A. 快速检测所用的胶体金检测卡在室温下可重复使用对吗
不可以。
胶体金快速检测卡检测基础是基于抗原抗体的特异性结合反应。胶体金是由氯金酸在还原剂(如白磷,柠檬酸三钠)的作用下,聚合成特定大小的金颗粒,并由静电的作用成为一种稳定的胶体状态。所以使用了一次之后已经作废,不能在室温下重复使用。
胶体金检测卡的优势,胶体金快速检测卡使用方便,不需要仪器设备,对操作人员要求低,适合现场快速检测或大批量样品的初步快速筛查,保质期12个月,可长期保存。胶体金检测卡检测步骤,取出检测卡平放于桌面上,用附带滴管吸取样品滴样品孔2滴,3-5分钟观察显色区判定结果。
B. 食品安全现场快速检测仪器向什么编写化方向法
食品快速检测的主要方法有:(1)试纸法:用试纸直接显色来定性,根据显色深浅来半定量。(2)试纸色谱法:用试纸层析显色定性来作为限量指示,如苏丹红、瘦肉精等。(3)比色管比色法:与试剂反应后观察比色管颜色来定性,根据颜色深浅来半定量,如亚硝酸盐、甲醇、二氧化硫等,比色定量可以是目视,也可以用便携式光度计。(4)滴定法:用装有标准溶液的滴瓶滴定样品,根据消耗的滴数来判定被检物质的含量,如酸碱、氧化还原性物质等。(5)胶体金检测卡法:用试纸层析后胶体金显色来定性。(6)酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒法:抗原抗体之间发生特异结合反应,根据显色深浅来定量分析。(7)便携式仪器法:如便携式甲醇速测仪、食品安全检测仪(分光光度计)、ATP荧光检测仪、酸度计、肉类水分测定仪、电导仪、温湿度计、中心温度计、食用油极性测定仪、辐照度计等。(8)其他一些形式的快速检测方法。
C. 胶体金法检测显示的是黑色的还是白色的
胶体金法检测显示的是黑色的还是白色的?答:黑色液体就是毛发粉末加上特制药水。 圆筒状毛发试纸板 这又是一种试纸板。
D. 胃幽门螺旋杆菌检测试纸的检测胃幽门螺旋杆菌有哪些方法
一、胶体金法:。检测抗原或抗体。抗原标本为粪便,抗体标本为血液、血清、指尖血。优点是方便、快捷、8分钟可出结果,且不受条件的限制,特别适用与大型体检,老人,孕妇,儿童等人群,已经逐渐变成主流检测方法。如上海凯创生物生产的胃幽门螺旋杆菌尿素酶抗体检测试剂盒
二、呼气试验碳13检测试剂。
检测须在空腹状态或者餐后两小时后进行,患者近一月内未服用抗生素、铋制剂、质子泵抑制剂等 Hp 敏感药物,否则会造成检测结果假阴性。 需配套质谱仪且试剂成本昂贵、检测耗时长。
三、呼气试验碳14检测试剂。 碳14,不稳定同位素,具放射性,半衰期5769年。多用于考古断代。应用于人体,可诱发细胞组织癌变。国外早20年即严禁医用。我国国家食品药品监督管理局也早已发布文件禁用此物进行医学检查。比碳13呼气试验检测方便,耗时短。仍在一些中小型医院使用。
注:碳14检测对老年、婴儿、孕妇及胎儿伤害很大。
四、胃粘液试纸
需胃部取材,具有创伤性,给病人带来很大痛苦。需专业人士操作,容易受其它因素干扰。容易造成假阳性。为目前最少采用方法。但由于试剂成本低廉,仍有部分中小医院使用。
E. 胶体金加速稳定性显色降低明显,怎么提高其稳定性
胶体金与标记蛋白简介
同原剂作用由氯金酸(HAuCL4)制备金颗粒直径0.8-500nm胶体金制备胶体金保存间较4℃保存6月或室温保存1-2月
胶体金做标记探针同用途选用胶体金直径范围同用于免疫快速检测胶体金颗粒直径范围般3-40nm间
胶体金粒表面层AuC12—粒表面带负电荷金颗粒表面包层物(蛋白)稳定保护金颗粒维持胶体稳定防止外电解质影响使粒相互凝聚
胶体金粒蛋白吸附作用取决于溶液pH值蛋白氨基酸净电荷取决于溶液pH值pH=pI蛋白溶液呈性pH=pI蛋白溶解度水化程度更容易吸附疏水金粒表面实际胶体金探针制备般胶体金调整pH=pI+0.5更利于结合更稳定
胶体金探针所用蛋白通三种机制于吸附于金颗粒表面:、金粒所带负电荷与蛋白部碱性氨基酸(赖氨酸精氨酸pH均于10)所带阳性电荷初相互吸引;二、蛋白通某些疏水性氨基酸残基(包括色氨酸)与金粒表面间疏水吸附作用;三、蛋白半胱氨酸或甲硫氨酸硫基与金粒间电共用共价键结合
用于制备胶体金探针蛋白需要进行前处理才能与金颗粒更结合未经处理蛋白质般说均含较高浓度盐高浓度盐往往干扰蛋白与胶体金吸附结合或导致胶体金粒凝聚所首先要除蛋白质溶液盐冻干蛋白或高浓度蛋白溶液蛋白凝聚聚同与胶体金粒结合影响探针灵敏度散蛋白单体蛋白前处理重要项处理标记使其蛋白具适量蛋白量(30kD)形蛋白复合体往往稳定量蛋白与其蛋白(BSA牛血清蛋白等)结合能制备稳定性更佳探针量影响探针灵敏度已知蛋白结构与性前提除性影响结构部提高标记灵敏度
