2024
03
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POCT 持續(xù)迭代,熒光免疫層析成為未來主流
免疫層析分析技術得益于其操作便捷、執(zhí)行迅速、成本相對低廉等優(yōu)勢,在即時檢測(POCT)領域獲得了廣泛的運用。伴隨著POCT檢測項目數(shù)量的增長以及對現(xiàn)有檢測項目在定量分析、敏感性、特異性等多個方面的更高標準需求。
免疫層析技術
免疫層析分析法,一種在20世紀60年代于發(fā)達國家開始流行的檢測手段,融合了免疫學與色譜層析的技術,主要用于血清蛋白的快速篩查。這項技術采用如膠體金、膠體碳、磁性納米顆粒、稀土納米顆粒、量子點等作為顯色標記,當標記物與目標分析物形成復合物時,它們被膜上的配體捕獲并在檢測線上顯色。通過觀察檢測線的顏色變化和反射光的強度,進行定性或定量分析,這種方法在即時檢測(POCT)領域得到了廣泛應用。免疫層析檢測條由多個部分組成,包括樣品吸收墊、結合墊、硝酸纖維素膜、檢測線(T線)、質控線(C線)、吸水墊以及聚氯乙烯(PVC)底板。根據(jù)目標檢測物的大小和抗原與抗體的結合機制,免疫層析法可分為雙抗體夾心法和競爭法兩種。雙抗體夾心法通常用于檢測具有多個抗原位點的生物大分子,而競爭法則更適用于檢測低免疫原性的小分子化合物,如藥物、毒素和糖類等。
免疫層析技術的進步與運用
免疫層析分析法的核心要素在于其免疫標記材料的選擇,其中納米材料得益于其出色的信號增強功能而受到特別重視,確保了檢測的高度敏感性和特異性。在技術進步與實際應用的過程中,膠體碳、量子點、稀土納米材料以及上轉換發(fā)光技術等發(fā)揮了至關重要的角色。
與膠體金相比,膠體碳展現(xiàn)出了更高的顏色強度、出色的靈敏度和標記效率、更廣泛的動態(tài)檢測范圍、成本效益、簡易的生產(chǎn)流程以及環(huán)保特性等優(yōu)勢。雖然膠體碳在標記和封閉的時間上較長,尚未完全超越膠體金,但在特定領域已經(jīng)表現(xiàn)出了其潛在的優(yōu)越性。膠體碳試紙條已被成功應用于瘧原蟲和黃曲霉素B1的檢測,并且表現(xiàn)出了優(yōu)異的檢測效果。最近,使用氧化石墨烯作為標記的膠體碳試紙條在檢測黃曲霉素B1時,實現(xiàn)了肉眼可見的最低檢測限為0.3ng/mL。得益于材料科學的發(fā)展,碳量子點和石墨烯量子點等新型材料也逐漸成為免疫層析技術研究中的有前途的標記材料。
量子點,作為一類充滿前景的熒光半導體納米材料,與常規(guī)熒光染料相比,展現(xiàn)出了可通過尺寸調整的發(fā)光特性、尖銳且對稱的發(fā)射光譜、豐富的量子效率、廣闊的吸收范圍、強烈的熒光亮度、對光漂白的抵抗力以及出色的穩(wěn)定性等顯著優(yōu)勢。具備水溶性的量子點,因其含有大量的羧基或氨基,能夠與蛋白質結合。在多重檢測領域,量子點得到了廣泛的應用,涵蓋了類似交通信號燈的競爭性免疫層析技術以及采用多彩量子點作為標記的雙抗體夾心免疫層析試紙條。經(jīng)過改良的量子點,例如被包裹在納米顆粒表面或形成量子點微球,增強了其在生物體系中的穩(wěn)定性,從而為多重檢測開辟了新的可能性。
