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側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)介紹
1、側(cè)向?qū)游觯步袀?cè)向流層析、側(cè)流層析,在POCT技術(shù)中,應(yīng)用最為廣泛。側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)是20世紀(jì)90年代在單克隆抗體技術(shù)、膠體金免疫層析技術(shù)和新材料技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新型體外診斷技術(shù),具有快速、簡便、單人份檢測、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢測、食品質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)、出入境檢驗(yàn)檢疫、法醫(yī)定案等領(lǐng)域。
側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)以大孔徑的微孔濾膜(NC膜、硝酸纖維素膜)為載體,將特異性的抗原或抗體固定在NC膜上,當(dāng)待測樣品加到試紙條一端的樣品墊上后,通過毛細(xì)作用側(cè)向移動(dòng),與結(jié)合墊上的膠體金或微球標(biāo)記的試劑發(fā)生特異的免疫反應(yīng),再移動(dòng)到NC膜上,被固定在NC膜表面的抗原或抗體捕獲,聚集在檢測帶上,通過目測硝酸纖維素表面標(biāo)記物(膠體金或乳膠顆粒)的光反射信號(hào)的密度得到直觀的顯色結(jié)果。其它未結(jié)合的標(biāo)記物則越過檢測帶,流入吸水墊中,達(dá)到自動(dòng)分離的目的。
2、分類
按照檢測物的類別劃分,可以分為兩大類,分為免疫層析和核酸層析,在免疫層析中又可分為抗體檢測和其他檢測(抗原、激素等)2個(gè)子類。
也有按照出結(jié)果的方式不同,分為定性和定量、半定量。
還有根據(jù)顯色物或信號(hào)物質(zhì)、標(biāo)記物質(zhì)不同分為:有色側(cè)流層析、熒光側(cè)流層析、磁信號(hào)側(cè)流層析等。
很多人將POCT看成側(cè)流層析,這是很大的誤解,側(cè)流層析是POCT技術(shù)中很小的一部分,以后會(huì)慢慢介紹的,是樹木和森林的關(guān)系。
根據(jù)標(biāo)記物的種類不同分類
標(biāo)記物類型 | 代表 |
有色納米微球 | 乳膠微球、膠體金、膠體碳、膠體硒 |
熒光材料 | 羅丹明、上轉(zhuǎn)發(fā)光材料、鑭系元素、量子點(diǎn) |
磁性微球 | 超順磁性納米微球 |
3、任何事物都有兩面性,側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)也不例外
優(yōu)點(diǎn):一步檢測,沒有多余的清洗過程
多通道、單通道可靈活選配,占用空間小
快速、低成本、少的樣本量
無需機(jī)器也可判讀定性和半定量的結(jié)果
短的研發(fā)周期可快速投放市場產(chǎn)生利潤
很少的樣本檢測程序
滿足即時(shí)檢測和床邊檢測
可以檢測物質(zhì)種類繁多,包括蛋白、半抗原、核酸、擴(kuò)增產(chǎn)物等
較好的滿足單人份檢測和中等批量的檢測量
長的產(chǎn)品效期,不需要冰箱,可提前備貨
對(duì)于液體的樣本,幾乎不需要前處理或者僅需要離心
缺點(diǎn):
不精確的加樣量減少準(zhǔn)確度(滴管、毛細(xì)采血管等)
人工操作步驟較多,存在誤差
樣本的加樣量少是限制敏感性的一個(gè)因素
顯示信號(hào)沒有經(jīng)過酶等二次放大
結(jié)果判讀采用比色卡或圖形掃描、讀條儀、CCD,存在影響
對(duì)原材料抗體或抗原等要求較高
分析時(shí)間取決于樣本的性質(zhì)和粘度
膜的孔徑結(jié)構(gòu),膜孔徑大小有差異的阻礙,造成精密性差異
非液體樣本需要前處理
4、側(cè)向?qū)游隹ò宓慕Y(jié)構(gòu)(以膠體金免疫層析(雙抗體夾心法)為例)。
基本結(jié)構(gòu) | 作用 | 技術(shù)要求 |
樣品墊 | 1.預(yù)處理樣本,消除干擾因素 2.若檢測全血樣本,可以分離血清和血細(xì)胞(需加入濾血膜 | 1.特異性強(qiáng),減少待測物質(zhì)與樣本墊之間的非特異性結(jié)合 |