二、免疫胶体金产品原理及应用
胶体金探针用单克隆抗体标记应用免疫层析制快速诊断产品具较高特异性且相稳定性高检测般5-10min读结相比其(ELISA需1-2hPCR需要间更)缩短检测间检测(组织液、血清、尿液、粪便等)需做非简单处理或做前处理即进行检测结颜色变化读取需要特别仪器设备
免疫胶体金快速检测试纸利用层析原理、双抗体夹或免疫竞争或间接应用检测物质特异性能与其发特异反应抗原或抗体并金颗粒显色剂达快速检测目
使用快速检测产品卡加孔加入待测利用层析原理断向另端层析随着层析进行本待测固定于测试线(T线)并颜色变化显示并照线(即控制线C线)确保检测效性
F. 胶体金法怎么用
胶体金与标记蛋白简介
在不同还原剂的作用下,由氯金酸(HAuCL4)可以制备出金颗粒直径在0.8-500nm的胶体金。制备好的胶体金保存时间较长,可在4℃保存6个月以上,或在室温下可保存1-2个月。
胶体金在做为标记探针时,不同用途选用的胶体金的直径范围也不同,用于免疫快速检测的胶体金颗粒直径范围一般在3-40nm间。
胶体金粒子表面为一层AuC12—,粒子表面带有负电荷金颗粒表面包被一层生物大分子(如蛋白)可以稳定和保护金颗粒,维持胶体的稳定,可防止外来电解质的影响使粒子相互凝聚。
胶体金粒子对蛋白的吸附作用取决于溶液的pH值,这是因为蛋白中氨基酸的净电荷取决于溶液的pH值,在pH=pI时蛋白溶液呈中性。在pH=pI时蛋白溶解度最小,水化程度最小,更容易吸附到疏水的金粒子表面。但在实际的胶体金探针制备中,一般胶体金调整为pH=pI+0.5,这样更有利于结合更稳定。
胶体金探针所用的蛋白通过三种机制于吸附于金颗粒的表面:一、金粒子所带负电荷与蛋白部分碱性氨基酸(如赖氨酸,精氨酸,pH均大于10)所带阳性电荷的最初的相互吸引;二、蛋白通过某些疏水性氨基酸残基(包括色氨酸)与金粒子表面之间的疏水吸附作用;三、蛋白中的半胱氨酸或甲硫氨酸的硫基与金粒子间的电子对的共用以共价键结合。
用于制备胶体金探针的蛋白需要进行前处理后才能与金颗粒更好的结合。未经处理的蛋白质一般来说均含有较高浓度的盐分,而高浓度的盐分往往干扰蛋白与胶体金的吸附结合,或导致胶体金粒子的凝聚,所以首先要去除蛋白质溶液中的盐分。冻干蛋白或高浓度蛋白溶液中蛋白分子常凝聚为多聚大分子,可同时与多个胶体金粒子结合,影响探针的灵敏度,分散蛋白分子为单体也是蛋白前处理的重要一项。处理标记的使其蛋白具有适当的分子量,如果蛋白分子量过小(30kD),形成的蛋白复合体往往是不稳定。把分子量过小的蛋白与其它蛋白(如BSA,牛血清蛋白等)结合后,能制备出稳定性更佳的探针。分子量过大时,影响探针的灵敏度,在已知蛋白的结构与活性中心的前提下,去除对活性无影响的结构部分可提高标记的灵敏度。
二、免疫胶体金产品原理及应用
胶体金探针大多用单克隆抗体标记,应用免疫层析法制成快速诊断产品,具有较高的特异性,而且相对稳定性很高。检测一般在5-10min就可以读出结果,相比其它方法(如ELISA需1-2h,PCR需要时间更长)大大的缩短了检测时间。检测样(可以是组织液、血清、尿液、粪便等)只需做非常简单的处理或不做前处理即可进行检测。结果以颜色的变化读取,不需要特别仪器设备。
免疫胶体金法快速检测试纸利用层析原理、双抗体夹心法或免疫竞争法或间接法,应用被检测物质的特异性和能与其发生特异反应的抗原或抗体,并以金颗粒为显色剂达到快速检测目的。
使用快速检测产品时,在卡的加样孔加入待测样,利用层析原理不断的向另一端层析,随着层析的进行,样本中的待测成分固定于测试线(T线)并以颜色变化显示,并以对照线(即控制线,C线)确保检测的有效性。
G. 流感新城疫抗原胶体金试纸的使用方法
提要:本文主要介绍禽流感新城疫抗原胶体金试纸的使用方法,并就具体操用、判定认知和试纸本身检测等生产实际中常用的一些问题进行了探讨。
关键词:禽流感新城疫胶体金试纸 操作野毒 疫苗毒 检测
禽用禽流感新城疫抗原胶体金快速诊断试纸相比于传统的诊断方法具有很多优点,一经推出便受到了较好的应用。其准确及时的诊断能为疾病的防疫和控制争取了到宝贵的时间,许多养殖场、种禽场也因此避免了因无法及时确诊疾病所带来的不应有的损失。试纸条的主要优点如下:
1、快速。十几分钟就能快速捕捉相关病毒,确定疾病。而酶联反应法(ELISA法)和基因扩增法(PCR法)则需要几个小时以上。
2、灵敏。好的产品灵敏度最低值是3×103EID50/ml,而感染禽流感或新城疫的家禽排毒量常在108EID50/ml以上。所以完全可以满足广大基层生产和诊断实际需要。
