第六节 免疫胶体金检验

216.为什么胶体金可用于抗体或抗原的标记
答:氯金酸(HAuCl 4)在还原剂(白磷、枸橼酸钠、维生素C等)的作用下形成金颗粒悬液,悬液中一个基础金核(原子金Au)的外面包围有双离子层;由于静电作用,金颗粒之间相互排斥而悬浮成一种稳定的胶体状态,形成带负电的疏水胶溶液,故称之为胶体金。用于免疫测定时胶体金可与抗原或抗体结合,且结合后的复合物在溶液中稳定并呈现一定的颜色。胶体金与蛋白质结合的机制尚不十分清楚,一般认为是胶体金颗粒表面的负电荷与蛋白质表面带正电荷的基团通过静电吸附而牢固结合。这种结合过程主要是物理吸附作用,不影响蛋白质的生物活性。环境pH和离子强度是影响吸附的主要因素,其他如胶体金颗粒的大小、蛋白质的分子质量及浓度等也会影响两者的结合。确定胶体金和蛋白的最适用量比例后,在磁力搅拌下,将蛋白溶液逐滴加入到胶体金溶液中,数分钟后再加入一定量的稳定剂如5%BSA或1%PEG(MW 20 000)。总之,在体系条件合适时,胶体金可以与抗体或抗原结合而标记。
217.为什么床边检验多采用免疫胶体金技术
答:免疫胶体金技术是以胶体金作为示踪标记物或显色剂,应用于抗原抗体反应的一种标记免疫测定技术。该技术主要包括胶体金免疫组织化学技术和胶体金免疫测定技术两种类型。免疫胶体金技术多以硝酸纤维素(nitrocellulose,NC)膜作为固相载体,常用的两种快速检验方法是斑点金免疫渗滤试验(dot immunogold filtration assay,DIGFA)和斑点金免疫层析试验(dot immunogold chromatographic assay,DICA)。斑点金免疫渗滤试验是将胶体金标记技术和免疫渗滤技术与固相载体相结合的检测方法,利用胶体金标记复合物在固相膜上的聚集呈色来判断结果。斑点金免疫层析试验是将胶体金标记技术和蛋白层析技术相结合的以NC膜为载体的固相膜免疫分析技术。胶体金免疫测定有以下优点:①试剂和样本用量少,样本量可低至1~2μl;②不需γ计数器、荧光显微镜、酶标检测仪等特殊仪器设备,更适于现场应用;③没有有害物质的污染,如放射性核素、领苯二胺等;④实验结果可以长期保存;⑤时间大大缩短,提高了检测速度。各种基于免疫层析和免疫渗滤的试验均操作简便、快速,同时操作人员无需经过严格技术培训,试剂稳定,特别符合 “床边检验”的要求。
218.为什么免疫胶体金测定中胶体金的颗粒大小决定检测灵敏度
答:目前多采用还原法制备胶体金;还原剂常用的有枸橼酸钠、鞣酸、硼氢化钠、维生素C等,氯金酸水溶液(HAuCl4水溶液)是主要被还原材料。根据还原剂的种类及还原作用强弱,可以制备0.8~150nm的胶体金颗粒。例如,100ml 0.01%HAuCl4水溶液中,若加入1%枸橼酸三钠2.0ml,得到粉红色的胶体金,颗粒为16nm;若加入1%枸橼酸三钠1.0ml,得到红色的胶体金,颗粒为40nm。不同大小的胶体金颜色不同,可以从橙色到紫红色,它与抗体结合,形成免疫金复合物,在进一步金免疫渗滤测定和金免疫层析测定中,纤维素膜上包被抗体,在有相应抗原存在时,胶体金复合物可以结合上去形成有色复合物,标记物颜色可以从橙色、淡粉、粉色、红色、稍紫、紫绛红色,因为标记物颗粒越大,颜色越鲜明,少量抗原、抗体分子的结合后 “作为尾巴拖的标记物”显色就越明显,所以灵敏度就越高。
219.为什么固相膜的孔径影响胶体金免疫测定的灵敏度
