新冠病毒抗原检测：胶体金法、乳胶法、荧光免疫层析法

幸福侠侣

工作上负责有源医疗器械产品，平时也会关注下IVD相关产品。比如抗原检测产品最近很火，有钱都不一定买得到。抗原检测产品有胶体金法、乳胶法和荧光免疫层析法三种，荧光免疫层析法需要用到专业的检测设备（荧光显色设备），不适合居民在家自测，所以大家自己购买的抗原检测产品基本上是胶体金法和乳胶法。来看下三种方法的差异。
1、新冠冠状病毒的形态结构
高中生物知识知道，病毒主要成分为核酸（ssRNA），为病毒的复制、遗传和变异提供遗传信息。外层是病毒体的蛋白质外壳，称为“核衣壳”（N），可保护病毒核酸免受外界因素的破坏，并能介导病毒进入宿主细胞。“软糖”外包裹的一层“糖衣”便可以理解为病毒体的包膜，它是包绕在病毒核衣壳外面的双层膜。新型冠状病毒的这层“糖衣”异常绚丽，其膜上有刺突糖蛋白（S）、包膜蛋白（E）和膜蛋白（M）。


2、“新冠病毒抗原检测”检测的是什么？
新型冠状病毒抗原检测一般以检测N蛋白为主。因为N蛋白在不同SARS-CoV-2病毒株系中高度保守，具有良好的免疫毒性，为病毒侵染细胞后表达量最高的结构蛋白，是良好的检测生物标志物。
3、 检测原理
3.1胶体金法
（1）获证厂家：广州万孚生物、南京诺唯赞、北京热景生物、北京万泰生物、天津博奥赛斯、北京乐普医疗、重庆明道捷测、武汉明德生物、浙江东方基因、重庆中元汇吉、山东康华生物、厦门奥德生物、深圳亚辉龙、北京卓诚惠生、南京申基医药、上海芯超生物、山东博科诊断、杭州艾康生物、英诺特（唐山）、上海伯杰医疗、复星诊断（上海）、武汉生之源、上海科华生物、厦门宝大生物、上海之江生物、无锡科智达、必欧瀚生物（合肥）、江苏美克医学科技、佰奥达生物（武汉）、记蛋生物、丰普生物、中山生物、郑州安图生物、厦门为正生物。
（2）原理：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，聚合成一定大小的金颗粒，在静电的作用下成为稳定的胶体状态，形成带负电的疏水胶溶液。胶体金标记主要包括三种作用力，即静电作用、疏水作用及金硫键。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。
胶体金标记技术主要利用了金颗粒具有高电子密度的特性，在金标蛋白结合处，在显微镜下可见黑褐色颗粒，当这些标记物在相应的配体处大量聚集时，肉眼可见红色或粉红色斑点因而用于定量或半定量的快速免疫检测方法中，胶体金法是最常见的检测技术，它利用胶体金标记生物大分子，实现新冠抗原的检测。胶体金法经过了几十年的发展，是各类抗原检测技术中最为常见，也是最为成熟的一种技术，验孕棒就广泛地采用了这种技术。但是这种技术的缺点是，试剂的合成需要用到黄金，不仅成本比较高，而且生产工艺也比较复杂。
优点：使用方便，成本低，检测结果直观，肉眼可观察，不需要特殊的仪器设备。缺点：灵敏度较低，采用物理吸附的方法结合，抗原/抗体容易从金颗粒表面脱离，标记物不稳定，只能给出定性或半定量结果。


3.2乳胶法
（1）获证厂家：北京金沃夫、杭州奥泰生物、艾康生物、英诺特、河北精硕生物、海孵（海南）
（2）乳胶法可以近似地认为，用乳胶颗粒代替了胶体金颗粒，准确性方面没有明显的差异。以彩色乳胶微球作为载体的间接凝集试验。吸附可溶性抗原在其表面，特异性抗体与之结合后，产生凝集反应。目前，常用的免疫层析用彩色微球多为采用内部包埋法制备而得，染料处于微球内部，不易泄露，有比较稳定的形态结构。
优点：显色能力强，色彩鲜艳，结果显示更直观，操作便捷，与胶体金法相比，灵敏度高。缺点：只能给出定性或半定量结果。


针对胶体金法、乳胶法，检测结果说明：
阴性：C区出现红色条带，T区无红色条带。
阳性：C区出现红色条带，T区出现红色条带或浅红色条带。
无效：C区无任何条带，这时无论T区是否有条带都表示本次结果无效


3.3荧光免疫层析法
获证厂家：深圳华大因源、北京华科泰、深圳易瑞生物。
荧光微球是指将荧光物质，比如荧光素，通过物理和化学等方法标记在粒子的表面或包埋在微球内部，一般为球形，直径在纳米到微米之间，受到激发光的激发可发出肉眼可见的荧光。荧光微球形状和大小相对稳定，粒径均匀、单分散性好、发光效率高、重复性好，与生物体之间相互作用后产生的各种反应好，吸附性强、比表面积大、表面反应能力强和凝集作用大等。基本不受外界环境的影响，荧光物质的光学稳定性较好，需要通过免疫荧光分析仪读取荧光强度大小。是利用荧光微球表面修饰的功能基团（如羧基）与抗原或抗体等共价结合，通过荧光物质发出荧光信号而进行定量检测。
荧光免疫层析技术以功能化纳米微球为载体技术，结合荧光标记物探针，发光稳定性高，仪器直接检测激发荧光信号而非传统金标定量所采用的CCD表层光密度扫描技术。检测信号具有较高的信噪比、更高的信号检测量和检测灵敏度。因此该方法无法进行肉眼读取，需配置专门的读取仪器，如干式荧光免疫分析仪、医用检查灯等。


胶体金法和乳胶法的特点在于，可直接通过肉眼判断，并且操作简便、检测时间短，两者准确性方面没有明显的差异。乳胶法的显色能力强，结果显示更直观。荧光免疫层析法相较于胶体金法、乳胶法而言灵敏度更高，但需要配套的荧光显色设备，适用于社区诊所等基层医疗场景。




4、总结
相比核酸检测，抗原检测灵敏度低于核酸检测，病毒载量较低核酸可以为阳性，病毒载量较高抗原检测才能阳性。抗原、核酸检测都存在假阳或假阴的可能性，连续多次检测可以提高准确度。


参考文章
1、《神奇的“红线”——新冠病毒抗原检测（胶体金法）原理简介》
2、《测了这么久，你了解新冠抗原检测原理吗？》

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