微小粒子(0-100nm)分散在另一种物质中所形成的体系,通常指金以微小粒子分散在溶液中所形成的金溶胶,用此金溶胶标记蛋白质(抗原、抗体或SPA、SPG),胶体金颗粒具有高电子密度的特性,故在金标蛋白的抗原抗体结合处,显微镜下可见黑褐色颗粒;当这些标记物在相应的标记处大量聚集时,可在载体膜上呈现红色或粉红色斑点,从而用于抗原或抗体物质的半定量或定性。 与ELISA不同之处便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。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。故此技术做到了名副其实的POCT。 原理: 将氯金酸(HAuCl4)用还原法制成一定直径的金溶胶颗粒(胶体金),标记金黄色葡萄球菌A 蛋白(SPA)或抗体,用于免疫印迹、免疫组织化学定位或快速免疫渗滤、免疫层析实验。金标记免疫渗滤技术的原理同一般的免疫斑点试验,也是用已知抗原或抗体包被NC膜,再用金标记抗体或抗原来进行快速快速测定,阳性时斑点呈胶体金的红色。改进之处为采用了渗滤装置,更加简便。金标记免疫层析则是利用NC膜条状纤维的毛细管作用,使样品在涌动中与金标记物及包被在NC膜上的抗原或抗体结合,出现呈色的阳性信号。 胶体金的制备: 在溶液中金颗粒呈圆形,边缘平整,界线十分清楚。金颗粒表面带有大量负电荷,由于静电的排斥力,使其在水中保持稳定状态,形成稳定的胶体,所以称其为胶体金。胶体金的制作方法有白磷还原法,抗坏血酸还原法,柠檬酸三钠还原法和鞣酸—柠檬酸三钠还原法。通过改变反应体系中氯金酸与还原剂的比例(即增加或减少还原剂的量)可得到所需不同直径的金颗粒。 但前两种方法制备得到的金颗粒直径大小不均一,所以目前常用后两种方法,以柠檬酸三钠还原法为例。 Frens标准方法: (1)取0、01%HAuCl4溶液50mL,加热煮沸,随即快速加入1%柠檬酸三钠溶液0.5mL. (2)约过25s沸腾的溶液变为淡蓝色,大约再过70s,蓝色突然转变为亮红色, (3)继续煮沸约5分钟后结束反应。 (4)冷却后用0.1MK2CO3溶液调至所需PH值。 (5)此后再延长反应时间或另加入额外的柠檬酸三钠都不影响实验结果。 该法制备得到的金颗粒直径约为41nm,如前所述,要想得到更大或更小的金颗粒,该方法依然可行,唯一不同的是需要改变加入还原剂的量。另外,采用此标准方法所需反应时间最短。 附注:有研究者已经注意到影响胶体金质量及其稳定性的几种因素,制备过程中器具若全部使用干净的玻璃器皿,溶液一律用0.2µm滤膜过滤后使用,水用玻璃三蒸水,推荐使用超纯水,采取这些措施后制得的胶体金很稳定。这些措施表明即使很微量的污物都会对胶体金制备带来不良影响。虽然经常可见推荐使用硅化玻璃器皿的说法,其实使用普通玻璃器皿同样也能制出高质量高稳定性的胶体金。 免疫金的制备 胶体金与抗原(或抗体)的结合物称为免疫金或胶体金标记物,在免疫组织化学技术中,又习惯称之为金探针。 胶体金标记蛋白的原理是:在碱性条件下,胶体金颗粒表面带负电荷,可与蛋白质所带正电荷基团之间产生静电吸引而牢固结合,这种结合对所标记蛋白的生物学活性无明显影响。环境pH和 离子强度是影响胶体金与抗原(抗体)吸附的主要因素,胶体金颗粒的大小、蛋白质的分子量及浓度等也影响蛋白质的吸附。 一般制备方法为:1、胶体金pH的调整(用K2CO3或HCL溶液调节pH至选定值。原则上可选择待标记蛋白质等电点,也可以略偏碱。但各标记物的最适反应pH往往需多次试验才能确定);2、蛋白质最适标记量的确定(将待标记蛋白作一系列稀释后各取一定量加入装有一定量胶体金的试管中,然后分别加入NaCl溶液,混匀静置数小时,对照管与加入蛋白量不足的管颜色会由红变蓝,而蛋白量足或超过的管保持红色不变,其中含蛋白最低的一管即为稳定胶体金所必须的最适标记量。