答:膜是固相膜免疫分析试剂的主要原材料,对检测的质量起重要作用。可用于免疫检测的固相膜有尼龙膜、玻璃纤维素膜和硝酸纤维素(NC)膜等,最常用的为NC膜。NC膜本身为疏水性,因在膜的制作过程中加入了表面活性剂而变成亲水性,对蛋白质有很强的吸附性能。不同厂家的固相膜生产时所使用的聚合物、表面活性剂的种类和数量有差异,对膜的性能如膜的孔径和分布会有影响。固相膜孔径减小,膜的实际可用表面积递增,膜结合蛋白的量也递增;膜孔径越小,层析速度也越慢,反应也就越充分;因此膜孔径越小灵敏度越高,但是同时也减慢了蛋白的迁移速率,增加了非特异性结合的机会,也就是假阳性增高。因此,在选择合适的固相膜时应综合考虑膜的孔径、液体的流速、膜对蛋白质的结合力及膜的均一性等因素。
220.为什么免疫胶体金技术不适宜作定量检测
答:免疫胶体金测定包括斑点金免疫渗滤试验(DIGFA)和斑点金免疫层析试验(DICA)。DIGFA是在以NC膜为载体并包被了抗原或抗体的渗滤装置中,依次滴加待测标本、免疫金及洗涤液,因微孔滤膜贴置于吸水材料上,故溶液流经渗滤装置时与膜上的抗原或抗体快速结合,形成大分子胶体金复合物并起到浓缩作用,达到快速检测目的;阳性反应在膜上呈现红色斑点。DICA测试时滴加在膜条一端的待测样品溶液受载体膜的毛细管作用向另一端移动,犹如层析一般,在移动过程中待分析物与固定于载体膜上检测区或对照区的抗体或抗原结合而被固相化,无关物则越过该区域而被分离,结果通过胶体金的呈色条带来判断。基于以上胶体金免疫测定的检测原理,其检测受到影响因素较多,该技术更适合于定性或半定量的检测。
221.为什么免疫胶体金测定在环境温度较低的情况下常出现假阴性结果
答:免疫胶体金技术主要是以胶体金为标记物,通过抗原抗体的免疫反应来检测待测物的含量。目前,临床上标本多数应用胶体金免疫层析法,也称 “金标试条”,检测物如肿瘤标志物甲胎蛋白(AFP)、心肌标志物肌钙蛋白I(cTnI)。其中,抗原、抗体之间的反应受环境温度的影响很大,温度低,抗原抗体反应慢,免疫反应不完全、耗时长。金标试条由于缺乏自动化检测的控温系统,对周围温度的影响特别灵敏;此外,在我国边远地区,温差比较大,相同标本的检测结果差异较显著。因此,在使用胶体金免疫测定时,环境温度较低时易出现假阴性结果。
222.为什么毒品快速检测常用免疫胶体金技术
答:目前毒品检测主要以免疫胶体金技术进行尿液检测,其特点是快速、方便、便于携带、准确率高。如:吗啡的检测,采用抗原-抗体特异结合反应及免疫膜层析技术,通过免疫竞争抑制法来检测人尿液中出现的吗啡。即蛋白标记的吗啡同尿液中存在的吗啡竞争有限的抗体上的抗原结合位点。在试纸条检测区(T)包被了吗啡-BSA载体结合物,另一端固定有吗啡单克隆抗体胶体金纸片。如果尿液中含有吗啡,尿液中的吗啡将与固定在硝酸纤维膜上的吗啡共同竞争胶体金标记的抗体,当尿液中的吗啡浓度达到一定的阈值时,它们会首先与胶体金纸片上的吗啡单克隆抗体反应并占据全部的抗原结合位点,这样就阻止了胶体金上的吗啡抗体和膜上检测区的吗啡结合,检测区就不能捕获到胶体金颗粒而没有红色色带呈现,为阳性结果。反之,如果尿样中没有吗啡或其浓度低于检测阈值,则检测区将捕获到胶体金颗粒而呈现红色色带,为阴性结果。其他毒品成分的检测,检测过程也基本类似。
223.为什么临床急诊检测心肌标志物也可采用胶体金快速辅助诊断
