层析技术的应用 一、层析技术的原理和分类 （一）层析技术的原理 层析法是目前广泛应用的一种分离技术。本世纪初俄国植物学家M.Tswett发现并使用这一技术证明了植物的叶子中不仅有叶绿素还含有其它色素。现在层析法已成为生物化学、分子生物学及其它学科领域有效的分离分析工具之一。 层析法是利用不同物质理化性质的差异而建立起来的技术。所有的层析系统都由两个相组成：一是固定相，它或者是固体物质或者是固定于固体物质上的成分；另一是流动相，即可以流动的物质，如水和各种溶媒。当待分离的混合物随溶媒（流动相）通过固定相时，由于各组份的理化性质存在差异，与两相发生相互作用（吸附、溶解、结合等）的能力不同，在两相中的分配（含量对比）不同，而且随溶媒向前移动，各组份不断地在两相中进行再分配。与固定相相互作用力越弱的组份，随流动相移动时受到的阻滞作用小，向前移动的速度快。反之，与固定相相互作用越强的组份，向前移动速度越慢。分部收集流出液，可得到样品中所含的各单一组份，从而达到将各组份分离的目的。 （二）层析法分类见表16-5～7 （三）层析法的特点与应用 表16-5按两相所处状态分类 层析法是根据物质的理化性质不同而建立的分离分析方法。根据层析峰的位置及峰高或峰面积，可以定性及定量。层析法与光学、电学或电化学仪器连用，可检测出层析后各组份的浓度或质量，同时绘出层
析图。层析仪与电子计算机联用，可使操作及数据处理自动化，大大缩短分析时间。由于层析法具有分辨率高、灵敏度高、选择性好、速度快等特点，因此适用于杂质多、含量少的复杂样品分析，尤其适用于生物样品的分离分析。近年来，已成为生物化学及分子生物学常用的分析方法。在医药卫生、环境化学、高分子材料、石油化工等方面也得到了广泛的应用。 表16-6按层析原理分类 表16-7按操作形式不同分类
量子点免疫层析检测技术方兴未艾 免疫层析技术是一种快速、简便、灵敏、直观、价格低廉、可真正实现现场检测的检测方法。具有很多气相色谱、高效液相色谱、气质联用色谱、液质联用色谱、毛细管电泳等仪器检测方法以及其他传统方法无法企及的优点。在检测领域中处于特殊重要的地位，同时也是传统检测和仪器检测的良好补充。尤其在经济高速发展，生活水平提高的今天，人类重大疾病，环境污染，食品安全等问题日益受到极大的关注，让免疫层析检测技术更具有巨大的潜力和蓬勃的生命力。 目前，免疫层析产品主要为胶体金免疫层析试纸条，其最早应用于医学检验，在早孕检测中的应用取得了极大的成功，随后在各个领域迅速渗透漫延，其在毒品检测、环境检测、以及食品安全检测领域得到了迅速的发展，但是又出现新的问题，在很多方面，尤其是食品安全检测领域，有些农兽药残留限度极度苛刻，甚至要求0.1 ng/ml的检测限度，同时食品类物质如肉类、禽类、果蔬、谷物等成分复杂，前处理难度也很大，造成胶体金免疫层析检测灵敏度无法胜任。除了进一步提高前处理方法以外，寻求高灵敏度的免疫层析方法也显得尤为重要。 量子点是近20 年来发展起来的半导体纳米晶材料，因为它的优良特性，受到了很大的关注，并且已经显示出一定的潜力，近几年来从细胞标记等应用已逐渐开始向多个领域的检测与诊断方向渗透。 一、量子点特性 量子点(简称QDs,又称半导体纳米粒子)是由Ⅱ～Ⅵ族或Ⅲ～V族元素组成的，半径小于或接近于激光玻尔半径，能够接受激发光产生荧光的一类半导体纳米颗粒，其中研究较多的主要是CdX(x=S、Se、Te)，直径约为2nm-6nm。量子点由于存在显著的量子尺寸效应和表面效应，从而使它具有常规材料所不具备的光吸收特性，使其应用领域越来越广泛，特别是其在免疫生物学和临床检验学等研究中的潜在的应用价值，已引起了广大科学工作者的极大关注，发光量子点作为荧光试剂探针标记生物大分子，正是近年来迅速发展的纳米材料在生物分析领域的重要应用之一。与普通的荧光染料相比较，量子点具有以下特点： (1) 有机染料荧光分子激光谱带较窄，每一种荧光分子必须用合适能量的光来激发，而且产生的荧光峰较宽，不对称，有些拖尾。这给区分不同的探针分子带来困难，很难利用有机染料分子同时检测多种组分。量子点由于量子限域效应使其激发波长的范围很宽，可以被波长短于发射光的光(一般短10nm以上)激发，并产生窄(半波宽约13nm)而对称的发射光谱，从而避免了相邻探测通道的串扰。 (2) 量子点具有“调色”功能，不同粒径大小的量子点具有不同的颜色，激发量子点的激发波长范围很宽，且连续分布，所以可以用同一波长的光激发不同大小的量子点而获得多种颜色标记，是一类理想的荧光探针。 (3)量子点的荧光强度强，稳定性好，抗漂白能力强，Chan和Nie通过实验证明ZnS包覆的CdSe比罗丹明6G分子要亮20倍和稳定100-200倍，可以经受多次激发，且标记后对生物大分子的生理活性影响很小，因此为研究生物大分子之间的长期作用提供了可能。
色谱法的分类及其原理 （一）按两相状态 气相色谱法:1、气固色谱法 2、气液色谱法 液相色谱法:1、液固色谱法 2、液液色谱法 （二）按固定相的几何形式 1、柱色谱法(column chromatography) ：柱色谱法是将固定相装在一金属或玻璃柱中或是将固定相附着在毛细管内壁上做成色谱柱，试样从柱头到柱尾沿一个方向移动而进行分离的色谱法 2、纸色谱法（paper chromatography）：纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体，把试样点在滤纸上，然后用溶剂展开，各组分在滤纸的不同位置以斑点形式显现，根据滤纸上斑点位置及大小进行定性和定量分析。 3、薄层色谱法(thin-layer chromatography, TLC) ：薄层色谱法是将适当粒度的吸附剂作为固定相涂布在平板上形成薄层，然后用与纸色谱法类似的方法操作以达到分离目的。 （三）按分离原理 按色谱法分离所依据的物理或物理化学性质的不同，又可将其分为：
