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(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。
胶体金的制备方法
胶体金的制备方法1. 胶体金的概述胶体金是一种由纳米级金颗粒组成的胶体溶液。
胶体是指由两种或多种物质组成的系统,其中一种物质以微细颗粒的形式分散在另一种物质中。
胶体金具有许多独特的性质,如表面增强拉曼散射效应、可调控的光学吸收谱、生物相容性等,因此在生物医学、光学传感、催化等领域有广泛的应用。
2. 胶体金的制备方法胶体金的制备方法多种多样,下面介绍几种常用的制备方法。
2.1 化学还原法化学还原法是制备胶体金最常用的方法之一。
其主要步骤如下:1.制备金盐溶液:将金盐(如氯金酸钠)溶解在适量的溶剂中,如水或有机溶剂。
2.还原反应:向金盐溶液中加入一种还原剂,如氢氯化酸、乙酰丙酮、氢气等,使金离子还原为金原子。
3.形成胶体金:在还原反应中,金原子会聚集形成纳米级金颗粒,从而形成胶体金溶液。
化学还原法制备的胶体金具有粒径分布较广、形貌不规则的特点,但制备过程简单,操作方便。
2.2 光化学还原法光化学还原法是一种利用光照射来促进金离子还原反应的方法。
其主要步骤如下:1.制备金盐溶液:同化学还原法。
2.光照射:将金盐溶液暴露在紫外光或可见光照射下,光照射会激发金盐中的电子跃迁,从而促进金离子的还原反应。
3.形成胶体金:同化学还原法。
光化学还原法制备的胶体金具有尺寸均一、形貌规则的特点,但制备过程较为复杂,需要精确控制光照条件。
2.3 纳米颗粒生长法纳米颗粒生长法是一种通过控制金离子在溶液中的生长过程来制备胶体金的方法。
其主要步骤如下:1.制备金离子溶液:将金盐溶解在适量的溶剂中。
2.加入还原剂:向金离子溶液中加入一种还原剂,如某种有机物或金属盐。
3.控制生长条件:通过调节溶液的温度、pH值、浓度等参数,控制金离子的生长速率和方向。
4.形成胶体金:金离子在溶液中生长形成纳米级金颗粒,从而形成胶体金溶液。
纳米颗粒生长法制备的胶体金具有尺寸可调控、形貌可控制的特点,但制备过程较为复杂,需要精确控制生长条件。
3. 胶体金的应用胶体金由于其独特的性质,在多个领域有广泛的应用。
胶体金制备方法
胶体金制备方法胶体金是一种由纳米颗粒组成的胶体溶液,具有广泛的应用前景。
胶体金的制备方法有多种,下面将介绍几种常见的制备方法。
一种常见的胶体金制备方法是还原法。
该方法通常使用氯金酸盐作为金源,还原剂如氢氯酸、次氯酸钠、亚硫酸钠等,以及表面活性剂如十二烷基硫酸钠等。
首先,将氯金酸盐溶解在水中,加入适量的还原剂和表面活性剂,经过搅拌和加热处理后,溶液中的金离子被还原成金纳米颗粒,形成胶体金溶液。
另一种常见的制备方法是光化学法。
该方法利用光的照射作用,将金离子还原成金纳米颗粒。
一般使用紫外光或可见光作为光源,将含有金离子的溶液暴露在光源下,金离子在光的作用下逐渐被还原成金纳米颗粒。
该方法具有简单、快速的特点,适用于大规模制备。
电化学法也是一种常用的胶体金制备方法。
该方法利用电化学反应将金离子还原成金纳米颗粒。
首先,在电解质溶液中放置两个电极,其中一个电极为金电极,另一个电极为参比电极。
然后,将电流通过电解质溶液,在金电极上发生氧化还原反应,金离子被还原成金纳米颗粒,并被带到溶液中形成胶体金溶液。
还有一种常见的制备方法是化学共沉淀法。
该方法通常使用金盐和还原剂共同作用,使金离子被还原成金纳米颗粒。
首先,在含有金离子的溶液中加入还原剂,如氢氯酸或亚硝酸钠,然后通过搅拌和加热处理,金离子被还原成金纳米颗粒,形成胶体金溶液。
通过上述几种制备方法,可以得到不同形状和大小的胶体金纳米颗粒。
这些胶体金纳米颗粒具有良好的分散性和稳定性,可以广泛应用于生物医学、光学、催化等领域。
在生物医学中,胶体金纳米颗粒可以用于肿瘤治疗、生物传感器等。
