胶体金标记免疫分析法

HaHa

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：

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。

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0.1ml(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0.1ml 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0.1mol/L K2CO3或0.1mol/L HCl调节金溶胶至所需pH(标记ＳＰＡ时调到pH6.0)。
　　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0.2～0.5mg/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=1.5左右为宜，以 0.5mg/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 0.1％ＢＳＡ的缓冲溶液洗脱。通常用IgG包被的金溶胶洗脱液pH为8.2，以Ａ蛋白包被的金溶胶洗脱液为pH7.0。
　　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0.2～0.5mg/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。

1  两种模式
1.1 斑点免疫渗滤分析（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。
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GICA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。