1、吸附色谱法：利用吸附剂表面对不同组分物理吸附性能的差别而使之分离的色谱法称为吸附色谱法。适于分离不同种类的化合物（例如，分离醇类与芳香烃）。 2、分配色谱法：利用固定液对不同组分分配性能的差别而使之分离的色谱法称为分配色谱法。 3、离子交换色谱法：利用离子交换原理和液相色谱技术的结合来测定溶液中阳离子和阴离子的一种分离分析方法，利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离。离子交换色谱主要是用来分离离子或可离解的化合物。它不仅广泛地应用于无机离子的分离，而且广泛地应用于有机和生物物质，如氨基酸、核酸、蛋白质等的分离。 4、尺寸排阻色谱法：是按分子大小顺序进行分离的一种色谱方法，体积大的分子不能渗透到凝胶孔穴中去而被排阻，较早的淋洗出来；中等体积的分子部分渗透；小分子可完全渗透入内，最后洗出色谱柱。这样，样品分子基本按其分子大小先后排阻，从柱中流出。被广泛应用于大分子分级，即用来分析大分子物质相对分子质量的分布。 5、亲和色谱法：相互间具有高度特异亲和性的二种物质之一作为固定相，利用与固定相不同程度的亲和性，使成分与杂质分离的色谱法。例如利用酶与基质（或抑制剂）、抗原与抗体，激素与受体、外源凝集素与多糖类及核酸的碱基对等之间的专一的相互作用，使相互作用物质之一方与不溶性担体形成共价结合化合物，
第六章层析分离技术 第一节吸附 一、吸附层析的原理与特点 吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择吸附的能力，使其富集在吸附剂表面，而从混合物中的分离的的过程。 典型的吸附过程包括四个步骤： 固体内部分子所受分子间的作用力是对称的，而固体表面分子所受力是不对称的。向内的一面受内部分子的作用力较大，而表面向外一面所受的作用力较小， 因而当气体分子或溶液中溶质分子在运动过程中碰到固体表面时就会被吸引而停留在固体表面上。 吸附的类型 （1）物理吸附: 放热，可逆，单分子层或多分子层，选择性差 （2）化学吸附: 放热量大，单分子，选择性强 （3）交换吸附: 吸附剂吸附后同时放出等当量的离子到溶液中 物理吸附与化学吸附的特点 吸附法特点 （1）不用或少用有机溶剂 （2）操作简便、安全、设备简单 （3）生产过程pH 变化小 （4）从稀溶液分离溶质 （5）吸附剂对溶质的作用小 （6）吸附平衡为非线性 （7）选择性较差 吸附法的应用 气体过滤 水处理
脱色、除臭 目标产物的分离 二、吸附剂（固定相）的选择 吸附剂通常应具备以下特征： ?表面积大、颗粒均匀、 ?对被分离的物质具有较强的吸附能力 ?有较高的吸附选择性 ?机械强度高 ?再生容易、性能稳定 ?价格低廉。 常用的吸附剂有极性的和非极性的两种。 羟基磷灰石、硅胶、氧化铝等属前者，活性炭属后者 人工合成的如大网格吸附剂、分子筛等两种都有。但大多属非极性的常用的吸附剂 1大网格聚合物吸附剂： 2活性碳：助滤，脱色，去热原 使用:偏酸性(pH 5-7),加热(50-60℃)搅拌30min 活性白土：脱组胺类过敏物，脱色。 硅藻土：助滤，澄清 1.大网格聚合物吸附 树脂的网络骨架 大网格树脂吸附法 Ⅰ. 基本概念 一．什么是大网格树脂吸附法？ 将多孔的大网格吸附树脂作为吸附剂，利用表面分子与物 质分子间范德华引力，把液相中物质吸附到吸附树脂表面。 ◆大网格树脂吸附法与离子交换法的比较： 相同：①操作方法：静态法、动态法； ②骨架结构：树脂均有溶胀孔隙和永久孔隙的大 网格骨架结构。 区别 介质不同： 离交法－离交树脂，骨架上接有离子交换基团，利用表面层 和孔隙中离子基团起作用； 吸附法－吸附树脂，无离交基团（称白球），利用外表面和
免疫层析实验 1．原理 金免疫层析试验（dot immunogold chromatographic assay，DICA）是用胶体金标记技术和蛋白质层析技术结合的以微孔滤膜为载体的快速的固相膜免疫分析技术。本项技是将各种反应试剂分点固定在试纸条上，检测标本加在试纸条的一端，通过毛细血管作用使样品溶液在层析材料上泳动，样本中的待测物与层析材料中的反应试剂发生特异性结合反应，形成的复合物被富集或固定在层析条上的特定区域（检测线），通过标记免疫技术显色。本项技术的特点是可进行单份标本检测且简便、快速、不需任何仪器设备，因此，发展非常迅速。 DICA也是GICA（goldimmunochromatography assay）GICA试剂为试纸条形式。在以塑料条上依次黏贴上以下几种组分，1--吸水纸，2--破璃纤维膜，抹上固定着干燥的金标抗体，3--硝酸纤维素膜，膜上包被着线条状抗体，4--吸水纸。 