以此比例并增加10%-20%即为标记全部胶体金溶液所需的蛋白总量);3、标记过程(在电磁搅拌棒下将1/10体积的合适浓度的蛋白质溶液加于胶体金溶液中,反应一定时间后加入BSA并调整至pH8.5,放置室温继续反应数分钟);4、离心去除未结合的蛋白质(各粒径的金粒子所需的离心转速与时间均不一样。离心后去上清液,将沉淀用含PEG或BSA的缓冲液悬浮,恢复至原体积后再离心。如此洗涤2-4次,以彻底除去未结合的蛋白质)。 NC膜 硝酸纤维素膜(nitrocellulosefiltermembrane,简称NC膜),在胶体金试纸中用做C/T线的承载体,同时也是免疫反应的发生处。 国内NC膜的分类主要有两种:135s和180s。分类是依据现在大部分厂商用的4cm膜平均水的层析时间。换算为孔径就是135s=8um,180s=6um。 那么从这个公式中可以看出,在通过同一长度位置时,金溶液通过的速度是快速膜>慢速膜。那么通过速度越快和包被在T线的物质反应时间也就越短,读数快,那么灵敏度也就越低。反之,反应时间长,读数慢,也就灵敏度高。同时还有一个问题是,反应时间越长,发生非特异性结合的可能性就越大,所以过长时间的反应不一定就能够真正的提升灵敏度。所以这里就有一个读数时间/反应灵敏度/非特异性结合的均衡。综合以上,结论为膜孔径越小灵敏度越高。但是同时也减慢了跑板速度,增加了非特异性结合的机会,也就是假阳性的升高。所以要按照试验结果挑选适合实际项目的膜,找到合适的平衡点至关重要。根据专家研究135s的一般用在双抗体夹心法,180s的一般用在竞争法。 胶体金免疫分析技术 一、斑点金免疫渗滤试验 原理:胶体金免疫渗滤分析(DIGFA)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)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。 技术类型:1、双抗体夹心法用抗体结合在微孔膜中央,滴加待检标本,若标本中待测抗原与膜上抗体上结合,然后滴加金标抗体,再加洗涤剂洗涤后,阳性者即在膜中央呈红色斑点(胶体金聚集)。 2、间接法用抗原包被在微孔膜上,滴加待测标本,滴加洗涤剂洗涤后,滴加金标抗抗体,加洗涤剂洗涤后,阳性者即在膜中央呈红色斑点(胶体金聚集)。该法由于血清标本中非目的性的IgG的干扰,易导致假阳性结果,临床上运用较少。
装置示意图装置分解图 二、斑点金免疫层析试验 原理:斑点金免疫层析实验(DICA)是胶体金标记技术和蛋白质层析技术相结 合的以微孔滤膜为载体的快速固相膜免疫分析技术。与胶体金免疫渗滤实 验的过滤性不同,DICA中滴加在膜一端的标本溶液受载体膜的毛细管作 用向另一端移动,犹如层析一般,在移动过程中被分析物与固定于载体 膜上某一区域的抗体(或抗原)结合而被固化,无关物则越过该区域而 被分离,然后通过胶体金的呈色条带来判定实验结果。 技术类型:1、双抗体夹心法如上图所示,G处为金标记抗体(免疫金),T处为包被抗体,C处包被抗金标抗体,B处为吸水纸。测试时A端滴加待测标本,通过层析作用,待测标本向B端移动,流经G处时将金标抗体复溶,若待检标本中含有待测抗原,即形成金标抗体-抗原复合物,移至T区时形成金标抗体-抗原-抗体复合物,金标抗体被固定下来,在T区显示红色线条,呈阳性反应,多余的金标记抗体移至C区被抗金标抗体捕获,呈现红色质控线条。 2、竞争法如上图所示,G处为金标抗体,T处包被标准抗原,C处包被抗抗体,测试时待测样本加于A端,若待测标本中含有待测抗原,流经G处时结合金标抗体,当混合物移至T处,因无足够游离的金标抗体与膜上的标准抗原结合,T处无棕红色线条出现,实验结果为阳性,游离金标记或金标记复合物流经C处,与该处的抗金标抗体结合出现棕红色的质控带,若标本中不含待测抗原,金标抗体则于T处膜上的标准抗原结合,在T处出现棕红色的线条,实验结果为阴性。
3、间接法为了消除待测血清标本中大量的非特异性IgG与特异性IgG竞争结合金标记抗人IgG,降低试验敏感性,胶体金间接免疫层析法测抗体常设计成反流免疫层析法。