鑭系元素,包括從第57位的鑭到第71位的镥,共15個元素,用Ln作為它們的符號。結合免疫層析技術,鑭系元素促成了時間分辨熒光免疫分析層析技術(TRFICA)的發(fā)展。與傳統(tǒng)的熒光標記相比,鑭系元素因其長壽命的熒光、較大的Stokes位移、無重疊的激發(fā)與發(fā)射光譜、銳利的特征峰以及小體積的原子級標記等特點而獨樹一幟。TRFICA通過波長分辨和時間分辨技術的高效運用,能有效排除非特異性熒光干擾,從而提供高信噪比和高靈敏度的檢測。時間分辨技術的運用使得對特定熒光的測量成為可能,這對于定量分析待測物質至關重要,同時也克服了傳統(tǒng)熒光分析中因材料和樣本中的非特異性熒光所導致的背景干擾問題,銪(Eu)在此中被廣泛使用。Liang團隊開發(fā)了一種以Eu3+標記的聚苯乙烯微球為標記的時間分辨熒光免疫層析試紙條,用于甲胎蛋白的檢測。該試紙條采用HT/HC比率定量分析法,顯著降低了試紙條間的變異性和樣本基質效應,提高了檢測結果的精確度和重復性。該團隊實現(xiàn)的甲胎蛋白檢測線性范圍在1.0至1000.0 IU/mL之間,最低檢測限降至0.1 IU/mL,與商業(yè)化學發(fā)光試劑盒的結果高度吻合。TRFICA的一個顯著優(yōu)勢在于其能夠通過單一試紙條檢測多種物質。Wang等人利用競爭法,在硝酸纖維素(NC)膜上設計了一條質控線(C線)和三條檢測線(T線),用以分別檢測三種不同的β-受體激動劑:鹽酸克倫特羅、萊克多巴胺和沙丁胺醇。盡管理論上TRFICA的靈敏度有望達到10-18mol/L,但目前的研究尚未實現(xiàn)這一水平,表明未來研究需要進一步挖掘其高靈敏度的潛力。
上轉換發(fā)光技術是一種免疫層析技術,它使用由稀土金屬元素(尤其是鑭系元素)制成的納米或亞微米級顆粒作為標記材料。這類上轉換發(fā)光材料能在紅外光激發(fā)下釋放出不同波長的可見光,其特性包括出色的抗光漂白能力、寬廣的反斯托克斯位移、低毒性、較低的背景熒光干擾以及穩(wěn)定的發(fā)光特性,這些優(yōu)點使得它能夠增強免疫檢測的靈敏度和信噪比,特別適合用于復雜樣本的分析。雷萌等人開發(fā)了一種基于上轉換納米熒光的快速定量免疫層析檢測技術,用于檢測降鈣素原,其最低檢測限達到了0.02 ng/mL,檢測的線性范圍覆蓋了0.05~44.00 ng/mL。鑒于上轉換發(fā)光技術在處理復雜樣本方面的優(yōu)勢,預計未來將能夠開發(fā)出利用上轉換發(fā)光原理的多目標檢測試紙條。
可溶性生長刺激表達基因2蛋白檢測試劑盒(時間分辨熒光免疫層析法)
華新生物試劑盒基于時間分辨熒光免疫層析技術,采用雙抗夾心法原理用于定量測定血樣中的可溶性生長刺激表達基因2蛋白的濃度。時間分辨熒光探針與 sST2單抗 Ⅰ和質控抗體偶聯(lián),形成免疫標記時間分辨熒光探針。sST2單抗Ⅱ和質控蛋白包被檢測膜上分別形成檢測線和質控線。檢測時樣本中的 sST2與標記物墊上的熒光探針形成復合物,并通過毛細管作用層析到硝酸纖維膜檢測帶上,與另一個特異性抗體結合并被捕獲,形成雙抗體夾心復合物并被固定在檢測線上。質控探針則繼續(xù)層析至質控線。經(jīng)過時間分辨熒光免疫分析儀的檢測計算,獲得樣本中 sST2的濃度。
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