胶体金试纸的原理是什么？能详细的说一下吗？

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来源：知乎
想了解一下新的胶体金试纸的原理，以及在反应区都是什么物质？
原文地址：https://www.zhihu.com/question/52935413

检验医师

有朋友问了：胶体金法检测艾滋病是不是不够准确丫，胶体金试纸是不是并不能排除艾滋病感染丫，今天就来聊一聊这个问题。
简单来说，艾滋病抗体筛查试验一般采用的方法包括：酶联免疫吸附试验 ，化学发光或免疫荧光试验、快速试验。这其中快速试验方法又主要包括：胶体金法、明胶颗粒凝集试验、免疫渗滤试验、免疫层析试验等。胶体金法，又称为金标法，是艾滋病快速检测最常用的方法，也是临床上比较常用的一种艾滋病体外检测方法。
相对于其他的检测方法，胶体金法的优点是：操作简便、迅速、准确、自带质控对照、无需借助其他设备，灵敏很高，一般15～20分钟左右即可出检测结果。
正是由于这些优点，现阶段，很多医院，各地疾控，献血前HIV检测，都有在使用胶体金法快速检测艾滋病。
一般来说，过了窗口期检测，胶体金法如果是阴性结果，则可以直接排除艾滋病感染。而如果是阳性或者疑似阳性的情况，则需要对检测样本进行复检，通常会选择不同的检测方法，比如化学发光试验或酶联免疫吸附试验。
胶体金法的原理是利用胶体金作为标记物，通过免疫学方法检测样品中的生物分子。当生物分子与胶体金结合后，可以通过显色反应判断是否存在该生物分子。
各个品牌的HIV试纸基本都采用了胶体金免疫层析或者类似的技术。简单来说，就是在一根膜试剂条上（材质多为聚酯纤维或者类似的无纺布）预包被胶体金标记的“基因重组HIV1/2抗原”。
检测过程中，将待检测的血液标本直接加到HIV试剂盒的加样孔中，滴加入稀释液辅助走板。血液样品首先和玻璃纤维纸片上胶体金标记的HIV重组抗原混合，接着再往硝酸纤维膜条上层析。如果血液样本中含有HIV 1/2抗体，这些抗体首先与包被HIV重组抗原的胶体金结合，进而形成抗原-抗体复合物，并最终被试纸上的胶体金或者胶体硒标记显色，完成试纸的显色（T线），并被人们读取为阳性结果。
如果被检者血液中没有HIV 1/2抗体存在，则不会在检测线（T线）上形成红色线条，T线不显色，则为阴性结果。
与此同时，在试剂盒上的质控线（C线）包被有羊抗鼠IgG，无论任何情况下都将与鼠IgG-胶体金结合在质控线上出现红色线条，只有C线正常显色，才可以证明试剂盒结果有效。


相对于其他的检测技术，胶体金法的缺点是胶体金法的灵敏度相对较低，对于低浓度的感染标志物可能无法准确检测，检测过程中，容易受到外界因素的干扰，比如溶血标本，含类风湿因子的标本和高血脂、黄疸标本可能会影响胶体金检测的准确性。
胶体金法检测艾滋病不准确吗？
并不是这样的，所有的检测技术都有自己的优缺点，根据实际情况选择适合的检测方法是完全没有问题的。
随着技术的不断发展，胶体金通过“双抗原夹心”，或者在抗体检测的基础上增加了一个p24抗原，都可以大大提高胶体金检测的准确性和可靠性。
于此同时，通过多种检测技术的结合运用，比如免疫层析法和胶体金法结合运用，都可以大大提高提高检测的准确性和特异性，胶体金法检测可以运用于诊断/排除艾滋病感染。
最近抽时间，我会多回答大家的问题，欢迎点赞关注。

同花顺

可以参考这个
半藏僧人：胶体金技术常用方法

卡卡

检测原理就是免疫学诊断。

免疫学诊断：以抗原和抗体特异性反应为基本原理的诊断。
抗原：进入动物体内能刺激动物的免疫系统发生免疫应答，从而引起动物产生抗体或形成致敏淋巴细胞，并能和抗体或致敏淋巴细胞发生特异性反应的物质。
例如入侵体内的病毒、细菌、非自身的组织、血液等。
抗体：抗原刺激动物免疫系统，由免疫系统产生分泌的能和相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。
例如IgG、IgM、IgA、IgE、IgD等免疫球蛋白。
如果把抗原比作一把锁，那么抗体就是一把钥匙，一把锁只能由这一把钥匙开启。
检测方法学就是免疫层析法

