胶体金技术的应用及展望

胶体金技术的研究进展及展望目录胶体金的概念特征性质胶体金-制备方法与贮存实际应用研究进展与展望胶体金的概念胶体金（colloidalgold），又称金溶胶（goldsolution），是指分散相粒子直径在l—150nm之间的金溶胶，属于多相不均匀体系，颜色呈桔红色到紫红色。胶体金可以作为标记物用于免疫组织化学，近10多年来胶体金标记已经发展为一项重要的免疫标记技术。溶液中的金原子越来越多，达到了饱和就会析出纳米级的小金粒子（种子），其余的金原子依附于金种子上而使其长大。用不同种类、不同剂量的还原剂，可以控制所产生的金颗粒的大小。胶体金免疫分析在药物检测、生物医学等许多领域的研究已经得到发展，并越来越受到相关研究领域的重视。参考文献：[1]刘艳，李君莲.免疫胶体金检验技术在应用中存在的问题[J].新疆医学2011,41,47~49.特征性质胶体金是由氯金酸(HAuCl4)在还原剂如白磷、抗坏血酸、枸橼酸钠、鞣酸等作用下，可聚合成一定大小的金颗粒，并由于静电作用成为一种稳定的胶体状态，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，故称胶体金胶体金在弱碱环境下带负电荷，可与蛋白质分子的正电荷基团形成牢固的结合，由于这种结合是静电结合，所以不影响蛋白质的生物特性。根据胶体金的一些物理性状，如高电子密度、颗粒大小、形状及颜色反应，加上结合物的免疫和生物学特性，因而使胶体金广泛地应用于免疫学、组织学、病理学和细胞生物学等领域。胶体金原因前提机理光吸收性胶体金在可见光范围内有一单一光吸收峰，这个光吸收峰的波长（λ）在510～550nm范围内，随胶体金颗粒大小而变化，大颗粒胶体金的λmax偏向长波长，反之，小颗粒胶体金的λmin则偏于短波长免疫金标记技术胶体金标记吸附机理还原法蛋白质等高分子被吸附到胶体金颗粒表面的包被过程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。(Immunogoldlabellingtechnique)胶体金-制备方法与贮存还原制备金溶胶主要还原材料：氯金酸（HAuCl4）常用还原剂：柠檬酸钠、鞣酸、抗坏血酸、白磷、硼氢化钠等胶体金的制备并不难，但要制好高质量的胶体金却也并非易事。因此对每次制好的胶体金应加以检定，主要检查指标有颗粒大小，粒径的均一程度及有无凝集颗粒等采用化学还原法制备胶体金时，通过改变反应体系中氯金酸与还原剂的比例（增加或减少还原剂的量）可得到所需不同直径的金颗粒。参考文献：杨玉新，叶阳，周有祥，王小红.四种化学还原法制备胶体金的比较研究[J].湖北农业科学，2011，50(3)：476~482比较采用4种不同化学还原法制备出单分散性好的胶体金样品结果表明，不同方法制备得到的胶体金的光学性质、贮存稳定性及其对蛋白质的标记能力不同。不同方法制备的胶体金样品其外观色泽均呈现红色略带紫色或葡萄酒红色，可见光谱图最大吸收峰波长为510~525nm，胶体金粒径在5~20之间，不同贮存条件对胶体金稳定性有影响，其中以4℃条件下贮存的胶体金最稳定，不同方法制备得到的胶体金对蛋白质的最佳标记量有影响。柠檬酸三钠硼氢化钠鞣酸抗坏血酸免疫胶体金技术的应用电镜水平的应用胶体金免疫层析法(CIA)斑点金免疫渗滤法(又名滴金法)(DotimmuogofiltrationassayDIGFA)光镜水平的应用2.胶体金用于光镜水平的研究,可弥补其他标记物不可避免的本底过高和内部酶活性干扰等缺点3.斑点金免疫渗滤法的基本原理仍是间接法或夹心法。试验方法是以硝酸纤维素膜为载体,将试剂、标本滴加在膜上,使抗原抗体反应和洗涤在一特殊的渗滤装置上以液体渗滤过膜的方式迅速完成1.金颗粒具有高电子密度,在电镜下清晰可辨。金标记技术能较好地保持组织和细胞原有细微结构,并对被测抗原或抗体进行组织或细胞的定位观察4.其原理是将配体(抗体或抗原)先固定于硝酸纤维素膜等微孔滤膜的某一区带,胶体金标记另一配体,吸附于玻璃纤维上,然后固定于硝酸纤维素膜的某一特定位置,当干燥的硝酸纤维素膜一端浸到样品后,由于毛细作用,样品将沿着膜向上移动,当移动至胶体金标记物处时,如样品中含有带检受体,则发生第一步高度特异性的免疫反应,形成的免疫复合物继续移动至线状包被区时,发生第二步高度特异性的免疫反应,形成的免疫复合物被截留在包被的线状区,通过标记的胶体金而显红色(检测带),而游离标记物则越过检测带,与结合标记物自动分离。应用：胶体金技术目前主要用于快速筛查检测，对可疑结果要做更进一步的检查Colloidalgoldbasedelectrochemicalimmunoassaysforthediagnosisofacutemyocardialinfarction（基于胶体金的电化学免疫诊断为急性心肌梗死）Theperformedimmunoassays（免疫测定）aredirectedtothedeterminationofproteinmarkersforacutemyocardialinfarction（急性心肌梗死）.Thedeterminationassaysforhumanmyoglobin（肌红蛋白）,cardiactroponincomplex（肌钙蛋白复合物）andtheMBisoformoftheenzymecreatinekinasearepresented.Cyclicvoltammetrymeasurementsareadoptedforthedeterminationofcolloidalgoldusedasalabelintheimmunuassays.Themeasurementsareperformedwithascreen-printedgraphiteelectrodeinasamplevolumeof50μl.Theinfluenceofdifferentdiametercolloidalgoldparticlesontheassaysensitivityisalsoinvestigated.Colloidalgoldnanoparticlemodifiedcarbonpasteinterfaceforstudiesoftumorcelladhesionandviability（胶体金纳米改性碳对肿瘤细胞粘附和可行性研究的粘贴界面）Anon-toxicbiomimeticinterfaceforimmobilizationoflivingcellsandelectrochemicalexogenouseffectstudyofcellviabilitywasconstructedbymixingcolloidalgoldnanoparticlesincarbonpaste.Anewapproachtostudytheeffectsofanti-tumordrugandotherexogenousfactorsoncellviabilitywasproposed.Thenanoparticleswereefficientforpreservingtheactivityofimmobilizedlivingcellsandpreventingtheirleakagefromtheelectrodesurface.TheimmobilizedlivingAsPC-1cells(pancreaticadenocarcinomacellsderivedfromascites)exhibitedanirreversiblevoltammetricresponserelatedtotheoxidationofguanine.Thepresenceofguaninewasverifiedbyliquidchromatography–massspectrometry.ThecontentsofguanineincytoplasmofeachAsPC-1andnormalpancreaticcellweredetectedtobe370and22amol,respectively.Thecytotoxiceffectofadriamycinresultedinadecreaseinpeakcurrentofguanine.Theoptimalexogenousfactorsthataffectedcellviability,includingpH,temperatureandsaltconcentrationofelectrolyte,werejustconsistentwithcellgrowthconditionsinculture.Thissimpleandrapidmethodcouldbeappliedfortheelectrochemicalinvestigationofexogenouseffectandcharacterizationoftheviabilityoflivingcells.LevA.Dykman,VladimirA.Bogatyrev,BorisN.Khlebtsov,NikolaiG.Khlebtsov,Aproteinassaybasedoncolloidalgoldconjugateswithtrypsin,AnalyticalBiochemistry341(2005)16–21）Aproteinassaybasedoncolloidalgoldconjugateswithtrypsin（基于胶体金偶联胰蛋白酶A蛋白检测）Thestandardsolparticleimmunoassay(SPIA)isbasedonabiospecificaggregationofgoldnanoparticleconjugates,followedbyconventionalspectrophotometry.HereweproposeanovelSPIAformatthatusesmicrotitrationimmunologicalplatesandanenzyme-linkedimmunosorbentassayreader.ThenovelandstandardassaysareexemplifiedbydeterminationofimmunoglobulinGbyusing15-nmcolloidalgold-proteinAconjugates.Wealsodescribeanovelsolparticle-trypsinassayusingconjugatesofgoldnanoparticleswithtrypsin.Themethodisbasedonmeasuringspectralextinctionchangescausedbytheadditionofproteintoaconjugatesolution.Thechangesintheextinctionspectraarepresumedtoberelatedtoaggregationofgoldnanoparticlescausedbypolyvalentbindingofproteinmoleculestothetrypsinmoleculesoftheconjugates.DanDu,ShengliLiu,JingChen,HuangxianJu,HongzhenLian,JianxinLi,Colloidalgoldn