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。
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。
第三节胶体金的制备方法
第三节胶体金的制备方法胶体金是一种纳米尺度的金颗粒悬浮于溶液中的胶体系统。
由于其独特的光学、电学和化学性质,胶体金在生物医学、材料科学等领域中具有广泛的应用。
本节将介绍胶体金的制备方法。
一、化学还原法化学还原法是制备胶体金的常用方法之一,通常使用水溶液中的金盐(如氯金酸盐)作为前驱体,在还原剂的作用下将金离子还原为金原子,形成胶体金。
常用的还原剂包括硼氢化钠、乙醇、维生素C等。
该方法制备的胶体金尺寸较小,粒径均匀分散,适用于大规模生产。
二、光化学法光化学法是利用光敏化合物的光解过程来制备胶体金的方法。
通常使用光敏化合物(如硝酸银)和还原剂(如柠檬酸)混合溶液,在紫外光照射下,光敏化合物发生光解反应,还原剂进一步还原产生胶体金。
该方法制备的胶体金尺寸可调控,适用于制备不同尺寸的金颗粒。
三、化学合成法化学合成法是将金离子还原为金原子,并在特定条件下控制金原子的凝聚形成胶体金颗粒。
常用的化学合成方法包括沉淀法、水热法、微乳液法等。
沉淀法将金盐与还原剂反应后,通过控制pH值、温度等条件,使金原子凝聚形成胶体金颗粒。
水热法则通过高温高压条件下金离子的还原和凝聚形成胶体金。
微乳液法则利用表面活性剂的作用,在水油两相界面形成微乳液,通过控制条件和加入还原剂,使金离子还原成金原子,形成胶体金颗粒。
四、生物法生物法是利用生物体或其产物参与胶体金的制备过程。
常用的方法包括植物提取物和微生物发酵。
植物提取物中含有诸多的活性物质,如多酚、酚类化合物等,可作为还原剂和稳定剂来制备胶体金。
微生物发酵则是利用微生物代谢产生的酶对金盐进行还原,形成胶体金。
胶体金的制备方法有多种途径,根据不同的需求可以选择合适的方法。
化学还原法是最常用的方法,具有制备简单、成本低等优点。
光化学法和化学合成法能够得到具有较窄粒径分布的胶体金颗粒,适用于需要粒径可调控的研究和应用。
生物法则是一种绿色环保的制备方法,适用于一些特殊需求的情况。
总之,不同的制备方法适用于不同的实际需求,科研人员和工程师可以根据自身需求选择合适的制备方法来获得高质量的胶体金。
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法(Colloidal Gold Method)是一种将金颗粒制备成胶体溶液,然后用于检测有机分子、生物分子或其他物质的方法。
胶体金法具有简单、高灵敏度和高选择性的特点,被广泛应用于生物医学研究、医学诊断、环境监测等领域。
以下是胶体金法的几种常用方法及其原理。
一、化学还原法化学还原法是制备胶体金的最常用方法之一、该方法通过在溶液中添加金金属离子和还原剂,使金离子在还原剂的作用下还原成金原子,进而形成金核并在溶液中仅稳定存在。
该方法需要在适当的条件下控制还原剂的加入量、反应温度和pH值等因素,以调整金颗粒的大小和分散度。
二、绿潮法绿潮法是一种可以通过氢沉淀法将金离子还原为金金属,从而制备胶体金的方法。
该方法的步骤包括:首先将金金属溶解在盐酸中,得到金离子溶液;接着,加入氢氧化钠或氢氧化钾作为沉淀剂,将溶液中的金离子还原成金原子并形成沉淀;最后,通过分散沉淀并调整pH值,得到胶体金。
三、还原沉淀法还原沉淀法是一种将可溶性金离子还原为金颗粒的方法。
该方法的步骤包括:首先,将金离子溶解在溶剂中,得到金离子溶液;接着,在溶液中加入还原剂,使金离子还原成金原子并形成沉淀;最后,通过溶解沉淀并调整pH值,得到胶体金。
四、可逆沉淀法可逆沉淀法是一种将金金属还原成金颗粒的方法。
该方法的步骤包括:首先,将金金属溶解在酸性溶液中,得到金离子溶液;接着,通过加入溶液中的其中一种阴离子或氧化还原物质,使金离子还原成金颗粒并形成沉淀;最后,通过转化溶解沉淀并调整pH值,得到胶体金。