結(jié)合物 釋放墊 | 1.包被膠體金標(biāo)記的抗體,保證其生物學(xué)活性 2.樣本流過時(shí),標(biāo)記物釋放并與待測物質(zhì)結(jié)合 | 1.流動(dòng)性好,能夠使樣本及膠體金標(biāo)記物流入層析膜 2.標(biāo)記物釋放要充分 3.多采用親水性材料 |
層析膜 | 1.固定T線及C線包被的抗體,并保證其生物學(xué)活性 2.待測樣本在膜上毛細(xì)流動(dòng),并流向反應(yīng)區(qū) |
|
吸收墊 | 1.吸收反應(yīng)剩余的樣本 | 1.強(qiáng)吸水能力和大吸水體積的親水材料 |
底板 |
| 1.選取機(jī)械強(qiáng)度比較高的材質(zhì) |
5、膠體金技術(shù)簡介
膠體金是一種常用的標(biāo)記技術(shù),是以膠體金作為示蹤標(biāo)志物應(yīng)用于抗原抗體的一種新型的免疫標(biāo)記技術(shù),有其*的優(yōu)點(diǎn)。近年已在各種生物學(xué)研究中廣泛使用。在臨床使用的免疫印跡技術(shù)幾乎都使用其標(biāo)記。同時(shí)在流式、電鏡、免疫、分子生物學(xué)以至生物芯片中都得到了廣泛的應(yīng)用。
膠體金也稱金溶膠,是金鹽被還原成子金后形成的金顆粒懸液,膠體金是由氯金酸(HAuCl4)在還原劑如白磷、抗壞血酸、鞣酸等作用下,可聚合成一定大小的金顆粒,并由于靜電作用成為一種穩(wěn)定的膠體狀態(tài),形成帶負(fù)電的疏水膠溶液,由于靜電作用而成為穩(wěn)定的膠體狀態(tài),故稱膠體金。膠體金在弱堿環(huán)境下帶負(fù)電荷,可與蛋白質(zhì)分子的正電荷基團(tuán)形成牢固的結(jié)合,由于這種結(jié)合是靜電結(jié)合,所以不影響蛋白質(zhì)的生物特性。
膠體金除了與蛋白質(zhì)結(jié)合以外,還可以與許多其它生物大分子結(jié)合,如SPA、PHA、ConA等。根據(jù)膠體金的一些物理性狀,如高電子密度、顆粒大小、形狀及顏色反應(yīng),加上結(jié)合物的免疫和生物學(xué)特性,因而使膠體金廣泛地應(yīng)用于免疫學(xué)、組織學(xué)、病理學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域。
6、膠體金常用檢測技術(shù)
6.1、快速膠體金免疫滲濾法(80年代)
主要由兩部分組成:膜滲濾裝置和標(biāo)記結(jié)合物。前者為一塑料小盒,其中填滿吸水性物質(zhì),面上緊貼放置一片吸附有抗體(以雙抗體夾心法測抗原為例)的硝酸纖維膜,標(biāo)記結(jié)合物為免疫金。
6.2、膠體金免疫層析法(90年代)
免疫層析法中滴加在膜一端的樣品溶液受膜的毛細(xì)管作用(基于層析作用的橫流)向另一端移動(dòng)。移動(dòng)過程中被分析物與固定在膜上某一區(qū)域的受體(抗原或者抗體)結(jié)合而被固相化,無關(guān)物質(zhì)則越過該區(qū)域而被分離,然后通過標(biāo)記物顯色來判定試驗(yàn)結(jié)果。
6.3、免疫膠體金光鏡染色法
細(xì)胞懸液涂片或組織切片,可用膠體金標(biāo)記的抗體進(jìn)行染色,也可在膠體金標(biāo)記的基礎(chǔ)上,以銀顯影液增強(qiáng)標(biāo)記,使被還原的銀原子沉積于已標(biāo)記的金顆粒表面,可明顯增強(qiáng)膠體金標(biāo)記的敏感性。
6.4、免疫膠體金電鏡染色法
可用膠體金標(biāo)記的抗體或抗抗體與負(fù)染病毒樣本或組織超薄切片結(jié)合,然后進(jìn)行負(fù)染??捎糜诓《拘螒B(tài)的觀察和病毒檢測。
6.5、快速金標(biāo)試劑技術(shù)
是將特異的抗體先固定于酸類纖維素膜的某一區(qū)帶,當(dāng)該干燥的酸類纖維素一端浸入樣品(尿液或血清)后,由于毛細(xì)管作用,樣品將沿著該膜向前移動(dòng),當(dāng)移動(dòng)至固定有抗體的區(qū)域時(shí),樣品中相應(yīng)的抗原即與該抗體發(fā)生特異性結(jié)合。同時(shí)利用金粒具有高電子密度的特性,在金標(biāo)蛋白結(jié)合處。當(dāng)這些標(biāo)記物在相應(yīng)的配體處大量聚集時(shí),肉眼可見紅色的斑點(diǎn)。既為快速的金標(biāo)檢測方法原理。生產(chǎn)快速而精確試劑,要點(diǎn)在于所采用的單克隆抗體、多元克隆抗體、抗原、半抗原、蛋白嵌合物及膠體金等原料的靈敏性及特異性等是否能達(dá)到最高的標(biāo)準(zhǔn),此為金標(biāo)試劑的質(zhì)量之重要的標(biāo)準(zhǔn)。
