膠體金:散相粒子直徑很小的金溶膠-中文百科頻道

概述

膠體金（colloidalgold），又稱金溶膠（goldsolution），是指分散相粒子直徑在l—150nm之間的金溶膠，屬于多相不均勻體系，顔色呈桔紅色到紫紅色。膠體金可以作為标記物用于免疫組織化學，近10多年來膠體金标記已經發展為一項重要的免疫标記技術。膠體金免疫分析在藥物檢測、生物醫學等許多領域的研究已經得到發展，并越來越受到相關研究領域的重視。膠體金(AuNPs)具有高消光系數和表面等離子體共振現象,可用于可視化檢測體系中。

結構

膠體金是由金鹽被還原成原金後形成的金顆粒懸液。膠體金顆粒由一個基礎金核（原子金Au）及包圍在外的雙離子層構成，緊連在金核表面的是内層負離子（AuC12－），外層離子層H+則分散在膠體間溶液中，以維持膠體金遊離于溶膠間的懸液狀态。

膠體金顆粒的基礎金核并非是理想的圓球核，較小的膠體金顆粒基本是圓球形的，較大的膠體金顆粒（一般指大于30nm以上的）多呈橢圓形。在電子顯微鏡下可觀察膠體金的顆粒形态。

特征性質

膠體金因而具有膠體的多種特性，特别是對電解質的敏感性。電解質能破壞膠體金顆粒的外周永水化層，從而打破膠體的穩定狀态，使分散的單一金顆粒凝聚成大顆粒，而從液體中沉澱下來。某些蛋白質等大分子物質有保護膠膠體金、加強其穩定性的作用。呈色性微小顆粒膠體呈紅色，但不同大小的膠體呈色有一定的差别。最小的膠體金（2～5nm）是橙色的，中等大小的膠體金（10～20nm）是酒紅色的，較大顆粒的膠體金（30～80nm）則是紫紅色的。根據這一特點，用肉眼觀察膠體金的顔色可粗略估計金顆粒的大小。

光吸收性膠體金在可見光範圍内有一單一光吸收峰，這個光吸收峰的波長（λmax）在510～550nm範圍内，随膠體金顆粒大小而變化，大顆粒膠體金的λmax偏向長波長，反之，小顆粒膠體金的λmax則偏于短波長。

鑒定保存

膠體金的制備并不難，但要制好高質量的膠體金卻也并非易事。因此對每次制好的膠體金應加以檢定，主要檢查指标有顆粒大小，粒徑的均一程度及有無凝集顆粒等。在日光下仔細觀察比較膠體金的顔色，可以粗略估計制得的金顆粒的大小。當然也可用分光光度計掃描λmax來估計金顆粒的粒徑。制備的膠體金最好作電鏡觀察，并選一些代表性的作顯微攝影，可以比較精确地測定膠體金的平均粒徑；良好的膠體金應該是清亮透明的，若制備的膠體金混濁或液體表面有漂浮物，提示此次制備的膠體金有較多的凝集顆粒。

膠體金在潔淨的玻璃器皿中可較長時間保存，加入少許防腐劑（如0.02％NaN3）可有利于保存。保存不當時會有細菌生長或有凝集顆粒形成。少量凝集顆粒并不影響以後膠體金的标記，使用時為提高标記效率可先低速離心去除凝集顆粒。

發展簡史

膠體金作為标記物用于免疫組織化學始于1971年,Faulk等應用電鏡免疫膠體金染色法(IGS)觀察沙門氏菌,此後他們把膠體金與多種蛋白質結合.1974年Romano等将膠體金标記在第二抗體（馬抗人IgG）上，建立了間接免疫膠體金染色法。1978年geoghega發現了膠體金标記物在光鏡水平的應用。膠體金在免疫化學中的這種應用，又被稱為免疫金．之後，許多學者進一步證實膠體金能穩定又迅速地吸附蛋白質，而蛋白質的生物活性無明顯改變．它可以作為探針進行細胞表面和細胞内多糖、蛋白質、多膚、抗原、激素、核酸等生物大分子的精确定位,也可以用于日常的免疫診斷，進行免疫組織化學定位，因而在臨床診斷及藥物檢測等方面的應用已受到廣泛的重視．目前電鏡水平的免疫金染色(IGS)，光鏡水平的免疫金銀染色(IGSS)，以及肉眼水平的斑點免疫金染色技術日益成為科學研究和臨床診斷的有力工具．膠體性質膠體金顆粒大小多在1～100nm，微小金顆粒穩定地、均勻地、呈單一分散狀态懸浮在液體中，成為膠體金溶液。近10多年來膠體金标記已經發展為一項重要的免疫标記技術．膠體金免疫分析在藥物檢測、生物醫學等許多領域的研究已經得到發展，并越來越受到相關研究領域的重視。

