目前對于免疫層析定性試劑的研發(fā)，膠體金和乳膠微球已經(jīng)成了兩大主力標(biāo)記載體。膠體金大家都不陌生了，從上世紀(jì)80年代開始就已經(jīng)被人逐步應(yīng)用到層析和滲濾試劑的開發(fā)上；乳膠微球是近幾年一些材料公司新開發(fā)的產(chǎn)品，目前也深受研發(fā)人員的青睞。那么這兩個(gè)載體各自有什么特點(diǎn)呢？接下來我們深入來探討一下。
1.以甲流項(xiàng)目為例，作靈敏度的比對
以甲流定性層析產(chǎn)品的開發(fā)為例，我們請一個(gè)資深的層析試劑開發(fā)人員，采用同一組配對抗體，相同的標(biāo)記和包被順序，分別用40nm(4/萬)的膠體金和粒徑為300nm的紅色乳膠微球進(jìn)行對比驗(yàn)證，在保證各自性能最優(yōu)的基礎(chǔ)上，用相同的質(zhì)控進(jìn)行對比測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：膠體金的靈敏度達(dá)到了10ng/mL，乳膠微球的靈敏度達(dá)到了2ng/mL。但是這個(gè)結(jié)果僅僅是在15min時(shí)進(jìn)行的判讀，如果將判讀時(shí)常延長到25min，膠體金的靈敏度幾乎還是維持在10ng/mL，只是線條顏色逐漸由紫紅色變成紫黑色，而乳膠微球在1ng/mL的濃度也顯現(xiàn)出了肉眼能分辨的色帶，整體的線條顏色比較光鮮亮麗。從這個(gè)項(xiàng)目分析來看，乳膠微球的靈敏度高出了膠體金一個(gè)數(shù)量級。當(dāng)然，這種情況是不是具有普適性，還需要再選取更多的項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證。從本人經(jīng)手的一些項(xiàng)目來看，對于大部分，乳膠微球的靈敏度都會優(yōu)于膠體金一些。
2.以某廠家非特異性吸附較為嚴(yán)重的新冠配對抗體為例，作特異性優(yōu)化的難易比對
我們在新冠抗原研發(fā)期間，篩選了大量廠家的配對抗體，挑選了其中一對非特異性特別嚴(yán)重的抗體，也就是僅滴加裂解液就會出現(xiàn)嚴(yán)重的背景條帶。我們分別用與上述參數(shù)相同的膠體金和乳膠微球進(jìn)行假陽方面的優(yōu)化，如在包被緩沖液、微球封閉液、微球稀釋液、裂解液等各個(gè)方面進(jìn)行了各種優(yōu)化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)∶如果靈敏度都能達(dá)到國家盤S8的話，兩者的假陽問題都未能消除。如果以公司的顯色對照卡進(jìn)行比對，膠體金的陰性條帶能顯色0.5，乳膠微球的陰性條帶能顯色到1.0-1.5。其實(shí)這個(gè)結(jié)果應(yīng)該是與上述甲流項(xiàng)目相對應(yīng)的。靈敏度偏高的載體，那么假陽的調(diào)試必然會變得偏難一些。也就是大家常說的，靈敏度和特異性是此消彼長的存在。所以，對于非特異性吸附較為嚴(yán)重的抗體調(diào)試，膠體金倒是顯現(xiàn)出了自己小粒徑的優(yōu)勢。
3.膠體金和乳膠微球的批間差異
載體的批間差異通常會給生產(chǎn)人員帶來極大的困擾。如果顆粒存在批間差異，也就意味著相同的生產(chǎn)工藝不能服務(wù)于所有批次的顆粒，也就是每當(dāng)更換新批次顆粒的時(shí)候，都要進(jìn)行工藝的微調(diào)整，才能進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，否則試劑性能很容易出現(xiàn)問題。
我們采用同一個(gè)人不同時(shí)間燒制3個(gè)批次的40nm（4/萬）的膠體金顆粒，同時(shí)采用某廠家銷售的3個(gè)不同批次的300nm的微球顆粒，前后采用一模一樣的工藝，同時(shí)進(jìn)行試紙條的生產(chǎn)制備，最終采用低值質(zhì)控和高值質(zhì)控分別進(jìn)行測試，結(jié)果如下：
我們明顯可以看出，不同批次的膠體金，采用相同的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出來的試紙條，相同質(zhì)控的測值是存在非常大的批間差異的，所以公司在更換新批次膠體金的時(shí)候，通常會進(jìn)行工藝的調(diào)整，這導(dǎo)致了每次生產(chǎn)任務(wù)都需要研發(fā)人員的協(xié)助；不同批次的乳膠顆粒，生產(chǎn)出來的紙質(zhì)條，批間差異相對較小，通常工藝調(diào)整的幅度不會太大甚至不用調(diào)整。