因为1，4都是吸水纸，由于吸水作用， 一，使样品液从1端向4端移动 二，当样品液达到2时，金标抗体被溶解，同时与标本中的抗原反应形成复合物 三，样品液继续移动至3 时，金标记的抗体复合物与膜上的抗体结合，呈现红色的线条 四，多余的金条抗体继续前移到4， 1 2 3 4 2.方法学类型 DICA多用于检测抗原，但亦可用于检测抗体。常见方法学类型有： 1)双抗体夹心法测抗原： 若图-2所示，G处为金标抗体(免疫金)，T处包被抗体，C处包被抗金标抗体，B处为吸水纸。测试时A端滴加待测标本，通过层析作用，待测标本向B端移动，流经G处时将金标抗体复溶，若待测标本中含待测抗原，即形成金标抗体-抗原复合物，移至T区时，形成金标抗体-抗原-抗体复合物，金标抗体被固定下来，在T区显示红色线条，呈阳性反应，多余的金标记抗体移至C区被抗金标抗体捕获，呈现红色质控线条。 图-2免疫层析试验双抗体夹心法测大分子抗原 2）竞争法测小分子抗原： 若图1-3所示,G处为金标抗体，T处包被标准抗原，C处包被抗免疫金抗体，测试时待测标本加于A端，若待测标本中含有待测抗原，流经G处时结合金标抗体，当混合物移至T 处时，因无足够游离的金标抗体与膜上标准抗原结合，T处无棕红色线条出现，实验结果为阳性，游离金标抗体或金标抗体复合物流经C处，与该处的抗金标抗体结合出现棕红色的质控带，若标本中不含待测抗原，金标抗体则与T处膜上的标准抗原结合，在T处出现棕
F t V R R ?=m s m s V V K q q k =='b u 色层分离技术 色层分离：是一组相关技术的总称，也称为色谱分离或层析分离。 按固定相的基质（载体）类型分类： 层析：载体一般为软基质的凝胶，常用的有纤维素、琼脂糖、交联葡聚糖、交联琼脂糖、聚丙烯酰胺凝胶等，只适合在低压下操作。 色谱：载体一般为高强度的经过表面该性的硅胶、聚甲基丙烯酸或聚苯乙烯材料，适合在高压下使用。也有人将层析称为色谱。 用途：用在产品的精制阶段，目标是获得合乎使用要求的产品。 层析：一般用于生物大分子或酶的批量纯化。 高压液相色谱：具有生物活性的小分子物质的分离纯化。 色层分离过程包含两部分： ●固定相：载体或载体+功能基团 ●流动相（洗脱液）：缓冲液或有机溶剂 对于高压液相色谱和低压层析，操作模式有很大区别。 液相色谱的基本原理和参数 ●保留时间(t R )和保留体积(V R ) 从进样开始到后来出现样品的浓度极大值所需的时间为保留时间，用t R 表示。在这段时间内冲洗剂（流动相）流过的体积为保留体积，用V R 表示。 理论塔板数的计算公式为：2)(σR t N = 容量因子k ' 和平衡常数K 某物质的k '定义为在分配平衡时该物质在两相中绝对量之比。而平衡常数K 为平衡时，物质在两相的浓度比：)()('m s q q k 物质在流动相的量物质在固定相的量= ) /)/(m m s s V q V q K 物质在流动相的浓度（物质在固定相的浓度= Vs 和Vm 分别为柱内固定相和流动相所占的体积。于是有 溶质在固定相停留的时间分数= ' 1'k k q q q m s s +=+ 溶质在流动相停留的时间分数'11k q q q m s m +=+= 在柱内溶质只有转移到流动相时才能沿柱的方向向前移动，所以对于一个在柱内有保留的溶质，其谱带移动速度( )总是小于流动相的移动速度( )，而等于流动相的移动速度与该谱带对应的溶质在流动相停留的时间分数之积：)' 11(k u u m b += 而当柱长一定时，溶质谱带的移动速度和流动相的移动速度与它们通过柱子所花费的时间成反 比： R o R m b t t u u = )'1(0k t t R R += 当柱外死体积可忽略不计时，m R V V =0 s m m m R KV V k V V V +=+=' 0'0001'R R R R R R R t t t t t t t k =-=-= 柱效率： 塔板高度（H ）和塔板数（N ）是衡量色谱柱效率的两个重要指标。 塔板高度（H ）：在某一段柱长范围内溶质在固定相和流动相之间达到分配平衡，这段柱长就相当于一个理论塔板的高度(HETP 或H)。 理论塔板数的计算公式为： 式中R t 为标准偏差。 理论塔板高度为： 式中， L ? 柱长。 m u 2)(σR t N =L H =m R V V =00'0001'R R R R R R R t t t t t t t k =-=-=
层析法概念 层析法(chromatography)的原理是利用混合物中各组分的物理性质之差(如吸附力、分子形状和大小、分子极性、分子亲和力、分配系数等)而建立来的一种分离技术。 层析系统是由固定相(stationary phase) 和流动(Mobile Phase)相组成。固定相是固体物质或固定于固体物质上的成分。流动相是可以流动的物质，如水或各种溶剂。 层析过程：当待分离混合物随流动相通过固定相时，由于混合物各组分的理化性质的差异，与固定相相互作用弱的组分随流动相移动时受到的阻滞作用小，向前移的速度快；与固定相相互作用强的组分向前移动的速度慢。从而实现混合物中各组分的分离。 免疫层析法概念 免疫层析法(immunochromatography)是近几年来国外兴起的一种快速诊断技术，其原理是将特异的抗体先固定于硝酸纤维素膜的某一区带，当该干燥的硝酸纤维素一端浸入样品（尿液或血清）后，由于毛细管作用，样品将沿着该膜向前移动，当移动至固定有抗体的区域时，样品中相应的抗原即与该抗体发生特异性结合，若用免疫胶体金或免疫酶染色可使该区域显示一定的颜色，从而实现特异性的免疫诊断。 免疫层析技术是建立在层析技术和抗原一抗体特异性免疫反应基础上的一项新兴免疫检测技术。 免疫层析技术以固定有检测线和控制线的条状纤维层析材料为固定相，测试液为流动相，通过毛细管作用使待测物在层析条上移动。 待测物在T线处发生特异性免疫反应。游离物在C线处发生免疫反应。 分类 检测方法标记物质 TRFIA技术镧系稀土元素螯合物 上转换发光技术上转磷光材料（UCP） 荧光乳胶层析技术荧光胶乳颗粒 荧光微球免疫层析技术荧光微球 荧光QDS层析技术量子点 IMB层析技术免疫磁珠 新型胶体金技术纳米磁性微粒、核酸适配体