五、微乳液逆微乳液法微乳液逆微乳液法是一种将金金属还原成金颗粒的方法。
该方法的步骤包括:首先,在水/油微乳液中,使用其中一种还原剂将金离子还原成金原子;接着,通过控制溶剂的性质、表面活性剂浓度和温度等因素,使金原子在微乳液中形成有序排列并聚集为金颗粒;最后,通过逆微乳液法将金颗粒从微乳液中分离出来。
该方法制备的胶体金颗粒具有较小的颗粒大小和较高的分散度。
胶体金法 配方
胶体金法配方胶体金法是一种常用的制备金纳米颗粒的方法,其配方主要包括金盐溶液、还原剂溶液和稳定剂溶液。
本文将详细介绍胶体金法的配方及其制备过程。
一、配方1. 金盐溶液:通常使用氯金酸盐(AuCl4-)作为金源,溶于水中得到金盐溶液。
2. 还原剂溶液:常用的还原剂有亚硫酸氢钠(NaHSO3)、氢氯酸(HCl)等。
还原剂的作用是将金离子还原为金原子,使其形成纳米颗粒。
3. 稳定剂溶液:为了防止金纳米颗粒的团聚和沉淀,需要在制备过程中添加稳定剂。
常用的稳定剂有胶体硅溶液、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。
二、制备过程1. 首先,将金盐溶液加入到适量的溶剂中,通常溶剂选择为水或乙醇。
2. 添加适量的还原剂溶液,快速搅拌混合均匀。
还原剂的加入会引起溶液的颜色变化,从无色或淡黄色变为红色或紫色。
3. 在搅拌的同时,缓慢滴加稳定剂溶液。
稳定剂的加入可以控制金纳米颗粒的大小和分散性。
4. 持续搅拌一段时间,直至溶液中的金纳米颗粒均匀分散并稳定。
胶体金法制备金纳米颗粒的关键在于控制还原剂的加入速率和稳定剂的使用量。
还原剂的加入速率过快可能导致金纳米颗粒的团聚,而稳定剂的使用量过少则会使得金纳米颗粒易于沉淀。
胶体金法制备的金纳米颗粒具有许多优良性质,如较小的粒径、良好的分散性和表面活性等。
这些特性使得金纳米颗粒在生物医学、催化剂、传感器等领域具有广泛的应用前景。
在实际应用中,胶体金法的配方可以根据需求进行调整。
例如,可以通过改变还原剂的种类和浓度来调控金纳米颗粒的形貌和尺寸;可以通过调整稳定剂的类型和浓度来调节金纳米颗粒的分散性和表面化学性质。
胶体金法是一种简单有效的制备金纳米颗粒的方法。
通过合理控制配方中金盐溶液、还原剂溶液和稳定剂溶液的比例和加入顺序,可以制备出具有优良性质的金纳米颗粒。
在实际应用中,胶体金法制备的金纳米颗粒具有广泛的应用前景,为各个领域的研究和应用提供了有力支持。
胶体金的制备方法
胶体金的制备方法
胶体金是指金纳米粒子悬浮于溶液中形成的胶体系统。
胶体金具有许多独特的物理和化学性质,因此在材料科学、生物医学和光学等领域具有广泛的应用。
本文将介绍胶体金的制备方法,包括化学还原法、溶剂热法和激光还原法。
1. 化学还原法
化学还原法是制备胶体金最常用的方法之一。
该方法通常使用还原剂将金离子还原为金纳米颗粒。
常用的还原剂有氢氯酸、氢氢氧化钠和氢氢氧化钙等。
制备过程中,首先将金盐溶解在溶剂中,然后加入适量的还原剂,并加热搅拌。
在适当的温度下,金离子被还原为金原子,并逐渐聚集形成金纳米颗粒。
2. 溶剂热法
溶剂热法是利用溶剂中的高温和高压条件来制备胶体金。
该方法通常使用有机溶剂,如乙醇、正丁醇和二甲基甲酰胺等。
制备过程中,首先将金盐溶解在溶剂中,然后加热至一定温度,并保持一定时间。
在高温和高压条件下,金离子被还原为金原子,并逐渐聚集形成金纳米颗粒。
3. 激光还原法
激光还原法是一种利用激光来还原金离子的方法。
该方法通常使用激光束照射含有金盐的溶液,激光的能量使金离子还原为金原子,
并形成金纳米颗粒。
激光还原法具有快速、简单和可控性好的优点,因此在制备胶体金中得到了广泛应用。
总结起来,胶体金的制备方法包括化学还原法、溶剂热法和激光还原法。
这些方法各有优劣,可以根据实际需要选择合适的方法进行制备。
胶体金的制备方法的选择对于获得高质量的胶体金材料具有重要意义,因此需要根据具体实验条件和要求进行合理选择。
胶体金的制备方法
第一节免疫胶体金的制备一、胶体金的特性和制备(一)胶体金的结构胶体金(colloidalgold)也称金溶胶(goldsol),是由金盐被还原成原金后形成的金颗粒悬液。