應用

１、膠體金在電鏡水平的應用

膠體金應用電鏡水平的研究最早，發展最快，應用最廣泛。其最大優點是可以通過應用不同大小的顆粒或結合酶标進行雙重或多重标記。直徑為3～15nm膠體金均可用作電鏡水平的标記物。3～15nm的膠體金多用于單一抗原顆粒的檢測，而直徑15nm多用于檢測量較多的感染細胞。

膠體金用于電鏡水平的研究，主要包括：①細胞懸液或單層培養中細胞表面抗原的觀察。②單層培養中細胞内抗原的檢測。③組織抗原的檢測。

金标記在電鏡水平的應用，主要方法包括：包埋前染色、包埋後染色、免疫負染色、雙标記技術和原位雜交技術等。

實驗證明，該法樣本用量少、檢測速度快、對比明顯、操作簡單、敏感性和特異性高，既可用于抗原檢測，也可用于抗體檢測，因此，可同時适用于科研和診斷。

２、膠體金在光鏡水平的應用

膠體金同樣可用做光鏡水平的标記物，取代傳統的熒光素、酶等。各種細胞塗片、切片均可應用。主要用于：①用單克窿抗體或抗血清檢測細胞懸液或培養的單層細胞的膜表面抗原。②檢測培養的單層細胞胞内抗原，③組織中或亞薄切片中抗原的檢測。

膠體金用于光鏡水平的研究，可以彌補其它标記物不可避免的本底過高和内部酶活性幹擾等缺點。

３、膠體金在流式細胞儀中的應用：

應用熒光素标記的抗體，通過流式細胞儀計數分析細胞表面抗原，是免疫學研究中的重要技術之一。但由于不同熒光素的光譜相互重疊，區分不同的标記困難，因此必須尋找一種非熒光素标記物，用于流式細胞計數。這樣可以同時進行幾種标記。該标記物必須能夠改變散射角，膠體金可以明顯地改變紅激光散射角，因而可以作為流式細胞儀的标記物之一。

４、凝集試驗：單分散的免疫金溶膠呈清澈透明的溶液，其顔色随溶膠顆粒大小而變化，當與相應抗原或抗體發生專一性反應後出現凝聚，溶膠顆粒極度增大，光散射随之發生變化，顆粒也會沉降，溶液的顔色變淡甚至變成無色，這一原理可定性或定量地應用于免疫反應。

５、免疫印迹技術(immunoblotting)：免疫印迹是一種較新的免疫化學技術。用聚丙烯酰胺凝膠電泳将蛋白質分離，得到的區帶轉移至硝酸纖維素膜，然後用酶免疫法（或免疫熒光、ＲＩＡ）進行定量。

免疫膠體金也可用于該法的定量。轉移後的硝酸纖維素膜與某特異性的抗體保溫後，再與經葡萄球菌Ａ蛋白緻敏的膠體金溫育，徹底洗去多餘的膠體金，根據膜上膠體金顆粒顔色深淺可測知樣品中的特異性抗原。

利用金顆粒可催化銀離子還原成金屬銀這一原理，采用銀顯影劑增強金顆粒的可見性，更可大大提高測定靈敏度，檢測下限可低至0.1ng，這種免疫金銀染色法應用已日趨廣泛。

由于膠體金免疫印迹技術簡便、快速，且有相當的高的靈敏度，在臨床免疫診斷上有很大的應用潛力。

６、膠體金在肉眼水平的應用

膠體金取代傳統三大标記物，用于肉眼水平的免疫檢測中。除了膠體金本身具有的特點外，還有以下優點：①試劑和樣本用量極小，樣本量可低至1～2ul；②不需γ－計數器、熒光顯微鏡、酶标檢測儀等貴重儀器，更适于現場應用；③沒有諸如放射性同位素、鄰苯二胺等有害物質參與；④實驗結果可以長期保存；⑤時間大大縮短，提高了檢測速度。金标過程中，無共價鍵形成，是一定離子濃度下的物理吸附。因此幾乎所有的大分子物質都可被金标記，标記後大分子物質活性不發生改變。實驗結果表明，膠體金的敏感性可達到ELISA的水平。而結合銀染色時，檢測的敏感性更大大提高。