双抗体夹心法原理 以HCG 为例（检测抗原） 此方法较常用，主要用于较大分子量的蛋白（抗原）的检测。要求两株抗体针对一个抗原的不同位点才可以。也有个别的检测项目（HIV）是双抗原夹心检测抗体的，原理类似。HCG 金标记αHCG 金-αHCG-HCG 金-αHCG-HCG -βHCG 金-αHCG -羊抗鼠IgG(Y3) 金-αHCG-HCG 羊抗鼠IgG （Y3） 显示红色显示红色 金标记αHCG 不显色显示红色 金-αHCG -羊抗鼠IgG 阴性反应 阳性反应 βHCG
以吗啡为例（检测抗原） 此方法主要用于小分子抗原（毒品、农药、肽链等）的检测。由于抗原分子量小不能直接固定于NC 膜上，常常用化学方法把小分子偶联到BSA 等大分子物质上再固定于NC 膜上。此结果与双抗原夹心法相反，阴性CT 两条都是红线，阳性只有C 线一条红线，T 线不显色。 金-吗啡抗体-吗啡吗啡-BSA 金标记吗啡抗体显示红色不显色金-吗啡抗体-吗啡羊抗鼠尿液(含 吗啡)显示红色 显示红色金标记吗啡抗体金-吗啡抗体-羊抗鼠 阴性尿液 抗体-吗阴性反应 阳性反应金标记吗啡抗体-吗啡-BSA
乙肝E 抗体为例 金标记e 抗体e 抗原e 抗体 金标记e 抗体-e 抗原-e 抗体金标记e 抗体-e 抗原-e 抗体-羊抗鼠 不显色显示红色 金标记e 抗体e 抗原金标记e 抗体-e 抗原 金标记e 抗体-e 抗原-e 抗体显示红色显示红色 金标记e 抗体-e 抗原 羊抗鼠 阳性反应 阴性反应
间接法原理检测抗体 此方法主要用于血清中抗体检测，纯化或者重组的抗原固定于NC 膜上，标记多为蛋白A(ProteinA 或叫SPA，与抗体Fc 端结合而与其它蛋白质不结合)或者鼠抗人（如检测为IgM，则标记为鼠抗人IgM）。此方法要求胶体金过量（待测样品往往含有大量多种抗体，所检测抗体所占份额很小），一般来说样品再加入前需要稀释或者加极少量后再加样品缓冲液。 一般斑点免疫渗滤法使用也是间接法。显示红色显示红色 金标记SPA 目的抗体杂抗体阳性反应抗原 杂抗体金标记SPA 抗原不显色显示红色 阴性反应
层析技术的应用
层析技术的应用 一、层析技术的原理和分类 （一）层析技术的原理 层析法是目前广泛应用的一种分离技术。本世纪初俄国植物学家M.Tswett发现并使用这一技术证明了植物的叶子中不仅有叶绿素还含有其它色素。现在层析法已成为生物化学、分子生物学及其它学科领域有效的分离分析工具之一。 层析法是利用不同物质理化性质的差异而建立起来的技术。所有的层析系统都由两个相组成：一是固定相，它或者是固体物质或者是固定于固体物质上的成分；另一是流动相，即可以流动的物质，如水和各种溶媒。当待分离的混合物随溶媒（流动相）通过固定相时，由于各组份的理化性质存在差异，与两相发生相互作用（吸附、溶解、结合等）的能力不同，在两相中的分配（含量对比）不同，而且随溶媒向前移动，各组份不断地在两相中进行再分配。与固定相相互作用力越弱的组份，随流动相移动时受到的阻滞作用小，向前移动的速度快。反之，与固定相相互作用越强的组份，向前移动速度越慢。分部收集流出液，可得到样品中所含的各单一组份，从而达到将各组份分离的目的。 （二）层析法分类见表16-5～7 （三）层析法的特点与应用 表16-5按两相所处状态分类 流动相 液体气体 液体液-液层析法气-液层析法 固定相 固体液-固层析法气-固层析法 层析法是根据物质的理化性质不同而建立的分离分析方法。根据层析峰的位置及峰高或峰面积，可以定性及定量。层析法与光学、电学或电化学仪器连用，可检测出层析后各组份的浓度或质量，同时绘出层
析图。层析仪与电子计算机联用，可使操作及数据处理自动化，大大缩短分析时间。由于层析法具有分辨率高、灵敏度高、选择性好、速度快等特点，因此适用于杂质多、含量少的复杂样品分析，尤其适用于生物样品的分离分析。近年来，已成为生物化学及分子生物学常用的分析方法。在医药卫生、环境化学、高分子材料、石油化工等方面也得到了广泛的应用。 表16-6按层析原理分类 名称分离原理 组份在吸附剂表面吸附固定相是固体吸附剂，各能力吸附层析法 不同 各组份在流动相和静止液相（固相）中的分配系数不分配层析法 同 固定相是离子交换剂，各组份与离子交换剂亲和力不离子交换层析法 同 固定相是多孔凝胶，各组份的分子大小不同，因而在凝胶层析法 凝胶上受阻滞的程度不同 固定相只能与一种待分离组份专一结合，以此和无亲亲和层析法 和力的其它组份分离 表16-7按操作形式不同分类 名称操作形式 柱层析法固定相装于柱内，使样品沿着一个方向前移而达分离 将适当粘度的固定相均匀涂铺在薄板上，点样后用流薄层层析法 动相展开，使各组份分离 用滤纸作液体的载体，点样后用流动相展开，使各组纸层析法 份分离 将适当的高分子有机吸附剂制成薄膜，以类似纸层析薄膜层析法 方法进行物质的分离