胶体金颗粒由一个基础金核(原子金Au)及包围在外的双离子层构成,紧连在金核表面的是内层负离子(AuC12-),外层离子层H+则分散在胶体间溶液中,以维持胶体金游离于溶胶间的悬液状态。
胶体金颗粒的基础金核并非是理想的圆球核,较小的胶体金颗粒基本是圆球形的,较大的胶体金颗粒(一般指大于30nm以上的)多呈椭圆形。
在电子显微镜下可观察胶体金的颗粒形态。
(二)胶体金的特性1.胶体性质胶体金颗粒大小多在1~100nm,微小金颗粒稳定地、均匀地、呈单一分散状态悬浮在液体中,成为胶体金溶液。
胶体金因而具有胶体的多种特性,特别是对电解质的敏感性。
电解质能破坏胶体金颗粒的外周永水化层,从而打破胶体的稳定状态,使分散的单一金颗粒凝聚成大颗粒,而从液体中沉淀下来。
某些蛋白质等大分子物质有保护胶体金、加强其稳定性的作用。
2.呈色性微小颗粒胶体呈红色,但不同大小的胶体呈色有一定的差别。
最小的胶体金(2~5nm)是橙黄色的,中等大小的胶体金(10~20nm)是酒红色的,较大颗粒的胶体金(30~80nm)则是紫红色的。
根据这一特点,用肉眼观察胶体金的颜色可粗略估计金颗粒的大小。
3.光吸收性胶体金在可见光范围内有一单一光吸收峰,这个光吸收峰的波长(λmax)在510~550nm范围内,随胶体金颗粒大小而变化,大颗粒胶体金的λmax偏向长波长,反之,小颗粒胶体金的λmax则偏于短波长,表19-1所列为部分胶体金的λmax。
(三)胶体金的制备1.制备方法胶体金的制备多采用还原法。
氯金酸(HauC14)是主要还原材料,常用还原剂有柠檬酸钠、鞣酸、抗坏血酸、白磷、硼氢化钠等。
根据还原剂类型以及还原作用的强弱,可以制备0.8nm~150nm不等的胶体金。
最常用的制备方法为柠檬酸盐还原法。
胶体金的制备方法
(1)取 0.6%的 HAuCl4 水溶液 2.5ml,加双蒸水 120ml 。
(2)用 0.2mol/l K2CO3,调 pH 至中性。
(3)加入 1/5 饱和度的白磷乙醚溶液 1ml(1 份白磷 4 份乙醚),在室温振荡约 15min ,溶液呈红褐色,再加热至典型 的葡萄酒红色,加热可使乙醚蒸发,胶体金液体内过量的白磷通入空气后被氧化,此方法获得胶体金颗粒的直径在 5~12nm 之间。
100 0.25 160
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。
(四)鞣酸—柠檬酸三钠还原法(Slot 与 Gueeze1985 年)
(1)将预冷在 4℃的 40ml 双蒸水中加入 0.6ml 1%的 HAuCl4。
(2)再加入 0.2molK2CO3,0.2ml。
(3)在搅拌下,迅速加入新鲜配制的硼氢化钠水溶液(0.5mg/ml)0.4ml,一般重复加入 3~5 次,直至溶液的兰紫色变为 橙红色为至。然后再搅拌 5min,获得的金颗粒直径在 2~5nm 之间。
表 5-2 柠檬酸三钠用量与胶体金颗粒直径的关系
0.01%的 HAuCl4(ml) 1%柠檬酸三钠(ml) 直径(ml)
100 5.0
10.0
100 4.0
15.0
100 1.5
25.0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
100 1.0
50.0
100 0.75 60.0
100 0.60 70.0
胶体金制备
1.胶体金的制备胶体金的制备方法很多,其中应用较为广泛的是还原法,而分散法和其他凝聚法都不合乎要求。
还原法的基本原理是在氯化金溶液中加入一定量的还原剂,使金离子还原为金原子。
在医学研究中最常用的还原剂有白磷、乙醇、过氧化氢、抗坏血酸、硼氢化钠、柠檬酸钠及U酸等。
现将常用的几种方法介绍如下:①白磷还原法可合成粒径为3nm左右的金颗粒;②白磷还原法经改良后,可合成粒径为5~12nm大小的金颗粒;③抗坏血酸还原法可合成粒径为6~13nm大小的金颗粒;④柠檬酸三钠还原法可合成粒径为5nm、15nm、30nm、60nm大小的金颗粒;⑤乙醇一超声波还原法可合成粒径为6~10nm大小的金颗粒;⑥硼氢化钠还原法可合成粒径为3~17nm大小的金颗粒;⑦单宁酸一柠檬酸三钠还原法可合成粒径为3~17nm大小的金颗粒。