免疫层析法将特异的抗体先固定于硝酸纤维素膜的某一区带，当该干燥的硝酸纤维素一端浸入样品（尿液或血清）后，由于毛细管作用，样品将沿着该膜向前移动，当移动至固定有抗体的区域时，样品中相应的抗原即与该抗体发生特异性结合，若用免疫胶体金或免疫酶染色可使该区域显示一定的颜色，从而实现特异性的免疫诊断。通过这种方法可以检测传染病，像HIV、梅毒等。
下面以检测新冠抗体为例介绍一下：

这是新型冠状病毒（SARS-CoV-2）大小约为100nm，具体结构包括RNA、磷脂双分子层表面膜以及核衣壳蛋白、刺突蛋白、膜蛋白、包膜蛋白、血凝素蛋白。




抗原与抗体（可忽略不看）
新冠病毒感染人体后，刺激浆细胞产生特异性抗体（Antibody），能引起抗体生成的物质称为抗原（Antigen，缩写Ag），新冠病毒除了磷脂双分子层外，都能诱发机体产生免疫反应，生成与之结合的特异性抗体。




抗体是一类能与抗原特异性结合的免疫球蛋白（Ig Immunoglobulin），免疫球蛋白Ig大小约为10nm。


抗体为4条多肽链的对称结构，由两条较长的相对分子量较大的相同的重链（Heavychain H链）和两条较短的相对分子量较小的相同的轻链（lightchain L链）组成。


抗体按照功能可划分为抗原结合片段Fab段（fragment of antigen binding）和可结晶段Fc段（fragment crystallizable）。


Fab段位于“Y”的两臂，具有高度可变性，能高亲和力结合特异性抗原，一个抗体分子上的两个抗原结合部分是相同的，Fc段位于“Y”的柄部，Fc段较为保守，主要招募相关细胞（如吞噬细胞）发生免疫反应。


根据Fc段的不同重链分为五类，分别以希腊字母γ μ α δ ε 表示。重链的类型直接决定了抗体的类型，据此将抗体相应地分为IgG、IgM、IgA、IgD和IgE。




IgG为单体结构，广泛分布于组织液中，血管内、外间隙中，分布量大体相当，约占血清Ig总量的75%，是血清中抗细菌、抗病毒、抗毒素的主要抗体
IgM 为五聚体，分子量大，通常称为巨球蛋白，约占血清Ig总量的10%，是初次免疫应答中最早出现的抗体，机体抗感染的先头部队。
IgA分为血清型及分泌型，血清型IgA存在于血清中，大部分为单体，约占血清Ig总量的13%。分泌性IgA为二聚体，存在于分泌液中，如唾液、眼泪、初乳、肠道分泌液和支气管分泌液，参与局部的黏膜免疫。
IgD和IgE都为单体，两者在血清中的含量很低。IgD参与启动B细胞识别抗原IgE可抗寄生虫，但也可以引发过敏反应。


新冠病毒抗体检测法

新冠病毒抗体检测法通过检测人体中是否存在与新冠病毒特异性结合的抗体，从而间接证明人体是否已感染新型冠状病毒。
这里的“胶体金法”其实是指以胶体金为示踪标志物，具体为胶体金测流免疫层析法。


我们以IgG抗体检测胶体金法为例，其检测试剂盒里面包含了检测卡、样本稀释液、吸滴管。


检测步骤为吸取血样，往检测卡加样孔中滴入血样与稀释液，水平静置等待10分钟，在检测卡观察孔中查看检测线（T）与质控线（C）有无红色条带出现，








结果判读首先根据质控线，无红色条带出现，该次检测无效；有红色条带出现，其次根据检测线，无红色条带出现，阴性，体内不存在新冠病毒抗体IgG，有红色条带出现，阳性，体内存在新冠病毒抗体IgG。


检测卡外部为塑料卡壳，内部为试纸条。试纸条从左到右依次为样品垫、结合垫、硝酸纤维素膜和吸水垫。通过带有粘合剂的PVC背衬固定连接在一起。




结合垫处预先喷涂上胶体金标记的新冠病毒抗原，为胶体金与新冠病毒抗原（比如重组刺突蛋白）结合体。胶体金中心为金原子凝聚成的金颗粒，周围吸附了一层负离子，使得胶体金带负电，可以结合在蛋白质上作为标记，且不影响蛋白质的活性。


同时还喷涂有胶体金标记鼠IgG为胶体金与鼠IgG结合体，硝酸纤维素膜处包被有两条线，左边线为检测线，包被有鼠抗体IgG抗体，右边线为质控线，包被有羊抗鼠IgG抗体。


血样与稀释液加到加样孔后，样本在毛细作用下将沿试纸条从左向右移动。


如果样本中含新冠病毒抗体IgG，其将在结合垫处与胶体金标记的新冠病毒抗原结合，之后继续向右移动。


在检测线处IgG与鼠抗人IgG抗体结合，形成夹心复合物。由于鼠抗人IgG抗体被吸附在检测线上，胶体金会在此发生聚集沉淀而显示红色。这是由于聚集而颗粒变大的光学效应。