层析法的主要介绍及其应用 1.层析法的概念 层析法又称色谱法[1]．色层法或层离法（Chromatography），是一种应用很广的分离分析 方法。1903年，俄国的植物学家M，C．UBeT在研究分离植物色素过程中，首先创造了色 谱法，这是一种根据化合物的不同结构和不同的物理，化学特性，从而具有不同吸附性能的 原理，以分离混合物中的化学成分的一种物理化学分离方法，最初用于有色物质，之后应用于大量的无色物质。色谱法的名称虽然仍然沿用，但已失去原来的含义。层析法和其他分离 方法比较，具有分离效率高，操作又不太麻烦的优点。因此，层析法的应用越来越广，对于 近代化学科学的发展有巨大的影响。在制药、化工、农业、医学等方面都有着广泛的应用。 2.层析法的历史及原理 层析法的历史 1903年3月21日俄国植物学家茨维特（Michael Tswett，1872-1919）在华沙自然科学学会生物学会议上发表了“一种新型吸附现象及其在生化分析上的应用”研究论文，介绍了一种应用吸附原理分离植物色素的新方法，并首先认识到这种层析现象在分离分析方面 有重大价值。1906年他在德国植物学杂志发表文章，首次命名上述分离后色带为色谱图， 称此方法为色谱法（Chromatography）。1907年在德国生物学会年会上，展示过带有色带的 分离柱管和纯化过的植物色素溶液。茨维特被世人公认为色谱创始人。 德籍奥地利化学家R.Kuhn 等利用他的方法在纤维状氧化铝和碳酸钙的吸附柱上将过去 一个世纪以来公认为单一的结晶状胡萝卜素分离成 a 和b 两个同分异构体，并由所取得的 纯胡萝卜素确定出了其分子式。Kuhn正是由于在维生素和胡萝卜素的离析与结构分析中取 得了重大研究成果而获得了1938年诺贝尔化学奖. 1952年，Martin和James发表第一篇气液色谱论文，首次用气体作流动相，配合微量 酸碱滴定，发明了气相色谱，它给挥发性化合物的分离测定带来了划时代的革命。 2.2层析法的原理 层析Chromatography(色谱),利用混合物中各组分的物理化学性质间的差异(溶解度、分子极性、分子大小、分子形状、吸附能力、分子亲合力等) ，使各组分在支持物上集中分布 在不同区域，借此将各组分分离。 层析法进行时有两个相，一个相称为固定相(Stationary phase )，另一相称为流动相(Mobile phase )。由于各组分所受固定相的阻力和流动相的推力影响不同，各组分移动速度 也各异，从而使各组分得到分离。 层析技术与待分离混合物中各组分的理化性质(分子自然形状、大小、获电状态、溶解 度与选择性吸附剂或载体物的吸附能力，分配系数、酸碱环境(pH)、温度、极性以及分子的 亲和能力等)有着直接关系[2]。除此，任何层析技术，均具有两相条件(即流动相和固定相)，造成流动相对固定相作单向相对运动。这种流动相推动样品中各组分通过固定相向前迁移， 其运动速率与两相物质和被分离物质状态有关。由于被分离物各组分中的理化性质不同，对不同的两组或两组以上组分，具有不同的作用力，通过吸附一解吸，或离子交换、分子筛效
综一一述 免疫层析技术的发展及在P O C T中的应用 黄德智综述,蒲晓允?审校 (陆军军医大学新桥医院检验科,重庆４０００３７) 一一摘一要:免疫层析技术因其简单二方便二易操作二快速,价格相对低廉,已广泛应用于即时检测(P O C T).随着P O C T检测项目的增多和对已有项目检测定量二灵敏度二特异度等要求的提高,本文就免疫层析技术的最新发展及其应用,作以下综述. 关键词:免疫层析技术;一即时检测;一量子点 D O I:１０．３９６９/j．i s s n．１６７３Ｇ４１３０．２０１９．０５．０２２中图法分类号:R４４６ 文章编号:１６７３Ｇ４１３０(２０１９)０５Ｇ０５９４Ｇ０４文献标识码:A D e v e l o p m e n t o f i m m u n o c h r o m a t o g r a p h y a n d i t s a p p l i c a t i o n i nP O C T HU A N GD e z h i,P UX i a o y u n? (D e p a r t m e n t o f C l i n i c a lL a b o r a t o r y,X i n q i a oH o s p i t a l,A r m y M e d i c a l U n i v e r s i t y,C h o n g q i n g４０００３７,C h i n a) A b s t r a c t:I m m u n o c h r o m a t o g r a p h y h a sb e e nw i d e l y u s e d i nP O C Tb e c a u s eo f i t s s i m p l i c i t y,c o n v e n i e n c e, e a s y o p e r a t i o n,r a p i d i t y a n d r e l a t i v e l y l o w p r i c e．