究其原因，主要是膠體金的燒制過程比較難以把控，即使是相同的人員去燒制，燒制的結(jié)果也比較隨機(jī)；乳膠微球的制備我并不了解，不過從這里看，確實(shí)批間差異會相對小一些。
4.膠體金和乳膠微球的穩(wěn)定性比較
我們采用最近比較火的幽門螺桿菌檢測項(xiàng)目，采用相同的抗體對制備出的試紙條，置于42℃條件下放置1個(gè)月，觀察高低值質(zhì)控的測試結(jié)果：
我們可以觀察出，兩者在42℃放置一個(gè)月的時(shí)候檢測，與剛生產(chǎn)時(shí)候的測試均有一定程度的下降，但是下降程度均可以接受，貌似膠體金的耐高溫測試比乳膠微球表現(xiàn)的更加優(yōu)秀一些，這可能源自于兩個(gè)載體材質(zhì)的差異。
接下來我們講一些比較干貨的內(nèi)容：
A.乳膠微球的靈敏度一定由于膠體金嗎？
不一定。上面我們提到了，乳膠微球一般情況下在靈敏度方面是會優(yōu)于膠體金，但是這個(gè)并不絕對。其實(shí)這個(gè)問題的實(shí)質(zhì)是乳膠微球的顆粒比較大，達(dá)到了300nm，而膠體金只有40nm，而顆粒越大，單顆粒的顯色越明顯，這就讓乳膠微球在靈敏度方面略微出眾。但是我們可以通過制備大顆粒的膠體金，也可以通過偶聯(lián)方式的改變讓膠體金通過團(tuán)聚讓粒徑變大來改善靈敏度。舉個(gè)例子，我們通過便隱血這個(gè)項(xiàng)目，改變標(biāo)記抗體的標(biāo)記pH（即不同碳酸鉀的加入體積），來觀察最終的測試結(jié)果：
我們可以看到，降低碳酸鉀的加入量，T線顯色有明顯的提升，但是一旦降低到某種程度，特異性就開始變差，但是我們可以做到和乳膠微球性能一般。后來經(jīng)過體系的優(yōu)化，我可以在保證特異性的基礎(chǔ)上，該質(zhì)控的測試達(dá)到2.0的色度，也就是比乳膠微球更加出色。但缺點(diǎn)就是，標(biāo)記過程并不友好，抗體加入后呈現(xiàn)非常明顯的聚集，需要借助超聲來輔助標(biāo)記，這對于很多人來說是難以接受的。但是團(tuán)聚后的膠體金有另外的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，層析速度快，顯色不拖泥帶水。乳膠微球由于自身粒徑比較大，密度較小，往往顯色靠后期的積累；團(tuán)聚后的膠體金則顯示出了自身的金屬特性，顯色非常迅速，即接觸即結(jié)合。
不過，對于真正的大批量生產(chǎn)任務(wù)，如果對靈敏度要求較高，我還是建議大家使用乳膠微球。為什么呢？上面我們提到了，膠體金的增敏是需要團(tuán)聚來實(shí)現(xiàn)的，團(tuán)聚后的金很容易吸附到一些材質(zhì)上，即使使用玻璃容器，也在所難免，而大批量的生產(chǎn)不允許我們存在任何的風(fēng)險(xiǎn)，所以穩(wěn)妥起見，我并不建議使用極端的環(huán)境去賭最終的結(jié)果。
而且，一般乳膠微球的標(biāo)記更省體積。比如我們在生產(chǎn)新冠抗原試劑的時(shí)候，標(biāo)記20mL 10mg/mL的乳膠微球，最終的產(chǎn)量，需要用500mL萬分之4的膠體金來代替。兩者體積差出整整25倍，此時(shí)膠體金的標(biāo)記對離心機(jī)的依賴性顯現(xiàn)得尤為明顯。
B.乳膠微球和膠體金，哪個(gè)更省成本？
對于乳膠微球和膠體金本身來說，它們各自的材質(zhì)并不值錢，我們幾乎不用在乎，其實(shí)更在乎的是標(biāo)記抗體的使用量。
對于膠體金，以萬分之4的金為例，如果我們標(biāo)記量為20ug/mL，且1mL金可以噴2條墊，每條墊出70條計(jì)算，那么20ug抗體可以產(chǎn)出140條試劑（0.143ug抗體/條）；
對于300nm的乳膠微球，通常飽和抗體標(biāo)記量為60ug/mg，如果1mg的微球可以噴5-10條墊，那么產(chǎn)出就是350-700條，折合（0.09-0.17ug抗體/條）。
這個(gè)結(jié)果大概能看出來，對于一般的項(xiàng)目，乳膠微球的抗體用量一般會比膠體金略省一些，因此對于昂貴的抗體，采用乳膠微球會更有優(yōu)勢。對于自產(chǎn)的抗體或很便宜的抗體，采用哪種顆粒其實(shí)沒有太大關(guān)系，因?yàn)閮烧咭矝]有顯現(xiàn)出過大的差異。而且我上述舉例只是按照自身經(jīng)驗(yàn)給的一個(gè)粗略的計(jì)算，對于不同的項(xiàng)目，可能并不符合上述的標(biāo)準(zhǔn)。
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