补:通俗地说,一般试纸的灵敏度高于0.25个血凝单位。其中使用的单克隆抗体对不同的毒株会有不同的结合度,比如对于KR1的流感毒株的灵敏度就是0.031个血凝单位,而对于分型的毒株的单克隆抗体,其灵敏度就是0.062个血凝单位。不分型的单抗是针对核衣壳蛋白的,而分型用的单抗则是对于血凝素上的某个位点的。对于野毒来说,大部分的灵敏度仍高于0.25个血凝单位,分型的试纸高于0.5个血凝单位。
有许多朋友问这个东西准不准,实际上它与早孕试纸使用差不多,没有几个人怀疑早孕试纸的准确性。这个试纸主要的问题在于研发时的难度比早孕试纸大,使用起来差不多。
3、及时。由于是捕捉病毒,所以不但在疾病前驱期和症状明显期能够测到,在潜伏期排毒时就能检测。能将诊断疾病的时间大大提前。而抗体测定则要晚几天到十几天,才能测到抗体的变化。这对快速发病的高致病力禽流感和强毒株新城疫病来说就太晚了。而且由于禽流感毒株的变异,常使新的毒株能够避开疫苗产生的抗体的攻击(免疫逃逸)而使家禽养殖场在疫苗抗体很高很好时遭受巨大的损失,而这一变化在抗体测定上常反映不出来。
4、简便。携带方便操作简单,田间野外也可进行操作,且不需要专门的仪器。不象ELISA和PCR方法需要价格不菲的仪器、专门的实验室和专业的培训。
5、价廉。成本低廉,从几元到几十元不等。一栋5000只的鸡舍一般使用一两条即可。
6、稳定。试纸2~30℃常温保存一般在一年半以上。好的产品保存期长达两年以上。
7、面广。鸡、鸭、鹅、鸽、火鸡、孔雀、鹌鹑等大部分家禽都能测定。可采集的样本有气管液体、肠道内容物、泄殖腔内容物和经处理的脏器组织等。
但是试纸作为新出现的高科技产品在使用过程中,仍有一些需要注意的问题。下面从具体操作、判定及判定认知和试纸本身检测三个方面就遇到一些问题进行探讨,以期达到抛砖引玉的作用。
一、 试纸具体操作上的一些问题
(一)、正常操作步骤
目前一套完整的试纸常分两种:一种是一条试纸、一个含病毒洗脱液瓶的洗液瓶、一个吸液管、一个棉签;另一种其它一样,只是在功能上将洗液瓶和吸液管合并成一个可以做滴液瓶的组合洗液瓶,其瓶盖上有一个可折的下部中空的小杆,打开后反转洗液瓶即可做滴管。正常的操作步骤如下:
1、用棉签在合适的地方(气管、肠道、泄殖腔等处)取样。
2、将样本插到装有洗脱液瓶中并加以搅拌。盖好瓶盖并加以摇晃,使病毒尽量从样本中释放到洗脱液中。
3、用吸管吸取上部较清液体,滴到试纸的滴孔处。陆续滴4~5滴。如果是可作滴管的组合洗液瓶,则掰开瓶盖上的小杆,露出小孔反转小瓶作滴管用。
4、30分钟内观测结果。
(二)具体使用中的一些技巧
1、采样要求
鉴于家禽排毒量与日龄常呈正相关,日龄越小排毒量相对越少。所以建议六十天以下的小鸡剖检取样,六十天以上鸡可以通过泄殖腔采样。从已死亡的家禽身上取样时要注意,气管采样不取痰,只在气管清亮处或病变部位采就行。在十二指肠、小肠中段卵黄蒂周围取样时,要用剪子轻刮一下打开的肠道面,在暴露出的肠道淋巴滤泡肿胀、出血和溃疡的部位取样就行。
因为试纸本身是捕捉病毒的,所以只取眼观发病或病死家禽就行,不用象测抗体那样,按比例随机抓家禽。试纸初始设计是一条试纸测一只家禽,实际应用中可以一条试纸测3~5只家禽的样本,这样既扩大采样量增加了准确率,又能大幅降低使用成本。就是要注意多次使用的棉签,注意每次采样后要尽量将含棉球部分沿洗脱液瓶转着挤一下,让样本液尽量多留到洗脱液中,又能使棉球再具一定的吸水力以便再采样有效。同时要注意多次采样时,所采样本不要过于粘稠,这样不利于金标在试纸上的流动。如果在滴液过程中发现因此原因而致金标流动不畅,可以在试纸滴孔上加一滴未用过的洗脱液助其流动,同时也可用棉签的另一端在滴孔处轻轻搅几下助样本液渗透。
2、加液要求
一般洗脱液要求加滴4~5滴,不要少加或多加。加少了,金标有时会跑不到试纸的未端;加多了,金标会飘浮,也不利于金标的流动。同时要注意试纸条放置要尽量水平。
3、金标流动
要让金标跑完后再下结论,因为试纸检测上喷涂有捕捉病毒用的单克隆抗体,其本身在硝酸纤维膜上有个高度,会对流动的金标有个阻挡作用,所以不要在金标流动中下结论。既使红色的金标液没有跑完,如有相应的病毒,检测线上会呈现一条直线。不是金标本身流动中头部产生的弯月形的曲线。
现在最新一代的金标试纸采用紫金技术,不再有现行红金技术的红雾和红弯曲线的干扰了。请广大使用者注意技术上的进步情况。
4、病毒量与检测线颜色的关系
检测线上的显示的病毒颜色与病毒的量成正比。色越深病毒越多,色越浅病毒越少。在生产实际中,随着发病家禽经防疫控制后再整体检测病毒,如果抗体上升较好,检测线上的颜色会从最初的较深逐渐变浅,直至消失,即病毒没有了或低于检测最低值了。这时家禽整体状态也会出现很好的恢复。