W i t h t h e i n c r e a s eo fP O C Tt e s t i n g i t e m s a n d t h e i n c r e a s eo f t h e r e q u i r e m e n t s f o r q u a n t i f i c a t i o n,s e n s i t i v i t y,a n d s p e c i f i c i t y o f e x i s t i n g p r o j e c t s,t h i s p a p e r r e v i e w s t h e l a t e s t d e v e l o p m e n t s a n d a p p l i c a t i o n s o f i m m u n o c h r o m a t o g r a p h y． K e y w o r d s:i m m u n o c h r o m a t o g r a p h y;一P O C T;一q u a n t u md o t s １一免疫层析技术简介 一一免疫层析技术是在２０世纪６０年代在发达国家兴起并被用于检测血清蛋白的一种结合了免疫技术和色谱层析技术的快速检测分析方法,利用胶体金二胶体碳二磁性纳米材料二稀土纳米材料二量子点等着色标记物,在层析时,标记物与待测物的络合物被相应的配体捕获而浓集显色于硝酸纤维素膜上的检测线,以纤维膜上显色条带的有无二颜色深浅和反射光线来定性或定量,在即时检测(P O C T)中应用极为广泛.免疫层析试纸条由样品垫二结合垫二硝酸纤维素(N C)膜二检测线(T线)二质控线(C线)二吸水垫二聚氯乙烯(P V C)底板等部分组成,根据待检测物的大小和抗原抗体结合的方式,分为双抗体夹心法和竞争法[１Ｇ２].２一免疫层析技术发展及应用 一一免疫层析技术关键在于依靠标记抗体的免疫标记材料,而纳米材料由于优越的信号放大作用,能达到良好的灵敏度和特异度而备受青睐.下面主要从胶体碳二量子点二稀土纳米材料二上转换发光技术和超顺磁性纳米材料以及适配体等方面进行介绍.２．１一胶体碳一与胶体金相比,胶体碳的优点包括更高的颜色强度,即更高的灵敏度和标记效率,动力学检测范围更广,成本低廉,制作工艺简单,可大规模生产且更环保,但由于其标记和封闭时间长,并未体现出对胶体金的绝对优势,故其商业化程度较低[３Ｇ４].何卓等[３]利用碳纳米颗粒制作的胶体碳试纸条用于检测疟原虫,并可通过扫描检测带灰度值以定量.最近,Y U等[４]利用一种新的胶体碳材料氧化石墨烯作为标记物,成功制作出用于检测黄曲霉素B１的试纸条,肉眼最低检测限可达０．３n g/m L.材料学的进步能促进检测的进步,诸如碳量子点和石墨烯量子点等材料也是免疫层析研究中可以利用的标记材料.２．２一量子点一量子点被认为是免疫层析中最有前途的荧光半导体纳米材料,与一般荧光染料相比,量子点具有尺寸可调的荧光,发射光谱窄而对称,高量子产率,宽吸收光谱,荧光强度高,耐光漂白和稳定性好等优点[５Ｇ６].水溶性量子点表面富含羧基或氨基以用于连接蛋白质.表面是羧基的量子点被１Ｇ(３Ｇ二甲氨基丙基)Ｇ３Ｇ乙基碳二亚胺盐酸盐(E D C)和NＧ羟基琥珀酰亚胺(N H S)激活,并且这些激活的羧基和抗体的氨基相连接.这些特性使得量子点是一个可以达到高灵敏度和同时对多种检测物定量的免疫层析标记物[７].为了检测样本中不同的物质,有两种不同模式的检测方法.第一种模式是不同的T线去检测与之对应的分析物;第二种模式是一条T线去检测不同的分析物.例如,第一种模式,T A R A N O V A等[８]设计了一种 交通信号灯 式的竞争性免疫层析方法,他们 ４９５ 国际检验医学杂志２０１９年３月第４０卷第５期一I n t J L a bM e d,M a r c h２０１９,V o l．４０,N o．５ ?一通信作者,EＧm a i l:１５８０９３２０＠q q．c o m. 一一本文引用格式:黄德智,蒲晓允．免疫层析技术的发展及在P O C T中的应用[J]．国际检验医学杂志,２０１９,４０(５):５９４Ｇ５９７．
免疫层析试验 以双抗体夹心法测尿hCG 为例来介绍免疫层析试验的方法。 [目的] (1) 掌握免疫层析试验的原理。 (2) 熟悉双抗体夹心法测尿hCG 的方法、结果判定及应用。 [原理] 抗hCG 免疫金复合物干片粘贴在试剂条近下端G区(图1- 17)，抗hCG 单克隆抗体和小鼠IgG 抗体分别固化于NC 膜的测试区(T区) 和质控参照区(C 区)。当试纸条下端(A区) 浸入液体标本中，吸水材料即吸取液体，通过层析作用，液体向B 端移动，流经干片时，使抗hCG免疫金复合物复溶，并带动其向膜条渗移。若标本中有hCG，可与抗hCG 免疫金复合物结合。此抗原体复合物流至T 区时即被固相抗hCG 单克隆抗体所获，形成金标抗体一抗原一抗体复合物，在T 区显现出红色反应线条。过剩的免疫金复合物继续前行，至C 区被固相抗小鼠IgG 捕获，呈现出红色质控线条。 [材料] (1) “一步金”法早早孕妊娠诊断试纸条(有商品供应)。 (2) 孕妇尿液，待测尿液。 (3) 尿液收集杯等。 [方法] (1) 将试剂条及待测标本置室温一定时间以充分复温。 (2) 从原包装铝箔袋中取出试剂条，将试剂条按箭头方向插人尿液标本中。注意: 尿液液面不能超过试剂条的标记线。 (3) 约5 S 后取出放于干净平整的台面上观察，3 min 时读取结果，10 min 后判定无效。在戏迟出死~条心线待技床样无h(G(阴临) [结果判断] 1.阴性试剂条上仅质控区出现条紫红色线，在测试区内无紫红色线出现(图1- 18a)。 2.阳性试剂条上出现两条紫红色线，一条位于测试区内，另一条位于质控区内(图1- 18b)。 3.弱阳性试剂条测试区的线条颜色明显浅于质控区内的紫红色线，表明可疑，2 d 后应重