主要用单宁酸一柠檬酸三钠还原法、柠檬酸三钠还原法及硼氢化钠还原法,主要根据合成颗粒大小来选择。
2.玻璃器皿的清洁还原法是重结晶过程,颗粒的大小取决于结晶核形成的速度及结晶核生长的速度。
因此,用于制备胶体金的玻璃器皿应绝对清洁。
因为玻璃表面性状对还原过程的启动有重要作用,少量的污染会影响胶体金的生成,造成颗粒大小不一或液体浑浊。
处理方法是将玻璃器皿清洁晾干后,放人清洁液内浸泡24h,取出后依次用自来水和蒸馏水洗净,凉干,硅化,也可不经硅化。
第一次生成胶体金稳定玻璃器皿表面,然后弃去,再用蒸馏水洗后即可再用。
最好是所有的玻璃器皿专用化,以减少污染。
玻璃器皿表面应无明显的划痕,否则也会影响胶体颗粒的均一度。
3.试剂的配制要求①配制试剂均用双蒸馏水或三蒸馏水,或用去离子水。
②氯化金水溶液的配制氯金酸(AuCl3·HCI)每支为1g装,用时用蒸馏水一次全部稀释成1%水溶液,呈现黄色的透明状,应无任何沉淀,未用完部分可保存在4℃冰箱内,长期使用。
③SPA纯品、特异性抗体或第二抗体必须经亲和层析,琼脂免疫双扩散效价为1 : 64以上才可选用,其他蛋白及受体也需高度纯化。
胶体金原理
胶体金原理
胶体金是一种特殊的纳米材料,具有良好的光学性能和生物相容性,因此在生
物医学领域有着广泛的应用前景。
胶体金的制备原理主要是通过还原金盐溶液来合成金纳米粒子,其原理如下:
首先,选择合适的金盐溶液,常用的金盐有氯金酸钠(AuCl4-)和氯金酸钾(AuCl4-)等。
在溶液中加入还原剂,如氢氧化物、硼氢化钠等,使金离子被还原成
金原子,形成金纳米粒子。
其次,控制溶液的温度和pH值,这对于合成金纳米粒子的形貌和尺寸具有重
要影响。
通常在较低的温度下,金离子会更容易被还原成金原子,而在不同的pH
值下,金纳米粒子的形貌也会有所不同。
最后,对合成的金纳米粒子进行表面修饰,可以通过添加表面活性剂或聚合物
来改变其表面性质,增强其在水溶液中的分散性和稳定性。
这样制备的胶体金纳米粒子具有较好的生物相容性和生物活性,适用于生物成像、药物传递和生物传感等领域。
胶体金在生物医学领域的应用主要包括生物成像、药物传递和生物传感。
由于
其良好的光学性能,胶体金纳米粒子可以作为生物成像的造影剂,用于肿瘤的早期诊断和治疗监测。
此外,胶体金还可作为药物的载体,通过改变其表面性质和尺寸,实现药物的靶向输送和控释。
同时,胶体金纳米粒子还可应用于生物传感领域,用于检测生物分子的浓度和活性,具有重要的临床应用价值。
总之,胶体金的制备原理简单易行,具有广泛的应用前景。
随着生物医学领域
的不断发展,胶体金纳米材料必将在生物成像、药物传递和生物传感等领域发挥重要作用,为人类健康事业做出更大的贡献。
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。
柠檬酸钠还原法制备胶体金
柠檬酸钠还原法制备胶体金1. 简介胶体金是一种重要的纳米材料,具有广泛的应用前景。
柠檬酸钠还原法是一种常用的制备胶体金的方法,通过将柠檬酸钠作为还原剂,将金盐溶液还原成胶体金颗粒。
本文将详细介绍柠檬酸钠还原法制备胶体金的原理、实验步骤以及相关实验注意事项。
2. 原理柠檬酸钠还原法制备胶体金的原理基于柠檬酸钠对金盐的还原作用。
柠檬酸钠(Na3C6H5O7)是一种弱还原剂,可以将金离子(Au3+)还原为金原子(Au^0),从而形成胶体金颗粒。
具体的反应过程如下:3AuCl4^- + 4Na3C6H5O7 + 9H2O → 3Au + 4Na3C6H5O7·H2O + 12HCl在反应过程中,柠檬酸钠被氧化为柠檬酸根离子(C6H5O7^-),金离子被还原为金原子,金原子进一步聚集形成胶体金颗粒。
3. 实验步骤3.1 准备实验所需材料和设备•柠檬酸钠•氯金酸(HAuCl4)•蒸馏水•烧杯•磁力搅拌器•恒温水浴3.2 预处理实验材料将柠檬酸钠溶解在适量的蒸馏水中,制备柠檬酸钠溶液。