5、洗脱液与洗液瓶的问题
洗脱液之间配方稍有不同,可以混用,但最好专用。有些兽医想用生理盐水来代替洗脱液,这种想法不行。因为生理盐水洗脱病毒功能较差且没有洗脱液专有的缓冲系统作用和消泡等作用。
采样要求用专配的洗瓶瓶和吸管进行。尽量不要用其它代用品,因为已多次发现有的试验室的器具被病毒污染,尽管多次洗涤和消毒但仍能测到病毒(包括死病毒)的存在,应用这样器具就会出现不应有的假阳性。
6、试纸保存
试纸要求在2~30℃保存,禁止冷冻。
二、试纸结果判定与判定认知
胶体金试纸尽管操作简单,但也有个从不熟悉到熟练的过程。而试纸使用中更主要的问题表现在实验室结果与传统眼观和剖检经验之间的冲突。这类冲突在认知上的解决和整合对兽医诊疗水平的提高具有极大的意义。对于兽医适应养殖业升级的内在要求也有很大价值。
(一)、初期使用
刚开始使用试纸建议用标准抗原或活疫苗来熟悉和观察金标如何捕捉病毒并显色,同时与无病毒对照多次使用直到熟练为至。这种锻炼一是检测试纸灵敏度并建立对产品的信心,二是对后面的田间操作是个很好的基础。
有一部分使用者拿到试纸后直接用于田间测定,结果与通过眼观和剖检预判很一致。很快就能进行熟练掌握试纸的使用和相关的判定工作。但另外许多基层兽医使用者却没有这样幸运,主要问题有以下几种情况:
1、自己认为是新城疫或禽流感,或者眼观与剖检预判“确诊”是这些病时,用试纸检测却什么也测不到;而当自己认为只是轻微呼吸道不会是什么大病时,用试纸却能测到大量的新城疫病毒或禽流感病毒。
2、再一种情况是,与自己的经验严重不符。自己认为是新城疫,结果测出来是禽流感;或者自己认为是禽流感,却只能测到新城疫病毒。
如果连续出现几次这种情况,使用者就会出现两种认识倾向:一是产品根本不准,二是自己平时的诊断是否有问题,甚至怀疑“平时看的此类病例是不是半数都不对?”从本质上说,胶体金试纸实际上属于实验室用产品,出现上述情况是实验室结果与眼观和剖检的经验之间的冲突。如何解决这些冲突呢?
(二)、引起认识混乱的原因与解决方法
造成前述混乱情况有以下几种原因:
1、试纸操作不熟练。这可以通过多练习、多对比、多总结来解决。一般兽医人员经过几次练习就能熟练掌握操作要领。
2、所采样本不合适,没有抓到发病家禽或排毒家禽。这可以通过多抓几只家禽和多测几次来减少失误率。毕竟给家禽看病,是通过几个个体的检测来给群体定病的。
3、至于“自己”通过眼观和剖检所“确诊”的疾病,而试纸检测结果与“确诊”内容不符的情况。首先,确诊疾病是用实验室手段如病毒捕捉、基因测定、病毒分离等手段来验证,而不是反过来,眼观或剖检叫“确诊”。这也是一些“好兽医”心理深处不愿接受的。但这一关过不了。高新产品反而会成为这些兽医断病的一个障碍。
造成此种情况的另一个原因就是,眼见病症明显或家禽处于疾病转归期时,排毒量反而很少或不排毒了,尽管是禽流感或新城疫引起的,但却可能检测不到病毒。一般患症家禽是在疾病的潜伏期、前驱期和证状明显期三个阶段排毒较多,过了这些阶段的家禽排毒反而少了。另外一个情况就是目前家禽都大量做新城疫和禽流感疫苗,其产生的抗体对病毒的繁殖也会有程度不同的抑制作用。但这些可能通过多采患病家禽样本多用几条试纸检测来解决。
还有一个深层次的原因,就是养殖户认为“拿药出钱检测免费”,而兽医门市也不愿多贴钱。双方都不愿为确诊疾病而投入,这就导致实际操作中也不多病例采样本也不搞多次检测,使得检测没有深入进行。这种“重治不重防”的情况在种禽场也大量存在。这也说明我们疾病控制从“重治”转化“重防”不光是资金问题,还有深层次上心理认识和观念认识上的问题。
(三)、解决相关判定认知的意义
我国家禽养殖场已经越过生产与消费正反馈相互促进增长的阶段,进入相对饱和的状态。当前家禽业特别是肉鸡和蛋鸡养殖业已进入“祖代种鸡多、父母代种鸡多、商品代鸡多、消费量反而减少”的“三多一少”阶段,家禽养殖业就要摆脱“小规模大群体”进入“小群体大规模”的升级状态,其对兽医的要求也要大大提高。光凭眼观看病或“一把剪子闯天下”的时代就要结束了,所以积极引进胶体金试纸等新技术提高诊疗水平也是兽医和养殖场技术工作者的一个内在需求了。这也是下一步更激烈竞争的一个重要要求。
(四)、一些数据和问题
从使用试纸检测统计上的数据来看,在近几年检测到的近5000例新城疫与禽流感病例中,70%是新城疫、25%是禽流感H9、5%是禽流感H5。其中极少一部分是禽流感与新城疫混合感染。当然在某一阶段某一种疾病可能占主要数量。