亲和层析技术 （一）原理 亲和层析是一种吸附层析，抗原（或抗体）和相应的抗体（或抗原）发生特异性结合，而这种结合在一定的条件下又是可逆的。所以将抗原（或抗体）固相化后，就可以使存在液相中的相应抗体（或抗原）选择性地结合在固相载体上，借以与液相中的其他蛋白质分开，达到分离提纯的目的。 此法具有高效、快速、简便等优点。 （二）载体的基本要求和选择 理想的载体应具有下列基本条件：①不溶于水，但高度亲水；②惰性物质，非特异性吸附少；③具有相当量的化学基团可供活化；④理化性质稳定；⑤机械性能好，具有一定的颗粒形式以保持一定的流速；⑥通透性好，最好为多孔的网状结构，使大分子能自由通过；⑦能抵抗微生物和醇的作用。 可以做为固相载体的有皂土、玻璃微球、石英微球、羟磷酸钙、氧化铝、聚丙烯酰胺凝胶、淀粉凝胶、葡聚糖凝胶、纤维素和琼脂糖。在这些载体中，皂土、玻璃微球等吸附能力弱，且不能防止非特异性吸附。纤维素的非特异性吸附强。聚丙稀酰胺凝胶是目前的首选优良载体。 琼脂糖凝胶的优点是亲水性强，理化性质稳定，不受细菌和酶的作用，具有疏松的网状结构，在缓冲液离子浓度大于0.05Mol/L时，对蛋白质几乎没有非特异性吸附。琼脂糖凝胶极易被溴化氢活化，活化后性质稳定，能经受层析的各种条件，如0.1Mol/L NaOH或1Mol/L HCl处理2h~3h及蛋白质变性剂7Mol/L尿素或6Mol/L盐酸胍处理，不引起性质改变，故易于再生和反复使用。 琼脂糖凝胶微球的商品名为Sepharose，含糖浓度为2%、4%、6%时分别称为2B、4B、6B。因为Sepharose 4B的结构比6B疏松，而吸附容量比2B大，所以4B应用最广。 （三）试剂与配制 1．Sepharose 4B 2．CNBr（剧毒）
TLC（薄层层析色谱）技术原理与应用 一、薄层层析（TLC）简介 薄层层析是将吸附剂或者支持剂（有时加入固化剂）均匀地铺在一块玻璃上，形成薄层。把欲分离的样品点在薄层上，然后用适宜的溶剂展开，使混合物得以分离的方法。由于层析在薄层上进行故而得名。 薄层层析是一种微量、快速的层析方法。它不仅可以用于纯物质的鉴定，也可用于混合物的分离、提纯及含量的测定。还可以通过薄层层析来摸索和确定柱层析时的洗脱条件。根据分离的原理不同，薄层层析可以分为两类：用吸附剂铺成的薄层所进行的层析为吸附薄层层析，吸附薄层中常用的吸附剂为氧化铝和硅胶；用纤维素粉、硅胶、硅藻土为支持剂铺成的薄层，属于分配薄层层析。 吸附TLC→固定相为吸附剂→氧化铝、硅胶。（较多用） TLC→ 分配TLC→固定相为液态（通常为水）→固定相吸附在支持剂上。 （一）吸附薄层的基本原理： 吸附薄层主要是利用吸附剂对样品中各成分吸附能力不同，及展开剂对它们的解吸附能力的不同，使各成分达到分离。 吸附作用主要由于物体表面作用力、氢键、络合、静电引力、范德华力等产生。吸附强度决定于吸附剂的吸附能力，还受被吸附成分的性质影响，更与展开剂的性质有关。 1.吸附薄层层析：在硅胶薄层板上，样品中的两成分是两种结构近似的染料，在展开剂四氯化碳的作用下。在展开剂和薄层板之间不断地产生吸附、解吸，再吸附，再解吸，……。由于对氨基偶氮苯的极性比偶氮苯的极性稍强一些，层析的结果，对氨基偶氮苯受到的吸附作用稍强于偶氮苯，从而将两者分离。 展开结束以后，会在薄层板上形成两个斑点，混合物中的成分得以分离。
中药中的有效成分复杂多样，结构近似者不少。特别是对未知结构的成分分析，设计并摸索出合理的层析条件是首要任务。只有先设计出可用的层析条件，再经摸索改进，才可能对未知或者已知成分进行成功地分离。然后才能谈得上进一步的分析研究。 要设计出合理有效的层析条件，必须熟悉薄层层析条件的选择的基本要领。下面对薄层层析条件的选择做一初步介绍。 薄层层析的三项基本构成物质是：样品组分、吸附剂、展开剂。摸索层析条件，实际上是协调上述三者的关系，寻求一种能够有效分离样品组分的配合方案及实际操作要领。很明显，一切层析都是针对分析任务，也就是围绕待分离的样品组分来进行调整适应的。可见，层析条件的选择是以样品中的各组分为中心，适当调适展开剂的吸附剂的极性来实现的。（二）薄层层析条件的选择： 1.概述： 吸附剂的选择：薄层层析用的吸附剂与其选择原则和柱层析相同。主要区别在于薄层层析要求吸附剂（支持剂）的粒度更细，一般应小于250目，并要求粒度均匀。用于薄层层析的吸附剂或预制薄层一般活度不宜过高，以Ⅱ～Ⅲ级为宜。而展开距离则随薄层的粒度粗细而定，薄层粒度越细，展开距离相应缩短，一般不超过10厘米，否则可引起色谱扩散影响分离效果。 展开剂的选择：薄层层析，当吸附剂活度为一定值时（如Ⅱ或Ⅲ级），对多组分的样品能否获得满意的分离，决定于展开剂的选择。中草药化学成分在脂溶性成分中，大致可按其极性不同而分为无极性、弱极性、中极性与强极性。 基本思路是根据待分离样品组分的极性来确定吸附剂的极性（类型、活化度）和展开剂的极性（主要溶剂、调节溶剂、辅助溶剂等）。要协调、处理好吸附剂、展开剂、及被分离成分三者之间的关系，才能得到理想的薄层层析结果。 2.吸附剂： 对吸附剂的基本要求是颗粒细致(薄层层析用的吸附剂与其选择原则和柱层析相同。主要区别在于薄层层析要求吸附剂/支持剂的粒度更细，一般应小于250目，并要求粒度均匀)、大