在光学领域,胶体金纳米颗粒可以用于制备纳米光学材料、表面增强拉曼光谱等。
在催化领域,胶体金纳米颗粒可以用于催化剂的制备和催化反应的促进。
胶体金的制备方法有多种,每种方法都有其优缺点。
通过选择合适的制备方法和调控制备条件,可以得到具有不同性质和应用的胶体金纳米颗粒。
胶体金纳米颗粒的制备方法的研究和发展将进一步推动其在各个领域的应用。
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(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 。
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
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。
胶体金和抗体偶联的原理
胶体金和抗体偶联的原理胶体金和抗体偶联的原理胶体金的概述•胶体金是指金纳米颗粒的集合体,具有良好的稳定性和导电性。
•胶体金常用于生物医学领域,特别是在诊断和治疗中起着重要作用。
胶体金的制备方法1.化学还原法:通过还原剂将金离子还原成金纳米颗粒。
2.光化学法:利用光敏剂和光源引发金的还原反应。
3.水热法:通过温度和压力调控金纳米颗粒的形貌和大小。
胶体金的表面修饰•为了增强胶体金的生物相容性和稳定性,常需要对其表面进行修饰。
•常见的表面修饰方法包括:聚乙烯醇包覆、硫醇修饰、聚合物包覆等。
抗体的作用与特点•抗体是一种蛋白质分子,可以识别和结合特定的抗原。
•抗体具有高度的特异性和亲合力,可以与抗原发生特异性的结合反应。
抗体偶联的原理1.抗体的修饰:通过化学方法将抗体与胶体金表面修饰分子相偶联。
2.抗体的识别:修饰后的胶体金可以识别和结合特定的抗原。
3.抗原的检测:通过对修饰后的胶体金-抗原复合物进行检测,可以获得相关的生物信息。
胶体金和抗体偶联的应用•生物传感器:通过胶体金和抗体的偶联,可以构建高灵敏度的生物传感器,用于检测生物标志物。
•免疫组织化学:胶体金能够在组织切片中显示出明显的颜色反应,从而用于免疫组织化学染色。
•药物输送:通过将药物偶联到修饰后的胶体金上,可以实现药物的靶向输送和释放。
结论•胶体金和抗体的偶联为生物医学领域带来了巨大的发展。
•进一步的研究和应用将进一步推动相关技术的发展和创新。
胶体金和抗体偶联的挑战和展望挑战•抗体选择:选择适合的抗体对目标抗原进行识别和结合是非常关键的,需要在众多抗体中筛选和优化。
•修饰方法:胶体金的表面修饰需要选择合适的化学方法,以实现稳定的偶联效果。
•生物相容性:由于胶体金通常用于生物体内,其生物相容性的研究和优化依然是一个关键问题。
展望•多重修饰策略:结合不同修饰方法,实现胶体金和抗体的多重修饰,以进一步提高生物相容性和功能性。
•新型纳米材料的开发:近年来,不仅胶体金,还涌现出许多新型的纳米材料,如量子点、纳米碳管等,它们也可以和抗体进行偶联,拓展了偶联技术的应用范围。
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。
柠檬酸钠还原法制备胶体金
柠檬酸钠还原法制备胶体金摘要:一、柠檬酸钠还原法制备胶体金简介1.柠檬酸钠还原法2.胶体金的应用领域二、柠檬酸钠还原法制备胶体金的原理1.反应原理2.反应条件三、柠檬酸钠还原法制备胶体金的实验步骤1.准备工作2.实验操作3.注意事项四、柠檬酸钠还原法制备胶体金的优点与局限性1.优点2.局限性五、展望柠檬酸钠还原法制备胶体金的发展前景1.技术改进2.应用拓展正文:一、柠檬酸钠还原法制备胶体金简介柠檬酸钠还原法是一种制备胶体金的方法,该方法具有操作简便、成本低廉、纯度高等优点,被广泛应用于生物学、医学、化学等领域。
胶体金作为纳米材料,具有独特的光学、电学、磁学等性能,为科学研究和实际应用提供了广阔的空间。