目前在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中的應(yīng)用主要是免疫層析法(immunochromatogra-phy)和快速免疫金滲濾法(Dot-immuogold filtration assay DIGFA),用于檢測 HBsAg、HCG 和抗雙鏈DNA抗體等,具有簡單、快速、準(zhǔn)確和無污染等優(yōu)點(diǎn)。
7、膠體金免疫滲濾技術(shù)
技術(shù)原理:膠體金免疫滲濾技術(shù)也采用膠體金作為示蹤物,基于抗原和抗體結(jié)合的原理,不同之處在于滲濾技術(shù)層析方向是垂直的。
8、膠體金免疫層析技術(shù)
8.1、膠體金免疫層析技術(shù)也是膠體金免疫色譜技術(shù),是20世紀(jì)80-90年代,在酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)、乳膠凝集試驗(yàn)、單克隆抗體技術(shù)、膠體金免疫技術(shù)和新材料技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的體外診斷技術(shù),英文全稱Colloidal Gold Immunochromatoaraphy Assay,縮寫GICA。
8.2、膠體金免疫層析技術(shù)發(fā)展歷程
1971年,F(xiàn)aulk和Taylor發(fā)明了膠體金標(biāo)記蛋白質(zhì)的方法,應(yīng)用于免疫組化;
1973年,F(xiàn)rens G發(fā)明了檸檬酸鈉還原氯金酸制備膠體金的方法;
1984年,第一次用膠體金在NC膜上實(shí)現(xiàn)了抗原的可視化檢測;
20世紀(jì)80年代后期,第一次用膠體金在NC膜上實(shí)現(xiàn)了抗原的可視化檢測。
8.3、膠體金免疫層析技術(shù)有三種反應(yīng)模式:雙抗體夾心法、間接法、競爭抑制法。
雙抗體夾心法:雙抗體夾心法主要用于大分子量蛋白(抗原)的檢測。要求兩株抗體針對(duì)一個(gè)抗原的不同位點(diǎn)才可以,例如FABP、cTnI、CK-MB等檢測項(xiàng)目。也有個(gè)別項(xiàng)目是雙抗原夾心檢測抗體的,原理類似。
間接法:間接法主要用于血清中抗體檢測,純化或者重組的抗原固定于NC膜上,標(biāo)記大多為蛋白A,例如HIV、人狂犬病毒IgG檢測試劑盒(膠體金法)等。間接法要求金標(biāo)蛋白過量,一般來說樣品在加入之前需要稀釋。膠體金免疫滲濾技術(shù)一般使用的就是間接法。
競爭法:競爭法主要用于小分子抗原(d品、農(nóng)藥、肽鏈)的檢測。由于小分子抗原不能直接固定于NC膜上,常常用化學(xué)方法把小分子偶聯(lián)到BSA等大分子物質(zhì)上再固定于NC膜上。此結(jié)果判讀方法與夾心法和間接法相反,陽性是只有C線顯現(xiàn),陰性是CT線都有。
9、基于顯色原理的層析技術(shù)
10、分子發(fā)光原理
S0:基態(tài);S1:第一電子激發(fā)單重態(tài);S2:第二電子激發(fā)單重態(tài);T1:第一電子激發(fā)三重態(tài);T2:第二電子激發(fā)三重態(tài)。
室溫下,大多數(shù)分子處于基態(tài)的低振動(dòng)能級(jí)。處于基態(tài)的分子吸收能量后被激發(fā)為激發(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定,返回基態(tài)時(shí)伴隨著光子的輻射,此即為“發(fā)光"。
由激發(fā)單重態(tài)低振動(dòng)能級(jí)躍遷回基態(tài),并伴隨光子的輻射,稱為“熒光發(fā)射";
由激發(fā)三重態(tài)低振動(dòng)能級(jí)躍遷回基態(tài),并伴隨著光子的輻射,稱為“磷光發(fā)光"。
11、熒光免疫層析簡介
反應(yīng)原理:免疫層析;
標(biāo)記物:熒光物質(zhì);
檢測對(duì)象:T線及C線熒光強(qiáng)度。
熒光物質(zhì)的要求:
熒光信號(hào)強(qiáng)度高,摩爾消光系數(shù)大;
斯托克斯位移大;
激發(fā)光譜寬,發(fā)射光譜窄;
熒光壽命長,熒光信號(hào)穩(wěn)定。
12、磁免疫層析技術(shù)簡介
磁性免疫層析,指的是利用超順磁性納米微球代替膠體金等常規(guī)材料構(gòu)建的一種基于免疫層析的試紙條,并利用磁信號(hào)檢測儀對(duì)樣品進(jìn)行定量檢測的方法。
優(yōu)勢:
生物樣本中沒有磁性材料,沒有本底干擾;
磁信號(hào)可以傳過NC膜,可以檢測整個(gè)條帶的磁信號(hào)。
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