将氯金酸溶解在适量的蒸馏水中,制备氯金酸溶液。
注意,制备过程中要避免杂质的污染。
3.3 加热柠檬酸钠溶液将柠檬酸钠溶液倒入烧杯中,放入恒温水浴中加热至适当温度(通常为60-80摄氏度),并用磁力搅拌器搅拌均匀。
3.4 加入氯金酸溶液将氯金酸溶液缓慢加入加热的柠檬酸钠溶液中,同时继续搅拌。
加入过程中要注意控制加入速度,避免产生剧烈反应。
3.5 观察反应过程在加入氯金酸溶液后,可以观察到溶液由无色逐渐转变为红色。
这是由于金离子被还原为金原子形成的胶体金颗粒。
3.6 停止反应当溶液呈现明显的红色时,停止加热并停止搅拌。
让溶液自然冷却至室温。
3.7 分离胶体金颗粒将制备好的胶体金溶液通过离心或过滤等方法分离出胶体金颗粒。
4. 实验注意事项•实验过程中要注意安全,避免接触有毒物质。
•柠檬酸钠和氯金酸溶液要严格控制浓度和配比,避免产生剧烈反应或溶液失稳。
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;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2氯化金HauCl44”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%的HAuCl溶液加热至沸腾,迅速加入一定量41%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内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 pad2.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 releasemembrane3.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 memtrane4.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backsheet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;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;表免疫渗滤分析和免疫层析分析的比较注: 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;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;下面列出国内外已应用的项目;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;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;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; 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;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;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;其它检测C-反应蛋白,半定量检测血清α-脂蛋白;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;生产厂家应提供确定界限值的标准品,最好还要提供低于或高于界限值的标准品注明浓度,以供使用者对结果的判断;6 