由于家禽大量应用疫苗,就是发现新城疫和禽流感野毒也不一定严重发病,而且在一些抗体正常的种禽场或养殖场仍能检测到新城疫野毒和禽流感野毒的存在。变异病毒一旦出现免疫逃逸常会使养殖业造成极大的损失。
一些养殖场常在感染禽流感时习惯性地做新城疫疫苗,往往造成较大损失。也有一些门诊兽医将禽流感当新城疫“治”,让养殖户打Ⅰ系苗,结果造成大量死亡,引起较大的“医患纠纷”。
在实际检测中发现,禽流感无论是H9还是H5,与新城疫混合感染时,(在防止针头传播的前提下)做新城疫苗者均有较大损失。建议做二者的灭活苗。
还有一个发现就是,能在有的种鸡场种鸡发病时所用种蛋的孵化死胚中测到H5病毒和新城疫病毒,说明最少在种禽发生新城疫和禽流感时应停用种蛋,新城疫与禽流感能否垂直传播还要待科研人员研究。
(五)、关于野毒与疫苗毒的问题
试纸本身并不能分出野毒和疫苗毒。但我国目前只有注射用的禽流感油乳剂灭活苗,且这些灭活的病毒不会出现在试纸样本采集的气管和肠道部位。所以只要试纸检测到病毒,它就是野毒。
我国的实验室曾研发成功禽流感新城疫基因重组苗。这个病毒是在新城疫病毒上表达一个H5血疑素蛋白,所以在试纸测量中,能测到新城疫病毒,通用型禽流感试纸测不到禽流感病毒,但禽流感H5试纸会检测到H5病毒(实际上是捕获了新城疫病毒上的禽流感H5的血疑素)。不过这一疫苗未在市场上流通。
新城疫油苗也不会被试纸检测到。但在活疫苗免疫后一周内,有可能测到疫苗毒。如果家禽群免疫应答正常时,一周后于测到疫苗毒的概率就大大降低了。但有一点还可以来帮助鉴别疫苗毒和野毒。一般情况下,疫苗毒不会引起家禽群出现大批发病情况。也就是疫苗毒不会出现眼观症状和剖检病变。从做苗时间、试纸测量和眼观剖检情况综合考虑也不难做出正确的判断。
三、试纸本身的检测
试纸的灵敏度可以用标准抗原来测定,其中新城疫试纸还可以用活疫苗来检测。当然,试纸也能测量疫苗有没有病毒、病毒的大致含量。试纸不能直接检测油乳剂灭活苗,经处理去油后的灭活尿囊液是可以测定的。
H. 抗体检测怎么检测(核酸、抗原、抗体检测)
自 2020 年新冠疫情爆发以来,“核酸检测”作为一项检测是否感染的重要指标,开始反复出现在我们的生活中。2022 年 3 月 10 日,国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制综合组发布通知,决定推进“抗原筛查、核酸诊断”的检测模式,在核酸检测基础上增加抗原检测作为补充。
抗原检测是什么?和其他的检测手段有什么不同?这篇文章,我们以新型冠状病毒为例,讲讲常见的快速筛查手段,聊聊相关的原理以及适用范围。
想要对一种疾病或是一种物质进行筛查,我们首先要弄清楚的就是“从何下手”的问题,其次是“如何检测”,让微观世界的变化反映到我们眼前,帮助我们作出判断。
我们面对的是病毒。根据大家耳熟能详的中学生物课知识,病毒是一类由遗传物质和蛋白质外壳组成的类生命体 。如果想对病毒的感染情况进行探测,就需要从它的组分下手。接下来的内容,希望大家带着自己中学的生物知识阅读。
以目前正在困扰我们的 SARS-CoV-2 为例。它属于冠状病毒科下,冠状病毒亚科的乙型冠状病毒属,是已知的第七种能够感染人类的冠状病毒。所有的冠状病毒都是具有 包膜 的 正义单链 RNA 病毒 ,也就是说,它们的遗传物质是一条单独的 RNA 链,并且这条 RNA 链可以直接作为 mRNA(信使 RNA)参与翻译,指导蛋白质的合成。
编号为NPRC 2020.00002的毒种,图片由国家病原微生物资源库(中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所)提供。
我们现在的目的是检测标本中是否存在这种病毒,无论是检测它本身,还是检测病毒带来的产物,能够下手的方向也就是两种:蛋白质外壳(包膜)、遗传物质。
顺着这个逻辑,那最显而易见的方法就是检查它“能不能看到”,但病毒本体小得很,SARS-CoV-2 的直径在 80-120 nm,要想每个标本都拿电镜过一遍是不现实的,人力物力和财力都撑不住。那么更经济实惠的方法,就是通过某些措施,让 病毒的组分 ,或是因为病毒而出现的 某些特殊物质 积攒到一定数量级后发光、变色,出现 宏观表现 。
那么我们的问题就转化成了,选择一种可以观察到宏观尺度变化的方法,和病毒的组分、病毒引发的某种物质产生关联。我们能选择的物质也摆在台面上:病毒的遗传物质,在这里是它的 RNA;病毒的包膜,也就是蛋白质外壳;以及,如果你还记得一些基础的生物知识,人体的免疫系统会在感染病毒之后产生抗体以抵抗入侵,它也是不错的选材。
