〖中秋继续卷〗免疫层析：胶体金 vs 彩色乳胶微球

2023-9-30 17:13| 编辑: mango524| 查看: 1512| 评论: 0|来源: IVDiagnosis|作者:IVDdiagnosis

摘要: 目前对于免疫层析定性试剂的研发，胶体金和乳胶微球已经成了两大主力标记载体

目前对于免疫层析定性试剂的研发，胶体金和乳胶微球已经成了两大主力标记载体。胶体金大家都不陌生了，从上世纪80年代开始就已经被人逐步应用到层析和渗滤试剂的开发上；乳胶微球是后来一些公司开发的产品，也深受研发人员的青睐。那么这两个载体各自有什么特点呢？接下来我们深入来探讨一下。

1.以甲流项目为例，作灵敏度的比对

以甲流定性层析产品的开发为例，我们请一个资深的层析试剂开发人员，采用同一组配对抗体，相同的标记和包被顺序，分别用40nm(4/万)的胶体金和粒径为300nm的红色乳胶微球进行对比验证，在保证各自性能最优的基础上，用相同的质控进行对比测试，结果发现：胶体金的灵敏度达到了10ng/mL，乳胶微球的灵敏度达到了2ng/mL。但是这个结果仅仅是在15min时进行的判读，如果将判读时常延长到25min，胶体金的灵敏度几乎还是维持在10ng/mL，只是线条颜色逐渐由紫红色变成紫黑色，而乳胶微球在1ng/mL的浓度也显现出了肉眼能分辨的色带，整体的线条颜色比较光鲜亮丽。从这个项目分析来看，乳胶微球的灵敏度高出了胶体金一个数量级。当然，这种情况是不是具有普适性，还需要再选取更多的项目进行验证。从本人经手的一些项目来看，对于大部分，乳胶微球的灵敏度都会优于胶体金一些。

2.以某厂家非特异性吸附较为严重的新冠配对抗体为例，作特异性优化的难易比对

我们在新冠抗原研发期间，筛选了大量厂家的配对抗体，挑选了其中一对非特异性特别严重的抗体，也就是仅滴加裂解液就会出现严重的背景条带。我们分别用与上述参数相同的胶体金和乳胶微球进行假阳方面的优化，如在包被缓冲液、微球封闭液、微球稀释液、裂解液等各个方面进行了各种优化，结果发现∶如果灵敏度都能达到国家盘S8的话，两者的假阳问题都未能消除。如果以公司的显色对照卡进行比对，胶体金的阴性条带能显色0.5，乳胶微球的阴性条带能显色到1.0-1.5。其实这个结果应该是与上述甲流项目相对应的。灵敏度偏高的载体，那么假阳的调试必然会变得偏难一些。也就是大家常说的，灵敏度和特异性是此消彼长的存在。所以，对于非特异性吸附较为严重的抗体调试，胶体金倒是显现出了自己小粒径的优势。

3.胶体金和乳胶微球的批间差异

载体的批间差异通常会给生产人员带来极大的困扰。如果颗粒存在批间差异，也就意味着相同的生产工艺不能服务于所有批次的颗粒，也就是每当更换新批次颗粒的时候，都要进行工艺的微调整，才能进行大批量的生产，否则试剂性能很容易出现问题。

我们采用同一个人不同时间烧制3个批次的40nm（4/万）的胶体金颗粒，同时采用某厂家销售的3个不同批次的300nm的微球颗粒，前后采用一模一样的工艺，同时进行试纸条的生产制备，最终采用低值质控和高值质控分别进行测试，结果如下：

我们明显可以看出，不同批次的胶体金，采用相同的生产工艺生产出来的试纸条，相同质控的测值是存在非常大的批间差异的，所以公司在更换新批次胶体金的时候，通常会进行工艺的调整，这导至了每次生产任务都需要研发人员的协助；不同批次的乳胶颗粒，生产出来的纸质条，批间差异相对较小，通常工艺调整的幅度不会太大甚至不用调整。