应用的重点和展望临床应用的重点应放在:1急需快速诊断以便进行治疗的急重症,如协助确诊急性心肌梗死的急性心梗标志物就是很好的例子;有普查意义的检查和流行病学调查:如各种传染病病毒性肝炎,艾滋病,性病及其它各种流行病流行病调查;某些肿瘤如前列腺癌,结肠癌,肝癌,乳腺癌的普查及预防检查;围产期的健康普查等;它可以作为快速的初筛普查手段,对阳性和可疑的结果再进一步做更细的可靠的检查;今后的发展:1全面提高质量;突出质量控制的保证,为进一步发展打好基础;2提高检测的灵敏度;目前检测的灵敏度都低于相应的定量免疫分析,应尽量缩小差距;除使用各种优质的原料,如膜条,高纯度高亲和力的配体特别是配伍好的优质单抗,优质高比度的标记配体以及先进的工艺外,还应引进信号放大系统,例如生物素-链亲和素系统,用链亲和素作为膜上的捕捉配体,分别用生物素化和胶体金标记的配伍良好的优质的特异性单抗与分析物形成免疫复合物;应用链亲和素与生物素结合的四价性及极高的亲和常数,可明显提高灵敏度;此外,链亲和素-生物素系统还可以作为一种通用的分析系统,检测不同的抗原;由于链亲和素价格较贵,也可用高质量的抗生物素抗体作为通用的检测系统;3实现半定量和定量化;①可通过精确控制膜上捕捉配体的量,使用多条平行捕捉配体线的方法,通过显色条带的数目,判断分析物的浓度区间,得到半定量的结果;②应用反射的光密度计测量显色带或斑点的颜色强度,换算成浓度值,实现定量的估算;德国宝灵曼生产的肌钙蛋白-T及相应的测量仪strip reader即可显示出免疫层析条上肌触目惊心蛋白-T的量;香港研制的FABP胶体金免疫渗滤分析也配有定量分析仪,可进行定量测定;二者均成为患者床旁诊断急性心肌梗死的快速灵敏方法;4检测多种分析物;同一个膜上可同时测定几种有相关意义的分析物,如乙型肝炎不同的抗原及抗体;国外已有同时测几种心梗标志物及测定多种毒品的胶体金免疫分析;5建立检测全血的方法;主要针对急重症快速诊断之用,以减少分离血清的音间;德国宝灵曼生产的人肌钙蛋白GICA便采用全血检测方法;检测全血的方法对自检,患者床旁检查和边远地区的普查都有实际应用意义;免疫胶体金的制备及其在医学检验中的应用周友泉斑竹胶体金是一种常用的标记技术,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将胶体金引人免疫化学,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氯金酸HAuCl4在还原剂作用下,可聚合成一定大小的金颗粒,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 techique 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;胶体金的制备方法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~、Tris-HCL ~和硼酸氢氧化钠~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%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 ,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=;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,产生肉眼可见的显着的颜色变化,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 41 2 154、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 ,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~1小时后,将溶液加热至沸腾,保持沸腾5分钟即可;改变鞣酸的加入量,制得的胶体颗粒大小不同;5、白磷还原法:在120ml双蒸馏水中加入1%氯金酸和 L K2CO3,然后加入 1ml五分之一饱和度的白磷乙醚溶液,混匀后室温放置15分钟,在回流下煮沸直至红褐色转变为红色;此法制得的胶体金直径约 