我们目前采用的几种检测方式,也就从这些物质(以及它们的相关物质)脱胎而来,分别为针对遗传物质的核酸检测,针对包膜的抗原检测,以及针对抗体的血清抗体检测。
作为病毒的遗传物质,核酸序列载写了能够鉴定病毒为某一特定种的基因特征,因此核酸阳性,也就意味着病毒在体内存在过。
我们目前进行的“核酸检测”其实分为两个部分。平常我们进行的“捅鼻子”“捅嗓子”取样和后续的定性是第一部分。在取得标本之后,因为病毒量太少,样本会在实验室中进行一定次数的扩增,并根据荧光反应结果来判定阳性阴性。
第二部分,确定为阳性的样本,还需要通过基因测序,确定样本病毒的分型,以便溯源。这一步已经不属于日常筛查的范畴,但在流行病学调查上具有重大意义,如果有兴趣了解,可以参看 Wikipedia 简要了解。
我们平常参与的作为 筛查 工具的核酸检测,指的就是采集到定性的第一部分。
在感染了 SARS-CoV-2 之后,咽拭子、痰、下呼吸道分泌物、血液等标本中均可发现病毒核酸。不同部分标本核酸检测的阳性率有一定差异,随着病程进展,各个部位的检出率也会发生变化。
我们习惯称呼的“鼻拭子”与“咽拭子”,其实都是采集咽腔后壁的分泌物与组织,前者采集鼻咽,后者采集口咽。也有采用其他标准的,比如唾液等亦可作为检测标本,本质上也是不同地区规定有差异
鼻(咽)拭子与(口)咽拭子已经是综合了阳性率与便利程度的考量。粪便和尿液等其实也可以作为标本采集的对象。而且根据一项对 31 例患者的研究,肛拭子的准确率要高于鼻咽与口咽采样,尤其病程后期,肛拭子确诊病例的鼻拭子阳性率不到 30%。 4 但显然,由于操作的限制,它无法作为早期筛查的首选手段。
接下来的工作,就是从获取的那一点点标本中提取核酸。由于样本中病毒的数量级很小,不足以拿来分析,还需要将其扩增并标记。需要用到的同样是高中学过的知识:聚合酶链式反应(PCR)——这一步看起来麻烦,但由于它的原理和工序已经研究成熟,实际操作中只需要加好试剂送机器,整个核酸检测的过程里最麻烦的还是让待测者安安分分弄来标本(笑)。
各地疾控机构或检测中心会采购合适的核酸 提取试剂盒 与核酸 检测试剂盒 。提取试剂盒负责将 RNA 从混杂的样本(细胞碎屑、分泌物、灰尘等杂质)中提取出来,常见的有磁珠法、离心柱法和释放剂法,不同提取方法可能对后期检测的准确度略有影响 。之后,提纯出的 RNA 就会移交给检测试剂盒(也有一些试剂盒将两者合一),进行之后的工序。
检测试剂盒带着样本在机器中进行的过程,就是这个检测中最主要的反应:RT-qPCR(实时定量逆转录聚合酶链反应)。
接下来需要你捡起高中生物的知识。一般的 PCR 反应有以下几步:
加热:让双链 DNA 解旋变形,成为两条单链; 退火:让混合的单链 DNA 与根据需要复制的片段而设计好的引物结合; 延伸:调整温度,让 DNA 聚合酶顺着引物开始工作,复制出新链,形成新的双链。在对病毒的探测中,我们要做的工作也无非上面几步,只是需要多出两样东西:
在第一次反应之前,使用 逆转录酶 (依赖 RNA 的 DNA 聚合酶),合成病毒单链 RNA 的互补链,组合成 cDNA ; 在退火与延伸的阶段,除了引物和所需的酶外,还需要 TaqMan 探针 。你可以把 TaqMan 探针这样理解:它的主体部分是一段寡核苷酸链,被设计成能和一小部分需要复制的基因片段配对成双链的样子;它一端接了一个荧光分子,另一端接了一个开关(淬灭基团),两者和探针相连时,荧光就会被淬灭基团压制,探测不到。退火时,这个探针会和引物一起结合在要复制的单链片段上。在延伸的过程中,DNA 聚合酶会把挡在面前的障碍物切碎,其中就包括这段探针,淬灭基团和荧光分子就这样分离,荧光就表现出来。
随着循环数的增多,扩增的 DNA 片段和荧光也越来越多。对比每个循环的荧光亮度和前若干次循环的基准亮度,我们就能得出目前的 DNA 片段量,也可以直接用循环数和荧光亮度做定性的判断。
那么具体复制哪一部分呢?既然要探测病毒,那我们就选取最有代表性的核酸片段。现行的标准中,ORF 基因与 N 基因是常用的检测位点。
检测试剂盒负责的就是将提取出的 RNA(样本)投入后,根据试剂盒上的程序说明,设定对应的 PCR 温度与时长,由机器控制完成扩增过程,在固定的环节收集荧光信号,记录对应的循环数(Ct 值)。判断阴性阳性 / 是否还具有传染力的标准,就是看荧光信号达到阈值时,目前循环数是多少。根据目前现行的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第九版)》,解除隔离管理的标准为 Ct 值 ≥ 35 。和此前通行的 ≥40 标准相比,出院与解除隔离的时间会大大缩短 。
