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为什么有的胶体金标记后,颜色发紫?
为什么有的胶体金标记后,聚沉成块?
为什么有的胶体金标记后,检测性能差?
这些表象后面真正的原因是什么呢?
该如何解决?
胶体金表面水化层
胶体金如何能够在水溶液中分散并且稳定的保存呢?
这就与胶体金表面水化层有关。
直观的,我们先来了解一下水化层。我们用粒度仪分析分析,发现理论上40nm粒径胶体金,实际检测结果为43~45nm,这个多出来的3~5nm即为水化层。
深层次地,为什么盐离子能造成胶体金的聚沉,也就是我们常说的“死金”?
这是由于高盐离子自身电解,会影响胶体金表面的水化层的厚度,随着盐离子浓度的增加,胶体金表面的水化层逐渐被削弱,直至水化层厚度相对于胶体金球粒径极薄,即相对水化层厚度极低不足以维持胶体金的稳定,最终造成胶体金的聚沉。
了解了水化层的作用之后,我们就正式开始介绍胶体金的标记过程以及注意事项。
超高浓度胶体金的标记
01
最适标记pH选择
超高浓度胶体金的标记,首先是选择最适标记PH。
常规标记pH的调整都是通过添加不同浓度的HCl、NaOH或者K2CO3等酸碱试剂,往往不知道实际标记的pH值,而高浓度胶体金的标记,则能够精准定位标记用缓冲pH。
以100OD的高浓度胶体金为例,可以直接选用pH7.4的磷酸盐缓冲液稀释至40OD,这样整个标记反应体系的pH就在7.4附近,完全实现了标记过程pH的“可视化”,在一定程度上减少了生产调试工作量。
02
最适标记量的确定
在蛋白最适标记量的确认方面,由于高浓度下标记体系的缩小,分子布朗运动碰撞效率提升,相应的蛋白质的标记效率也会增加。
在40OD的情况下,一般的标记量为40~100ug/ml,相较于常规的胶体金标记,等量胶体金的情况下,高浓度胶体金可以节省活材用量50%以上。
03
盐破坏试验的“双刃性”
盐破坏试验是一把“双刃剑”。在最适条件的筛选过程中,盐破坏试验必不可少。
通常抗体或者抗原在合适的pH以及浓度的情况下,会结合在胶体金的表面,形成相对较厚的表面水化层,在一定程度上保护胶体金不会被高盐离子破坏;若选择的pH以及浓度不合适,胶体金表面抗体或者抗原结合较少或者没有,则高盐会造成“死金”,我们认为标记失败。
然而,盐破坏试验并不能百分百确认胶体金标记的成功与否,在实际的试验过程中,有些抗体或者抗原已经结合在胶体金上了,但是盐破坏后,标记的溶液仍然变色发紫或者发黑。造成这种情况的主要原因是胶体金-蛋白质表面的相对水化层比较薄,在高盐离子浓度的环境中,不足以保护胶体金造成胶体金标记复合物而聚沉死金,针对这样的情况,建议大家改用粒径小一些的胶体金球,通过盐破坏试验初步确定标记条件,然后再在大粒径的胶体金球中套用该条件。
胶体金的封闭
01
常用封闭剂
封闭是针对非特异性的位点进行的反应,一般采用惰性分子,常用的有BSA、Casein、PEG等。不同的封闭剂,有不同的封闭效果。
02
常见封闭问题解决方案
通常Casein可以降低反应性,在一定程度上消除假阳;如果灵敏度比较弱,可以增加一些PEG与其他封闭剂复配封闭,在增加分子粘性的同时增强反应性;如果加入BSA后胶体金就发黑或者变紫,大概率是因为使用的BSA没有脱盐或者含有重金属,建议更换BSA厂家。
胶体金的复溶
01
复溶液的配方
胶体金复溶液的常用配方应包含缓冲液、蛋白保护成分、流动封闭成分、表面活性剂成分以及防腐剂成分,若配方不合理,如糖含量过低即蛋白保护成分不足,会引起喷金即“死金”,或者烘干过程中过量失水“死金”的情况;PVP·K30等大分子物质的添加,会让金标复合物的分散性更好;微量的表面活性剂会让胶体金释放的更加完全等。
02
复溶浓度的选择
若是喷金工艺,可以复溶到高浓度,建议20~60OD,一旦复溶浓度较低,在保证灵敏度的情况下喷金量就会比较大,会引起喷金条带的扩散,不利于切割生产;
而对于铺金工艺,建议使用较低浓度复溶,以减少边缘效应和铺金不均匀的情况。
标记工艺实施案例
以2019-COV-SARAS 项目为例
1、最适PH的选择
1) 配制PH值分别为6.2、7.4以及8.0的0.01mol /L PB缓冲液各600μl;
2) 向缓冲液中加入60μg的抗体,震荡混匀,形成抗体-缓冲液体系A;
3) 向A中添加400μl 100OD的高浓度金,震荡混匀,反应30min~60min;
4) 进行盐沉试验:取25μl上述金标混合物,加入975μl纯化水中,震荡混匀,加入100μl 10%NaCl溶液,混匀后观察胶体金的颜色变化情况;
5) 颜色几乎保持不变的条件即为最适PH的缓冲液。
注:1、如果这三种缓冲体系标记的胶体金颜色均在盐沉后变紫,则需更换缓冲液及PH。如酸性的柠檬酸-柠檬酸三钠缓冲液,碱性的硼酸-硼砂缓冲液,碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液等,这些缓冲液浓度不能高于0.01mol/L,以防止高盐造成胶体金的不可逆聚沉;
2、更换缓冲液后或者极端PH条件下,盐破坏仍旧死金,建议更换更小粒径的胶体金。
2、最适标记量的选择
1) 在最适标记缓冲液及PH确定后,如0.01M PB7.4,各取600μl,编号1、2、3;
2) 向1、2、3、中分别添加40μg、60μg、80μg的待标记抗体,震荡混匀;
3) 各加入400μl 100OD 高浓度胶体金溶液,混匀;
4) 进行盐沉试验,具体操作如1-4);
5) 颜色几乎保持不变的条件即为最适标记量。
注:如果这三种浓度下抗体标记后,盐沉仍旧“死金”,建议增加抗体浓度至100μg、120μg等。
3、封闭
1) 在最适PH以及最适标记量的情况下,反应30min~120min后进行封闭
2) 常用封闭剂为BSA、Casein等水溶液,封闭时长20min,封闭蛋白的终浓度一般保持在0.5%以上
注:若出现添加BSA立即死金的情况,则该BSA未进行脱盐处理,建议更换BSA厂家
4、 复溶
1) 喷金工艺建议复溶浓度为40OD,喷金量2~6μl/cm;
2) 铺金工艺建议稀释至8~10OD。
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