免疫层析法检测原理分类介绍 作者：佚名 文章来源：艾康生物技术（杭州）有限公司 点击数： 88 更新时间：2005-10-16 双抗体夹心 ·以 hCG 试剂为例 金标为鼠源性抗β-hCG 单克隆抗体与胶体金的复合物，测试线包被羊抗α-hCG 多克隆抗体，控制线包被羊抗鼠多克隆抗体。 妇女受孕的“指示剂” hCG 是一种肽，包含一条和FSH （促卵泡成熟激素），FLH 具有同源性的α链和一条高度特异的β链。当待测尿液或血清中含有一定量的hCG 时，样本通过层析作用到达金标位置hCG 的β链和单抗β-hCG 发生免疫反应，再层析到测试线位置，hCG 的α链和多抗 α-hCG 发生免疫反应，这样就把金标通过hCG 桥连到测试线上，达到一定量后，金标显色为肉眼可见的水平，多余的金标继续泳动到控制线位置，由于多抗鼠和鼠源性抗β-hCG 单抗发生免疫反应，从而桥连胶体金显色，这样就得到阳性结果。 当尿液或血清中不含 hCG 时，金标和测试线抗体不发生桥连，而控制线则显色，这样就得到了阴性结果。当测试线和控制线均不显色时，表示试剂盒无效。 该产品检验灵敏度25mIU/ml hCG 。 测HbsAg 的HbsAg 产品的检测原理是双抗体夹心。 竞争反应原理 ·以 MOP 为例（BSA 为牛血清白蛋白） 金标为鼠源性抗体Morphine 单抗和胶体金的复合物，T 线（为取得较强的免疫应答，故免疫 原采用Morphine-BSA 偶联物）包被Morphine-BSA 。C 线包被羊抗鼠抗体。
当待测尿液中含一定量以上的 Morphine时，样本到达金标位置，和单抗Morphine-BSA发生 免疫反应并完全饱和之，再层析到T线位置时，由于单抗Morphine-BSA lgG胶体金复合物已无空余的位点和测试线上的Morphine-BSA结合，故T线不显色，C线显色，这样得到的是阳性结果。 当待测尿液中不含 Morphine时，样本与金标不反应，再层析到T线位置时，固定在NC膜上 的Morphine-BSA会“捕捉”单抗 Morphine-BSA胶体金复合物，故T线显色，C线也显色，得到 阴性结果。当无C、T线时，表示试剂盒失效。 其它产品如 DPC、DTH、DME、DAM、DCO等依次类推。 应用proteinA金标的试剂盒检测原理 蛋白 A是金黄色葡萄球菌的一种胞壁蛋白，有与哺乳动物的lgG结合的特性，亲和力根据物种的差异而有区别。而人体中所有的抗体均是lgG因此能用来检测人体血液中的抗体用已知抗原测未知抗体。 ·以IHI为例说明 HIV试剂盒金标为protein A-金标复合物,T线包被HIV抗原。C线包被鸡抗protein A多克隆抗体。 当待测血清中含有HIV抗体时，该抗体先和protein A胶体金复合物免疫结合，到T线位置时，该抗体又和固定在NC膜上的HIV抗原免疫结合，从而桥连protein A胶体金，T线显色。到达C线位置时，固定在NC膜上的鸡抗protein A 多抗桥连protein A多抗桥连protein A胶体金，C线显色，得到阳性结果。 若待测血清中不含HIV抗体，则T线上的HIV抗原和protein A不发生免疫结合，T线不显色，
第四节层析分离技术 层析法又称色谱法，色层法或层离法(chromatography)，是广泛应用的一种生物化学技术。层析法有多种类型，液体作为流动相的称为液相层析，气体作为流动相的称为气相层析。 按层析过程的机理不同，层析法可以分为下列几种类型： 吸咐层析：利用吸咐剂表面对不同物质吸咐性能的差异进行分离。 分配层析：利用不同物质在流动相和固定相之间的分配系数或溶解度不同，使物质分离。 离子交换层析：利用不同物质对离子交换剂亲和力不同而分离。 凝胶层析：利用某些凝胶对不同分子量的物质阻滞作用不同进行分离，亦称分子筛层析。 亲和层析：利用某些蛋白质能与配体分子特异而非共价地结合进行分离。 层析法采用的方式主要是柱层析和薄层层折，前者将固定相或载体装入柱内，使被分离的物质沿一个方向移动而达到分离，后者将吸附剂涂布成薄层，使样品在薄层上进行分离。 一、吸附层析 氧化铝，硅胶等物质具有吸咐其它一些物质的性质，而且对各种被吸附物质的吸附能力不同。吸附力的强弱，除与吸附剂本身的性质有关外，也与被吸附物质的性质有关。 (一)柱层析法 柱层析是用一根玻璃管。管内加吸附剂粉末，用溶剂湿润后，即成为吸咐柱，然后在柱顶部加入要分离的样品溶液，假如样品内含两种成分A和B，则二者被吸咐在柱上端，形成色圈，样品溶液全部流入吸附柱之后，加入合适的溶剂洗脱，A与B也就随着溶剂向下流动而移动，最后达到分离。 在洗脱过程中，管内连续发生溶解、吸附、再溶解、再吸附的现象。例如被吸附的A粒子被溶解随溶剂下移，但遇新的吸附剂，又将A吸附，随后，新溶剂又使A溶解下移。由于溶剂与吸附剂对A与B的溶解力与吸附力不完全相同。A 与B移动的距离也不同，连续加入溶剂，连续分段收集洗脱液。各成分即可顺序洗出。