经 RT-PCR 的核酸检测到现在都是确诊的金标准,因为它在方法学的角度看来,(理论上)可以做到 100% 准确。但核酸检测耗时长、对环境与操作人员要求高,在环境条件达不到标准、物资与仪器不齐全等情况下,大批量的核酸检测会带来巨大人力与财力消耗。
在本次疫情中,我们采用的免疫测定包括了快速抗原检测与抗体检测,它以 抗原-抗体反应 为基本原理,旨在通过抗原与抗体快速的中和效应,以较少的时间成本探测样本中是否存在待测物。两者都属于免疫层析法的范畴。
以盒装方式出现、可以自行操作的抗原检测就很适合作为物资不足、自我测定等情况下的补充。
核酸检测检查的是病毒的(标志性)遗传物质,是病毒的“内里”。那么(快速)抗原检测检查的就是病毒的“外在”,直接检查完整的病毒颗粒。目前通过审批的抗原检测试剂盒包括三种类型:胶体金法、乳胶法、荧光免疫层析法。三者内在原理一致。但其中荧光免疫层析法试剂盒仍然需要专用的检测仪或紫外线手电,不适合家庭自测;胶体金法和乳胶法则都是将检查结果转化成肉眼可见的条带,差别在于用于标记上色的物质不同。
当然,抗原检测自然有它的劣势在,它的 假阴性率 (是阳性但显示阴性)要更高,可能导致漏检错检。但放在一杯茶就能出结果的时间优势面前,准确性上的差距在某些特定情况下可以暂时让步。
图源:How the SARS-CoV-2 EUA Antigen Tests Work | ASM.org
和核酸检测相比,抗原检测增加了“鼻拭子”这一采样途径,降低了个人自测的难度。拭子上的样本在缓冲液中洗脱,取液体滴加在加样孔后,液体会因为毛细作用,带着潜在的抗原,经过一片预载了抗体的区域(结合垫,conjugate pad)。
这片区域上的抗体,是抗目标抗原(SARS-CoV-2)的单克隆抗体,每一个抗体分子都和特别的标记结合,它们与样本中的抗原发生反应,形成抗原-抗体复合物,并随着毛细作用向下一条带流去。
紧接着经过的是检测线(T 线,test line),在检测线上附着的同样是抗目标抗原的单克隆抗体,你可以理解成这里的东西和结合垫上的一样,只是没带标记。此时,如果受测者已经感染了 SARS-CoV-2,他留在样本中的抗原形成的抗原-抗体复合物,会在此处与固定在线上的抗体再次结合。在这里,这些带着标记的复合物不断沉积,最终会显示出一条或深或浅的条带。条带的颜色来源,就是之前结合垫上的抗体分子附着的标记,在胶体金法中是胶体状态的金颗粒,在乳胶法中是上色的乳胶滴,在荧光法中是荧光分子。所以你在使用这类试纸时,会发现刚刚加样结束,液体刚开始扩散的时候,扩散的最前端会有一点点很淡的颜色不断推移,这就是还没有固定沉积的标记的颜色。
接下来,液体继续扩散,经过质控线(C 线,control line),在质控线上附着的是另一种抗体——‘抗“抗目标抗原的单克隆 抗体 ” 的 单克隆 抗体 ’,简称“ 二抗 ”。这种新的抗体是让上一种抗体在另一种动物的免疫系统中反应得来的,比如结合垫的抗体来自兔,那这里的抗体就来自羊,是羊抗兔的单克隆抗体。也就是说, 二抗的抗原是 之前在 结合垫上的抗体 。这条线就是为了检测液体有没有正常扩散、结合垫上的抗体有没有失效等等而存在的。此时,液体中剩余的大量来自结合垫的抗体就会作为抗原,与质控线上的二抗发生抗原抗体反应,形成复合物,显出一条明显的条带。
由于结合垫上的抗体非常充裕,这条质控线条带会出现得非常快、非常显色,而检测线由于抗原(病毒)数量不一定,显色速度会有差别,但一般在 15 分钟内就足够判断结果。所以不要看 C 线很明显,T 线隐隐约约就觉得“没事了”, T 线不管深浅,只要有,就是阳性 。
具体操作方面,可以参考医政医管局发布的 教学视频。目前国家也在逐步推广抗原自测试剂盒,在一定程度上可以减轻未来医疗与街道的压力。
除了前两种检测手段外,还有一种使用不太多,但同样重要的检测方法,就是同属免疫测定方法的“血清抗体检测”。
抗体检测采用的试剂盒与抗原检测非常接近,但标本的限制更大——由于检测的对象变成了抗体,标本就必须是明确有抗体存在的血液(或血浆、血清)。而且人体在初次感染病毒后,并不会第一时间内产生抗体。抗体能够明确达到被检测的数量级,一般是在初次感染(或接种疫苗)的一到两周之后。这些条件限制了抗体检测不能作为确诊性质的检查。目前,血清抗体检测仅作为一定情况下检查疫苗是否生效,或查验受测者近期是否感染过新冠病毒的方法。
在人体中有五种抗体,分别是 IgA、IgD、IgE、IgG 和 IgM。IgA 主要负责黏膜免疫。IgD 与免疫反应激活有关。IgE 抵御寄生虫,同时也参与过敏反应。剩下的 IgG 与 IgM 就是对抗病原体的过程中,免疫系统派出的主力军。