6nm,并有很好的均匀度,但白磷和乙醚均易燃易爆,一般实验室不宜采用;要得到大小更均匀的胶体金颗粒,可采用甘油或蔗糖密度梯度离心,经分级后制得胶体金颗粒直径的变异系数CV可小于15%;免疫胶体金制备1、蛋白质的处理:由于盐类成分能影响金溶胶对蛋白质的吸附,并可使溶胶聚沉,故致敏前应先对低离子强度的水透析;必须注意,蛋白质溶液应绝对澄清无细小微粒,否则应先用微孔滤膜或超速离心除去;一般情况下应避免磷酸根离子和硼酸根离子的存在,因为它们都可吸附于颗粒表面而减弱胶体金对蛋白质的吸附;2、蛋白质最适用量的选择:将待标记的蛋白质储存液作系列稀释后,分别取含蛋白质5~40ug加到 1ml胶体金溶液中,另设一管不加蛋白质的对照管,5分钟后加入 10%NaCl溶液,混匀后静置2小时,不稳定的金溶胶将发生聚沉,能使胶体金稳定的最适蛋白量再加10%即为最佳标记蛋白量;3、标记:在接近并略为高于蛋白质等电点的条件下标记是比较合适的,在此情况下蛋白质分子在金颗粒表面的吸附量最大;下述标记步骤最为常见:①用L K2CO3或L HCl调节金溶胶至所需pH标记SPA时调到;②于100ml 金溶胶中加入最佳标记量的蛋白质溶液体积为2~3ml,搅拌2~3分钟;③加入5ml1%PEG20000溶液;④于10000~100000g离心30~60分钟根据粒径大小选择不同离心条件,小心吸去上清液切忌倾倒;⑤将沉淀悬浮于一定体积含~ml PEG20000的缓冲液中,离心沉淀后,再用同一缓冲液恢复,浓度以A1cm/540nm=左右为宜,以 ml叠氮钠防腐,置4℃保存;⑥包被后的金溶胶也可浓缩后于Sephadex G-200柱进行凝胶层析分离纯化,以含%BSA的缓冲溶液洗脱;通常用IgG包被的金溶胶洗脱液pH为,以A蛋白包被的金溶胶洗脱液为;以上操作中应注意,一切溶液中不应含杂质微粒,可用高速离心或微孔滤膜预处理;胶体金的稳定性及免疫胶体金的贮存胶体金具有很高的动力学稳定性,在稳定因素不受破坏时自身凝聚极慢,可放置数年不发生凝聚;影响稳定的因素主要有电解质、溶胶浓度、温度、非电解质等;金溶胶必须有少量电解质作稳定剂,但浓度不宜过高;高浓度亲水性非电解质能剥去胶粒外面的水化膜使其凝聚;少量的高分子物质促使溶胶凝聚,但一定量的高分子物质反而可增加溶胶稳定性,如蛋白质、葡萄糖、PEG20000等的加入有良好的稳定效果;当金溶胶吸附蛋白质后,溶胶的稳定性随溶液pH而变化,而这种变化又取决于吸附蛋白质的等电点,如ConA,过氧化物酶等,当pH较低时保持稳定,提高pH则显得不稳定,接近等电点或略高时又变得稳定了;标记后的胶体金溶液可用~ml PEG20000 作为稳定剂;在4~10℃贮存数月有效,不宜冰冻;贮存中可能会发生程度不同的凝聚,可离心除去;免疫胶体金的应用1、胶体金在电镜水平的应用胶体金应用电镜水平的研究最早,发展最快,应用最广泛;其最大优点是可以通过应用不同大小的颗粒或结合酶标进行双重或多重标记;直径为3~15nm 胶体金均可用作电镜水平的标记物;3~15nm 的胶体金多用于单一抗原颗粒的检测,而直径15nm 多用于检测量较多的感染细胞;胶体金用于电镜水平的研究,主要包括:①细胞悬液或单层培养中细胞表面抗原的观察;②单层培养中细胞内抗原的检测;③组织抗原的检测;金标记在电镜水平的应用,主要方法包括:包埋前染色、包埋后染色、免疫负染色、双标记技术和原位杂交技术等;实验证明,该法样本用量少、检测速度快、对比明显、操作简单、敏感性和特异性高,既可用于抗原检测,也可用于抗体检测,因此,可同时适用于科研和诊断;2、胶体金在光镜水平的应用胶体金同样可用做光镜水平的标记物,取代传统的荧光素、酶等;各种细胞涂片、切片均可应用;主要用于:①用单克窿抗体或抗血清检测细胞悬液或培养的单层细胞的膜表面抗原;②检测培养的单层细胞胞内抗原,③组织中或亚薄切片中抗原的检测;胶体金用于光镜水平的研究,可以弥补其它标记物不可避免的本底过高和内部酶活性干扰等缺点;3、胶体金在流式细胞仪中的应用:应用荧光素标记的抗体,通过流式