答:急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是临床常见的心血管急症,早期诊断并及早治疗能有效地降低死亡率。发病早期12小时内的诊断尤为重要,因此,需在此时段内进行快速、方便地检测相关的心肌标志物,包括肌钙蛋白I(cTnI)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)和肌红蛋白(Mb)。胶体金免疫测定技术对心肌标志物的检测满足了该需求,也是一种床边检验。特别是心肌标志物三合一胶体金免疫层析法,将cTnI、CK-MB和Mb三者的检测组合在一起,实现了指标的同一测定,简化了检测步骤,提高了诊断的灵敏度,适用于临床急诊对AMI的辅助诊断。在AMI早期能及时地给临床诊断提供依据,以便临床做出及时、正确的治疗,降低患者的病死率以及改善患者预后。
224.为什么市售的早孕检测试剂条多数采用免疫胶体金技术
答:市售的早孕检测试剂条往往要求单个测试(“单人份”包装)、简便(“非专业人士”可操作)、快速获知结果(“5分钟左右”可判断结果);因此,通常情况下,该检测试剂应用 “双抗体夹心”结合 “免疫层析法”原理,制成HCG检测试纸,可在3分钟内测定尿液标本中的HCG。检测时,当被检尿样在虹吸作用下经过胶体金标记抗-HCG抗体时,形成抗原抗体胶体金复合物,复合物继续爬行,通过包被的抗-HCG单克隆抗体时,形成双抗体夹心胶体金复合物,在包被线处呈现色带,过量的胶体金抗体继续爬行,和羊抗鼠对照线形成胶体金免疫复合物,在质控区呈现色带。HCG胶体金法检测试剂盒采用双抗体夹心一步法技术,以胶体金为指示标记,检测尿液中的HCG浓度,来确诊妇女是否怀孕。
225.为什么大便隐血试剂条可用于人群结肠癌的筛查
答:大便隐血检测试剂条采用双抗体夹心法,用鼠抗人血红蛋白标记胶体金,用羊抗鼠IgG多克隆抗体包被硝酸纤维素膜作为质控线,用另一株鼠抗人血红蛋白包被硝酸纤维素膜作为检测线。用于人粪便样本中血红蛋白的检测。测试时,标本滴入试剂盒加样孔内,随之在毛细效应下缓慢向上层析。如是阳性,标本中含有血红蛋白,在测试区内(T)出现一条紫红色条带。如是阴性,标本中不含有血红蛋白,则T区内将没有紫红色条带。免疫胶体金法不受其他药物、铁剂、动物血等的干扰,具有快速、方便、灵敏和特异性高等优点,当大便出血超过5ml时就能查出阳性,是目前诊断消化道出血性疾病的首选方法。联合人血红蛋白和转铁蛋白单克隆抗体进行检测,克服了胶体金法存在少数假阴性和延迟反应的缺点,其灵敏、特异和抗干扰性强。
226.为什么膀胱癌标志物尿核基质蛋白22可采用胶体金法检测
答:核基质蛋白-22(nuclearmatrix protein-22,NMP-22)是参与维持细胞核功能的一种三维网状结构蛋白,通过凋亡而释放到尿液中,与尿路上皮肿瘤密切相关。在膀胱癌上皮细胞内NMP-22的含量比正常尿路上皮高数十倍。核有丝分裂器蛋白(NuMA)在NMP-22中占有很大的比例,由于细胞死亡(或凋亡),该蛋白从细胞内释放出来并达到可检测的水平。胶体金技术利用识别NuMA蛋白的抗体,通过免疫层析原理进行检测,若阳性则在测试区内出现一条有色的沉淀线。该检测作为膀胱癌的辅助诊断项目,适用于无症状高危人群、无痛血尿等症状的膀胱癌筛查、膀胱癌患者术后复发监测。联合膀胱镜检查,灵敏度达99%以上,阴性预测值达99.5%;可作为排除膀胱癌的理想检测方法。

(卢仁泉 郑慧)