究其原因，主要是胶体金的烧制过程比较难以把控，即使是相同的人员去烧制，烧制的结果也比较随机；乳胶微球的制备我并不了解，不过从这里看，确实批间差异会相对小一些。

4.胶体金和乳胶微球的稳定性比较

我们采用最近比较火的幽门螺杆菌检测项目，采用相同的抗体对制备出的试纸条，置于42℃条件下放置1个月，观察高低值质控的测试结果：

我们可以观察出，两者在42℃放置一个月的时候检测，与刚生产时候的测试均有一定程度的下降，但是下降程度均可以接受，貌似胶体金的耐高温测试比乳胶微球表现的更加优秀一些，这可能源自于两个载体材质的差异。

接下来我们讲一些干货内容：

A.乳胶微球的灵敏度一定由于胶体金吗？

不一定。上面我们提到了，乳胶微球一般情况下在灵敏度方面是会优于胶体金，但是这个并不绝对。其实这个问题的实质是乳胶微球的颗粒比较大，达到了300nm，而胶体金只有40nm，而颗粒越大，单颗粒的显色越明显，这就让乳胶微球在灵敏度方面略微出众。但是我们可以通过制备大颗粒的胶体金，也可以通过偶联方式的改变让胶体金通过团聚让粒径变大来改善灵敏度。举个例子，我们通过便隐血这个项目，改变标记抗体的标记pH（即不同碳酸钾的加入体积），来观察最终的测试结果：

我们可以看到，降低碳酸钾的加入量，T线显色有明显的提升，但是一旦降低到某种程度，特异性就开始变差，但是我们可以做到和乳胶微球性能一般。后来经过体系的优化，我可以在保证特异性的基础上，该质控的测试达到2.0的色度，也就是比乳胶微球更加出色。但缺点就是，标记过程并不友好，抗体加入后呈现非常明显的聚集，需要借助超声来辅助标记，这对于很多人来说是难以接受的。但是团聚后的胶体金有另外的一个优点，层析速度快，显色不拖泥带水。乳胶微球由于自身粒径比较大，密度较小，往往显色靠后期的积累；团聚后的胶体金则显示出了自身的金属特性，显色非常迅速，即接触即结合。

不过，对于真正的大批量生产任务，如果对灵敏度要求较高，我还是建议大家使用乳胶微球。为什么呢？上面我们提到了，胶体金的增敏是需要团聚来实现的，团聚后的金很容易吸附到一些材质上，即使使用玻璃容器，也在所难免，而大批量的生产不允许我们存在任何的风险，所以稳妥起见，我并不建议使用极端的环境去赌最终的结果。

而且，一般乳胶微球的标记更省体积。比如我们在生产新冠抗原试剂的时候，标记20mL 10mg/mL的乳胶微球，最终的产量，需要用500mL万分之4的胶体金来代替。两者体积差出整整25倍，此时胶体金的标记对离心机的依赖性显现得尤为明显。

B.乳胶微球和胶体金，哪个更省成本？

对于乳胶微球和胶体金本身来说，它们各自的材质并不值钱，我们几乎不用在乎，其实更在乎的是标记抗体的使用量。

对于胶体金，以万分之4的金为例，如果我们标记量为20ug/mL，且1mL金可以喷2条垫，每条垫出70条计算，那么20ug抗体可以产出140条试剂（0.143ug抗体/条）；

对于300nm的乳胶微球，通常饱和抗体标记量为60ug/mg，如果1mg的微球可以喷5-10条垫，那么产出就是350-700条，折合（0.09-0.17ug抗体/条）。

这个结果大概能看出来，对于一般的项目，乳胶微球的抗体用量一般会比胶体金略省一些，因此对于昂贵的抗体，采用乳胶微球会更有优势。对于自产的抗体或很便宜的抗体，采用哪种颗粒其实没有太大关系，因为两者也没有显现出过大的差异。而且我上述举例只是按照自身经验给的一个粗略的计算，对于不同的项目，可能并不符合上述的标准。

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