基于免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)的檢測(cè)研究及其在堆肥中的應(yīng)用展望.pdf

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1、第38卷分析化學(xué)(FENXIHUAXUE)評(píng)述與進(jìn)展第6期2010年6月ChineseJournalofAnalyticalChemistry909—914DOI·10．3724／SP．J．1096．2010．00909基于免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)的檢測(cè)研究及其在堆肥中的應(yīng)用展望賴萃曾光明黃丹蓮馮沖凌胡霜蘇峰峰趙美花黃超危臻(湖南大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，環(huán)境生物與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙410082)摘要金納米顆粒作為一種性能優(yōu)異的標(biāo)記物應(yīng)用廣泛。隨后發(fā)展出來(lái)的免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)作為一種靈敏度高、操作步驟簡(jiǎn)便、檢測(cè)快速的免疫反應(yīng)檢測(cè)技術(shù)得到廣泛關(guān)注。本文介紹了免疫膠體金標(biāo)

2、記技術(shù)的基本原理、制備方法并詳述了近年來(lái)該技術(shù)的新發(fā)展。此外，結(jié)合免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)在免疫檢測(cè)與環(huán)境檢測(cè)實(shí)際工作中的應(yīng)用，展望了其在堆肥環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用潛力和發(fā)展前景。關(guān)鍵詞膠體金；標(biāo)記；免疫檢測(cè)；堆肥；評(píng)述1引言堆肥被認(rèn)為是將固體廢物減量化、資源化的最佳途徑。研究建立有效而實(shí)用的原位、在體、實(shí)時(shí)、高靈敏度、高選擇性的分析檢測(cè)方法，用于檢測(cè)與控制堆肥過(guò)程中生物組分及污染物，這是堆肥研究中的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的堆肥分析檢測(cè)方法常需要繁雜、冗長(zhǎng)的萃取、提純、濃縮、色譜分離等步驟，而且試劑用量大，費(fèi)用高J。免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)是以膠體金為示蹤標(biāo)記物，應(yīng)用于特異性抗原抗體反應(yīng)的一種

3、新型免疫標(biāo)記技術(shù)。膠體金具有納米材料所特有的三大效應(yīng)：表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，具有很大的比表面積，獨(dú)特的光學(xué)、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等物理特性以及良好的生物相容性，可以與蛋白質(zhì)、核酸等非共價(jià)結(jié)合，且檢測(cè)不依賴昂貴的激光檢測(cè)儀器，只需普通光學(xué)儀器，甚至肉眼可辨。另外免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)具有制作方便、價(jià)格低廉、容易操作、無(wú)放射性污染等優(yōu)點(diǎn)，滿足了現(xiàn)場(chǎng)快速環(huán)境檢測(cè)及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等方面的要求。但是該技術(shù)在環(huán)境污染治理領(lǐng)域，特別是堆肥環(huán)境檢測(cè)的應(yīng)用起步較晚，相關(guān)報(bào)道較少。本文通過(guò)評(píng)述免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)近年來(lái)的新發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用情況，特別是在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展來(lái)展望其在堆肥環(huán)境檢測(cè)中

4、的應(yīng)用前景。2免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)的研究現(xiàn)狀2．1膠體金標(biāo)記原理與制備膠體金是氯金酸在還原劑的作用下，聚合成特定大小的金顆粒，并由于靜電作用形成一種穩(wěn)定的膠體狀態(tài)，故稱之為膠體金。。在堿性條件下，膠體金顆粒表面帶負(fù)電荷，可與目標(biāo)蛋白質(zhì)所帶正電荷基團(tuán)之問(wèn)形成非共價(jià)鍵的靜電吸引而牢固結(jié)合，這種結(jié)合對(duì)所標(biāo)蛋白的生物學(xué)活性無(wú)明顯影響。吸附在膠體金表面的抗原或抗體能定向?qū)⒛z體金顆粒載運(yùn)到組織或細(xì)胞內(nèi)、固相載體上的相應(yīng)抗體、抗原的位置。由于金顆粒具高電子密度的特性，這些標(biāo)記物在抗原抗體反應(yīng)處聚集達(dá)到一定密度時(shí)(即金顆粒10個(gè)／ram)，出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的粉紅色斑點(diǎn)。膠體金溶液的常見(jiàn)制備

5、方法大致分為白磷還原法、硼氫化鈉還原法、抗壞血酸鹽還原法、檸檬酸三鈉還原法和鞣酸一檸檬酸l一鈉還原法。其基本原理是向一定濃度的金溶液內(nèi)加入適量還原劑，使金離子還原為金原子。通過(guò)改變反應(yīng)體系中氯金酸與還原劑的比例可得到所需不同直徑的金顆粒。常規(guī)制備膠體金的方法是用電爐加熱。Sun等改進(jìn)了制備方法，采用微波技術(shù)所制膠體顆粒體系穩(wěn)定，并且2009—10—19收稿；2009．12-28接受本文系國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究“973”發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(No．2005CB724203)、國(guó)家教育部長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(No．IRT0719)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(Nos．5080807

6、3，50978088)、湖南省科技重大專項(xiàng)(No．2009FJ1010)、湖南省環(huán)境保護(hù)科技項(xiàng)目(No2007185)資助$E—mail：zgming@hnu．cn910分析化學(xué)第38卷能控制顆粒大小。膠體金標(biāo)記物又被稱為膠體金結(jié)合物、膠體金探針或免疫金。被標(biāo)記物須經(jīng)過(guò)徹底除鹽的預(yù)處理，而制備穩(wěn)定的膠體金結(jié)合物受多種因素影響，如金顆粒大小、離子濃度、被標(biāo)記物用量及標(biāo)記體系的pH值等。最適pH值一般接近或略大于被標(biāo)記物的等電點(diǎn)，而被標(biāo)記物的用量取決于金顆粒的大小。評(píng)價(jià)膠體金質(zhì)量的方法有肉眼觀察、光譜分析評(píng)價(jià)、電鏡評(píng)價(jià)及Zeta電位分析等。肉眼觀察膠體金的顏色可對(duì)其質(zhì)量進(jìn)

7、行初步判斷。在可見(jiàn)光范圍內(nèi)(4oo～700nm)對(duì)膠體金顆粒進(jìn)行掃描獲得膠體金可見(jiàn)光吸收光譜。3～20nm金顆粒在520nlTl處有吸收峰，隨著粒子粒徑的增長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)最大吸收波長(zhǎng)紅移及峰形展寬的現(xiàn)象。。透射電鏡則可更直觀地觀察金顆粒的大小、均勻程度、顆粒的形狀及凝集情況。Zeta電位的大小可反映制備的膠體金體系的穩(wěn)定程度。2．2免疫金標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展1971年，F(xiàn)aulk等¨把免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)用于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的透射電鏡(TEM)研究后，關(guān)于膠體金制備和應(yīng)用研究的報(bào)道逐漸增多。1983年，Holgate等將免疫金染色技術(shù)(IGS)與銀顯影方法相結(jié)合創(chuàng)立了免