发布时间:2019-11-19 22:35 原文链接: POCT免疫诊断产品主流技术入门介绍

POCT免疫诊断产品主流技术入门介绍(上)

 

一、免疫层析技术

 

图1 薄层色谱法

 

二、免疫标记技术

 

(1)胶体金法

胶体金是指胶体状的一种金颗粒,是氯金酸(HAuCl4)在还原剂作用下聚合成纳米尺寸的金颗粒,由于静电作用而形成稳定的胶体状态。

 

胶体金在弱碱环境下带负电荷,可以与蛋白质分子的正电荷基团形成静电结合。胶体金免疫标记技术,是利用胶体金标记单克隆抗体,可用于快速检测蛋白质类和多肽类抗原,如激素(早孕试纸)、HCV、HIV抗原和抗体测定。因为胶体金本身为红色,抗原抗体在检测区的特异性反应会导致胶体金积聚,使得该区域显示一定深度的颜色,通过眼睛观察就可以获得定性的结果。使用CCD相机对显色图片进行灰度量化分析,可以得到半定量结果。

 

胶体金免疫标记的优点是:几乎可以标记所有的蛋白分子,过程简单,效率高,用量少,基本不改变被标记蛋白活性;检测结果直接用颜色显示,肉眼就可以判断,操作简单。缺点是:采用物理吸附的方法结合,抗原/抗体容易从金颗粒表面脱离,标记物不稳定;只能给出定性或者半定量结果。

 

图2 胶体金

 

(2)荧光法

荧光法是用荧光染料与抗体结合形成荧光标记抗体,通过抗原抗体反应对待测物进行检测。荧光染料是一种吸收某一波长的光后能发射出另一波长大于吸收光的有机化合物。常用的荧光染料异硫氰酸荧光素(FITC)或罗丹明B等。

 

荧光免疫标记可以用荧光素直接标记,也可以用荧光微球标记。荧光微球是指将荧光染料通过物理吸附法、自组装法、化学键法、共聚法、包埋法等方法吸附或者包埋到粒子里形成直径纳米至微米(0.01-10 μm)范围内的微球。荧光微球粒度均一,单分散性好,有较高的生物相容性,形成微球后染料淬灭大大减少,发光强且稳定。荧光微球免疫标记比胶体金法灵敏10-100倍,可以对待测物进行定量测定;荧光微球免疫标记的缺点是荧光染料系物理掺杂,容易发生泄漏,同时高分子微球表面修饰不够灵活,且由于多数具有疏水性质,而易发生非特异性吸附。

 

图3 荧光免疫检测原理图

 

以上两种标记方法技术比较成熟,所以应用最为广泛。目前大部分免疫诊断POCT产品都是基于这两种方法。但是传统的荧光标记的缺点是无法消除激发光以及自发荧光干扰,因此会影响检测的灵敏度。下面介绍几种特殊的,但已经应用到POCT产品中的标记技术。 

 

(3)上转发光技术

上转发光是一种反斯托克斯效应。传统的荧光发射是通过短波长的高能量光激发出长波长的低能量光,称为斯托克斯(Stokes)效应或能量的下转换发光。而上转换发光则相反,是低能量的红外光激发,发射高能量的可见光。并且此上转发光与传统的反Stokes过程(例如双光子激发和多光子激发)不同,不需要昂贵的脉冲激光器来激发,可以由低功率的连续波激光激发。

 

上转换发光需要一种特殊的发光材料,即掺杂稀土离子的化合物。由于天然的生物材料不具备上转发光特性,所以可以实现较高的信噪比和灵敏度,适合定量检测。但目前稀土离子发光颗粒和上转发光技术拥有独特技术和ZL保护,目前所知国内只有北京热景生物的POCT产品采用的是此种技术,其本质上依然属于荧光范畴。

 

图4 两个光子激发产生上转发光的过程示意图

 

(4)量子点技术

 

图5 量子点

 

(5)时间分辨荧光技术

 

图6 时间分辨检测原理

三、试纸条

目前 免疫诊断POCT产品大多都是以试纸条为反应载体的固相层析平台。试纸条以材料膜为载体,通过微孔膜的毛细作用,待测液体由试纸一端渗透到另一端,使抗原抗体反应,通过检测反应区的特异性抗原抗体复合物的颜色或者发光信号来反应待测物含量。一张试纸条主要包括样品垫、结合垫(即标记垫)、硝酸纤维素膜(简称NC膜,即反应膜)、吸收垫和背衬垫等部分,不同部分需选择不同的膜材料。涉及到的膜材料包括玻璃纤维素膜、聚酯纤维膜、NC膜、滤纸等。其中NC膜是C/T线的载体,也是免疫反应发生处,是最重要的膜材料,需要根据灵敏度要求选择不同的膜孔大小,从而决定不同的层析速度。NC膜上固定有待测样本的捕获试剂,捕获试剂在膜上的吸附效果对检测结果非常重要。另外,结合垫上预先喷涂有标记结合物,结合垫材料需要有较好的亲水性以及结合物释放能力。

 

以试纸条为载体的免疫层析平台,易受膜材料的孔径、材质、环境温度及湿度影响,液体流速、反应时间及抗原抗体结合概率不均一,膜材料的批间差异导致灵敏度和精密度等性能指标很难提升。