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胶体金检测技术

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。

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一、胶体金检测 

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。

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。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。


二、检测原理

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 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。


三、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。利用金颗粒可催化银离子还原成金属银这一原理,采用银显影剂增强金颗粒的可见性,更可大大提高测定灵敏度,检测下限可低至 0.1ng,这种免疫金银染色法应用已日趋广泛。由于胶体金免疫印迹技术简便、快速,且有相当的高的灵敏度,在临床免疫诊断上有很大的应用潜力。

6、胶体金在肉眼水平的应用。胶体金取代传统三大标记物,用于肉眼水平的免疫检测中。除了胶体金本身具有的特点外,还有以下优点:①试剂和样本用量极小,样本量可低至1~2ul;②不需γ-计数器、荧光显微镜、酶标检测仪等贵重仪器,更适于现场应用; ③没有诸如放射性同位素、邻苯二胺等有害物质参与;④实验结果可以长期保存;⑤时间大大缩短,提高了检测速度。金标过程中,无共价键形成,是一定离子浓度下的物理吸附。因此几乎所有的大分子物质都可被金标记,标记后大分子物质活性不发生改变。实验结果表明,胶体金的敏感性可达到 ELISA的水平。而结合银染色时,检测的敏感性更大大提高。


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