细胞仪计数分析细胞表面抗原,是免疫学研究中的重要技术之一;但由于不同荧光素的光谱相互重叠,区分不同的标记困难,因此必须寻找一种非荧光素标记物,用于流式细胞计数;这样可以同时进行几种标记;该标记物必须能够改变散射角,胶体金可以明显地改变红激光散射角,因而可以作为流式细胞仪的标记物之一;4、凝集试验:单分散的免疫金溶胶呈清澈透明的溶液,其颜色随溶胶颗粒大小而变化,当与相应抗原或抗体发生专一性反应后出现凝聚,溶胶颗粒极度增大,光散射随之发生变化,颗粒也会沉降,溶液的颜色变淡甚至变成无色,这一原理可定性或定量地应用于免疫反应;5、免疫印迹技术immunoblotting:免疫印迹是一种较新的免疫化学技术;用聚丙烯酰胺凝胶电泳将蛋白质分离,得到的区带转移至硝酸纤维素膜,然后用酶免疫法或免疫荧光、RIA进行定量;免疫胶体金也可用于该法的定量;转移后的硝酸纤维素膜与某特异性的抗体保温后,再与经葡萄球菌A蛋白致敏的胶体金温育,彻底洗去多余的胶体金,根据膜上胶体金颗粒颜色深浅可测知样品中的特异性抗原;。
胶体金(collaurum; colloidal gold)制备方法
胶体金(collaurum; colloidal gold)制备方法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。
根据不同的还原剂可以制备大小不同的胶体金颗粒。
常用来制备胶体金颗粒的方法如下。
1、枸橼酸三钠还原法(1)10nm胶体金粒的制备:取0.01%HAuCl4水溶液100ml,加入1%枸橼酸三钠水溶液3ml,加热煮沸30min,冷却至4℃,溶液呈红色。
(2)15nm胶体金颗粒的制备:取0.01%HAuCl4水溶液100ml,加入1%枸橼酸三钠水溶液2ml,加热煮沸15min~30min,直至颜色变红。
冷却后加入0.1Mol/L K2CO30.5ml,混匀即可。
(3)15nm、18nm~20nm、30nm或50nm胶体金颗粒的制备:取0.01%HA uCl4水溶液100ml,加热煮沸。
根据需要迅速加入1%枸橼酸三钠水溶液4ml、2.5ml、1ml或0.75ml,继续煮沸约5min,出现橙红色。
这样制成的胶体金颗粒则分别为15nm、 18~20nm、30nm和50nm.2、鞣酸-枸橼酸钠还原法A液:1%HAuCl4水溶液1ml加入79ml双馏水中混匀。
B液:1%枸橼酸三钠4ml,1%鞣酸0.7ml,0.1Mol/L K2CO3液0.2ml,混合,加入双馏水至20ml.将A液、B液分别加热至60℃,在电磁搅拌下迅速将B液加入A液中,溶液变蓝,继续加热搅拌至溶液变成亮红色。
此法制得的金颗粒的直径为5nm.如需要制备其它直径的金颗粒,则按表15-1所列的数字调整鞣酸及K2CO3的用量。
表1鞣酸-枸橼酸钠还原法试剂配制表金粒直径(nm)A液B液1%HAuCl4双馏水1%枸橼酸三钠0.1Mol/LK2CO31%鞣酸双馏水517940.200.7015.101017940.0250.1015.8751517940.00250.0115.98753、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 。
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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。
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内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。
表免疫渗滤分析和免疫层析分析的比较注: 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。
下面列出国内外已应用的项目。
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。