二、柠檬酸钠还原法制备胶体金的原理柠檬酸钠还原法制备胶体金的原理是通过还原反应将金离子还原成金原子,并在溶液中形成稳定的胶体颗粒。
具体来说,首先将柠檬酸钠和盐酸混合,生成柠檬酸氢钠和氯化钠。
然后将金离子和柠檬酸氢钠溶液混合,通过还原反应生成金原子和柠檬酸钠。
最后,在搅拌下,金原子聚集成稳定的胶体颗粒。
三、柠檬酸钠还原法制备胶体金的实验步骤1.准备工作:称取一定质量的柠檬酸钠和盐酸,分别放入烧杯中;准备金盐溶液。
2.实验操作:将柠檬酸钠和盐酸混合,生成柠檬酸氢钠和氯化钠;将金盐溶液逐滴加入柠檬酸氢钠溶液中,边加边搅拌;继续搅拌30分钟,以使金原子聚集成稳定的胶体颗粒。
3.注意事项:实验过程中需注意搅拌速度和加液速度,避免产生过多的气泡;实验完毕后,将剩余试剂倒入废液缸,清洗实验器材。
四、柠檬酸钠还原法制备胶体金的优点与局限性1.优点:柠檬酸钠还原法制备胶体金方法简单,操作容易,成本较低;制备出的胶体金颗粒大小均匀,纯度高,稳定性好。
2.局限性:该方法对实验条件要求较高,需要严格控制反应温度、pH值等因素;此外,柠檬酸钠还原法产率相对较低,可能影响工业化生产的经济效益。
五、展望柠檬酸钠还原法制备胶体金的发展前景随着科学技术的不断进步,柠檬酸钠还原法制备胶体金的方法仍有很大的改进空间。
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。
纳米胶体金的制备及粒径的测定
纳米胶体金的制备及粒径的测定1. 简介纳米胶体金是一种应用广泛的纳米材料,在生物领域、传感器制备、纳米电子学等方面都有着重要的应用。
其独特的表面等离子体共振效应使得其在光学和电学性质上有着非常强大的性能。
本文将介绍纳米胶体金的制备方法以及粒径的测定技术。
2. 纳米胶体金的制备方法2.1 化学合成法化学合成法是目前制备纳米胶体金的主流方法。
常见的化学合成法包括土豆芯片法、谷氨酸还原法、乙醇还原法等。
以下是土豆芯片法的具体步骤:1.准备土豆芯片:将土豆切成1mm的小方块,将其浸泡在去离子水中,反复洗涤去除淀粉。
2.制备HAuCl4溶液:称取HAuCl4,加入去离子水中,同时加盐酸调节pH值,并加热至溶解。
3.制备还原剂:称取还原剂,加入去离子水中,搅拌溶解。
4.合成纳米胶体金:将土豆芯片加入HAuCl4溶液中搅拌,再加入还原剂,反应结束后用去离子水洗涤。
2.2 生物合成法生物合成法是近年来新兴的制备纳米胶体金的方法。
该方法利用生物合成的方式制备纳米胶体金,具有节能环保、易于控制尺寸分布等优点。
以下是叶绿体生物合成法的具体步骤:1.收集叶绿体:从含叶绿体的植物中提取叶绿体。
2.制备胶体金:将HAuCl4加入叶绿体中,加热反应,得到纳米胶体金。
3. 粒径测定方法3.1 透射电子显微镜法透射电子显微镜法是最常用的测定纳米胶体金粒径的方法之一。
透射电子显微镜能够观察样品中的纳米颗粒,通过对纳米颗粒的平均尺寸进行测量,得到纳米胶体金的粒径大小。
3.2 动态光散射法动态光散射法是另一种常用的测定纳米胶体金粒径的方法。
该方法通过测量纳米颗粒在液体中的光散射强度,从而推算出纳米颗粒的大小和分布范围。
4. 结论通过化学合成法和生物合成法制备的纳米胶体金均具有较好的性能,其粒径大小可以通过透射电子显微镜法或动态光散射法进行测定。
纳米胶体金在未来的生物、传感器、纳米电子学等领域将有着广阔的应用前景。
- 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。
(2)氯化金(HauCl4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HAuCl溶液加热至沸腾,迅4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 immumofiltraitionassay 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。