SARS-CoV-2 作为病原体,人体经刺激主要分泌的就是 IgG 与 IgM 两种。现有的抗体检测试剂盒,主要也是针对人体对 SARS-CoV-2 的 N 蛋白(核衣壳蛋白)或 S 蛋白(刺突蛋白)产生的 IgG 与 IgM。
抗体试剂盒的检测装置外观和抗原检测别无二致。二者的差别就是上文中提到的结合垫、检测线、质控线上附着的物质。
这次,加样孔中滴入的样本可能有对 SARS-CoV-2 的抗体。因此,结合垫上就应当是带了标记物的抗原——当然不可能放活病毒上来。一般这里使用的都是设计检测的抗原蛋白,比如前文提到的 N 蛋白或 S 蛋白,或是重组病毒,无论是哪种,它都必须包含受体结合域(RBD)作为抗体结合的靶点。在检测线上,附着的就是抗 IgM 或抗 IgG 抗体,以捕获结合了抗原的抗体蛋白。最后,质控线上附着抗原的特异性抗体,捕获剩余的游离抗原。
总的说来,三种检测方式针对的是不同的需求,互有优势,互相补充。核酸检测作为金标准,直接查验病毒的 RNA,负责看被检者带不带病毒;抗原检测作为快速检测方法,查的是病毒的蛋白质,但准确度不如核酸检测,对传染力强的感染者更有效;抗体检测查的是疫苗有没有生效、人近期有没有感染过病毒。
近期,新冠疫情在各地卷土重来。Omicron 变种与此前流行的 Delta 变种相比,虽然病死率与重症率明显下降,但潜伏期更短,病毒复制速度更快,传染力明显增强。希望大家在这样的环境中保持健康。
I. 胶体金试纸条的测试原理是什么
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。
胶体金除了与蛋白质结合以外,还可以与许多其它生物大分子结合,如SPA、PHA、ConA等。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。
胶体金标记,实质上是蛋白质等高分子被吸附到胶体金颗粒表面的包被过程。吸附机理可能是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。用还原法可以方便地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。
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。
(9)广东胶体金分析仪操作方法扩展阅读
常用的免疫胶体金检测技术:
(1)免疫胶体金光镜染色法 细胞悬液涂片或组织切片,可用胶体金标记的抗体进行染色,也可在胶体金标记的基础上,以银显影液增强标记,使被还原的银原子沉积于已标记的金颗粒表面,可明显增强胶体金标记的敏感性。
(2)免疫胶体金电镜染色法 可用胶体金标记的抗体或抗抗体与负染病毒样本或组织超薄切片结合,然后进行负染。可用于病毒形态的观察和病毒检测。
(3)斑点免疫金渗滤法 应用微孔滤膜(如膜)作载体,先将抗原或抗体点于膜上,封闭后加待检样本,洗涤后用胶体金标记的抗体检测相应的抗原或抗体。
(4)胶体金免疫层析法 将特异性的抗原或抗体以条带状固定在膜上,胶体金标记试剂(抗体或单克隆抗体)吸附在结合垫上,当待检样本加到试纸条一端的样本垫上后,通过毛细作用向前移动,溶解结合垫上的胶体金标记试剂后相互反应;
当移动至固定的抗原或抗体的区域时,待检物与金标试剂的结合物又与之发生特异性结合而被截留,聚集在检测带上,可通过肉眼观察到显色结果。该法现已发展成为诊断试纸条,使用十分方便。
乳胶法和胶体金法的区别
1、原理不同:
普通聚苯乙烯乳胶和抗体的结合是无选择性的物理静电吸附,抗体很难结合到乳胶表面,即使致敏上的抗体也容易从乳胶微球上脱落或者变性失活,而使用多肽缩合剂或交联剂则操作过程繁琐、耗时。
胶体金法是由氯金酸(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。
2、应用不同:
胶体金也是免疫电镜技术中较为理想的免疫标记物。胶体金技术具有方便快捷、特异敏感、稳定性强、不需要特殊设备和试剂、结果判断直观等优点, 因而特别适合于广大基层检验人员以及大批量检测和大面积普查等, 具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。
乳胶凝集法具有独特优点: 不需要特殊仪器、肉眼判断、操作简便、不需要专门培训;检测时间短,一般为 2 min;价格低廉,检测单份血清样品的成本比其它血清学和病原学方法低得多;适于现场检测等,在临床检验中被广泛应用。