基于免疫胶体金标记技术的检测研究及其在堆肥中的应用展望.pdf

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)评述与进展第6期2010年6月ChineseJournalofAnalyticalChemistry909—914DOI·10．3724／SP．J．1096．2010．00909基于免疫胶体金标记技术的检测研究及其在堆肥中的应用展望赖萃曾光明黄丹莲冯冲凌胡霜苏峰峰赵美花黄超危臻(湖南大学环境科学与工程学院，环境生物与控制教育部重点实验室，长沙410082)摘要金纳米颗粒作为一种性能优异的标记物应用广泛。随后发展出来的免疫胶体金标记技术作为一种灵敏度高、操作步骤简便、检测快速的免疫反应检测技术得到广泛关注。本文介绍了免疫胶体金标

2、记技术的基本原理、制备方法并详述了近年来该技术的新发展。此外，结合免疫胶体金标记技术在免疫检测与环境检测实际工作中的应用，展望了其在堆肥环境检测中的应用潜力和发展前景。关键词胶体金；标记；免疫检测；堆肥；评述1引言堆肥被认为是将固体废物减量化、资源化的最佳途径。研究建立有效而实用的原位、在体、实时、高灵敏度、高选择性的分析检测方法，用于检测与控制堆肥过程中生物组分及污染物，这是堆肥研究中的关键技术。传统的堆肥分析检测方法常需要繁杂、冗长的萃取、提纯、浓缩、色谱分离等步骤，而且试剂用量大，费用高J。免疫胶体金标记技术是以胶体金为示踪标记物，应用于特异性抗原抗体反应的一种

3、新型免疫标记技术。胶体金具有纳米材料所特有的三大效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，具有很大的比表面积，独特的光学、导电、导热等物理特性以及良好的生物相容性，可以与蛋白质、核酸等非共价结合，且检测不依赖昂贵的激光检测仪器，只需普通光学仪器，甚至肉眼可辨。另外免疫胶体金标记技术具有制作方便、价格低廉、容易操作、无放射性污染等优点，满足了现场快速环境检测及实时监测等方面的要求。但是该技术在环境污染治理领域，特别是堆肥环境检测的应用起步较晚，相关报道较少。本文通过评述免疫胶体金标记技术近年来的新发展及实际应用情况，特别是在环境领域的应用进展来展望其在堆肥环境检测中

4、的应用前景。2免疫胶体金标记技术的研究现状2．1胶体金标记原理与制备胶体金是氯金酸在还原剂的作用下，聚合成特定大小的金颗粒，并由于静电作用形成一种稳定的胶体状态，故称之为胶体金。。在碱性条件下，胶体金颗粒表面带负电荷，可与目标蛋白质所带正电荷基团之问形成非共价键的静电吸引而牢固结合，这种结合对所标蛋白的生物学活性无明显影响。吸附在胶体金表面的抗原或抗体能定向将胶体金颗粒载运到组织或细胞内、固相载体上的相应抗体、抗原的位置。由于金颗粒具高电子密度的特性，这些标记物在抗原抗体反应处聚集达到一定密度时(即金颗粒10个／ram)，出现肉眼可见的粉红色斑点。胶体金溶液的常见制备

5、方法大致分为白磷还原法、硼氢化钠还原法、抗坏血酸盐还原法、柠檬酸三钠还原法和鞣酸一柠檬酸l一钠还原法。其基本原理是向一定浓度的金溶液内加入适量还原剂，使金离子还原为金原子。通过改变反应体系中氯金酸与还原剂的比例可得到所需不同直径的金颗粒。常规制备胶体金的方法是用电炉加热。Sun等改进了制备方法，采用微波技术所制胶体颗粒体系稳定，并且2009—10—19收稿；2009．12-28接受本文系国家重点基础研究“973”发展计划项目(No．2005CB724203)、国家教育部长江学者和创新团队发展计划项目(No．IRT0719)、国家自然科学基金项目(Nos．5080807

6、3，50978088)、湖南省科技重大专项(No．2009FJ1010)、湖南省环境保护科技项目(No2007185)资助$E—mail：zgming@hnu．cn910分析化学第38卷能控制颗粒大小。胶体金标记物又被称为胶体金结合物、胶体金探针或免疫金。被标记物须经过彻底除盐的预处理，而制备稳定的胶体金结合物受多种因素影响，如金颗粒大小、离子浓度、被标记物用量及标记体系的pH值等。最适pH值一般接近或略大于被标记物的等电点，而被标记物的用量取决于金颗粒的大小。评价胶体金质量的方法有肉眼观察、光谱分析评价、电镜评价及Zeta电位分析等。肉眼观察胶体金的颜色可对其质量进

7、行初步判断。在可见光范围内(4oo～700nm)对胶体金颗粒进行扫描获得胶体金可见光吸收光谱。3～20nm金颗粒在520nlTl处有吸收峰，随着粒子粒径的增长，会出现最大吸收波长红移及峰形展宽的现象。。透射电镜则可更直观地观察金颗粒的大小、均匀程度、颗粒的形状及凝集情况。Zeta电位的大小可反映制备的胶体金体系的稳定程度。2．2免疫金标记技术的发展1971年，Faulk等¨把免疫胶体金标记技术用于细胞结构的透射电镜(TEM)研究后，关于胶体金制备和应用研究的报道逐渐增多。1983年，Holgate等将免疫金染色技术(IGS)与银显影方法相结合创立了免