在质控线处，胶体金标记鼠IgG与羊抗鼠IgG抗体结合，同样由于羊抗鼠IgG抗体被吸附在质控线上，胶体金会在此发生聚集沉淀而显示红色，证明层析过程顺利完成，检测试纸条工作正常。


如果样本中不含有新冠病毒抗体IgG，检测线上并不会有胶体金截留而显色，但质控线处依然会显示红色。



这就是IgG抗体检测卡的试纸条，当检测对象为新冠病毒IgM时，只需将检测线处的包被物换为鼠抗人IgM抗体即可。当同时检测IgM/IgG时，分别设置IgM/IgG两条检测线即可。


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检验医师

正处于此行业中，希望对你有帮助。
1 胶体金免疫层析试纸条定义
       以胶体金为显色媒介、利用免疫学中抗原抗体能够特异性结合原理，在层析过程中完成这一反应，从而达到检测的目的。
组成：样品垫、金垫（微孔）、硝酸纤维素膜（NC膜），吸水垫组成，互相衔接粘贴在PVC底板上。
胶体金试纸产品一般有两种模式：金垫模式和微孔模式形式

金垫模式：其实就是卡扣-金垫模式，这种试纸一般已经预先装在了卡扣当中，使用时，直接加入样品即可。

卡扣-金垫模式：最左边是加样孔



卡扣-金垫模式，内部试纸条结构

微孔模式：有时胶体金会以独立于试纸外的微孔来包装储存，使用时需要将样品先加入到微孔之中混合均匀，然后再滴加到样品垫中。

微孔模式：分为微孔和试纸条两个部分，先将样品加到微孔中混合均匀（微孔里是已经冻干了的金标抗体），然后再将试纸条插入微孔中，使样品自动向上层析。



微孔模式：试纸条内部结构

2  试纸条方法分类

双抗体夹心法

• 适用范围：大分子检测，检测病毒抗原的大多数都是用这种方法。
  
• 大的抗原分子有多个抗原位点
  
• 判读方法：C线显色时，T线显色则为阳性，T线不显色则为阴性
  

竞争法

• 适用范围：小分子检测
  
• 小分子只有一个抗原位点，不能同时结合两个抗体。
  
• 判读方法：C线显色时，T线显色则为阴性，T线不显色则为阳性（和双抗体夹心法是相反的判读！！！）
  

3 涉及三大技术
——胶体金技术：为诊断提供肉眼可见的显色媒介
——层析载体技术：NC膜、吸水纸、样品垫、金垫
——免疫学技术：识别系统:特异性的检测样本中需要检测的物质(抗原抗体识别系统和受体识别系统)
4 胶体金免疫学原理
试纸条中最为关键技术，产品质量50-70%是取决于抗原和抗体性质，其他性能是产品体系来实现。



抗体：特异结合——钥匙和锁的关系抗体识别单个药物或一大类药物例如：黄曲霉毒素M1等

金标抗体是什么？

胶体金是一群以胶体状态，粒径在微米级以下的悬浮于水溶液中的金的颗粒 ，在免疫标记技术中较常用的一种非放射性示踪剂。
也就是说，金标抗体，就是和胶体金结合在一起的抗体，相当于给抗体染了色。这样的话，原本我们肉眼看不到的抗体，就能因为有颜色而被我们看到。


以竞争法的试纸条（微孔形式），测试样品中是否含黄曲霉毒素M1（AFM1）为例：

竞争法：就是微孔已经有了我们的金标抗体（这个金标抗体能和特定抗原特异性结合）。
T线处已经预先包被了抗原（这个抗原和样品中的抗原一样），这个时候，样品中的抗原和T线处的抗原就是情敌关系，它俩都想和金标抗体结合，所以叫做竞争法。
如果是和样品中的抗原结合，那就没得和T线结合了，T线就没有金标抗体，就没有颜色。
如果样品里没有抗原，那这个金标抗体就会和T线结合，T线就会有红色。
C线是质控线，包被了二抗，这个二抗无论如何都可以金标抗体结合，用于查看产品是否正常反应。如果C线都不显色，那这个检测就是无效的，建议重新测一次。

如果待检样品中无抗原存在，金标抗体在泳动过程中先和T线包被抗原结合，形成肉眼可见红线，多余金标抗体继续泳动和质控线（C线）包被的羊抗鼠二抗结合，也形成一条肉眼可见红线。



如果待检样品中有抗原存在，则样品中的抗原、T线处包被抗原竞争和金标抗体结合，T线的包被抗原被抑制，从而T线不显色，样品中的抗原和金标抗体结合后继续泳动，直到和C线的二抗再次结合。