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Date:2025-11-21

通常胶体金生产方法都是使用还原剂提供电子给溶液中带正电荷的金粒子而产生金原子。胶体金还原使用的还原剂通常包括柠檬酸三钠、黄磷、硼氢化钠、硫氰酸钠。尽管所有的方法都是依赖于还原氯金酸HAuCl4来形成金原子,但其物理条件有相当大的差异,如反应的添加次序、还原剂的多少以及最终生产出来的金质量(大小、形状、变异系数等)。加入还原剂之前,金粒子100%都在溶液中,还原剂快速加入后,溶液中开始出现金原子,且金原子浓度很快升高直至过饱和,随后发生凝集即形成晶核,晶核中心是11个金原子聚集形成的二十面体。晶核形成非常迅速,一旦形成,溶液中其他金原子就不断结合到晶核上,直至溶液中所有的金原子消失。每个金颗粒周围都包绕着来自溶液的残留阴离子负电荷层的金颗粒悬液,这种称为Zeta点位的双电子层使得金颗粒之间相互排斥并在悬液中任意分布。

反应中,溶液中最初形成的晶核数量决定了最终形成的胶体金颗粒数量。如果溶液中氯金酸的浓度一定,则还原剂浓度越高,核浓度也越高,氯化金的还原也就从更多的还原中心开始,因此产生的胶体金粒子数量越多,但体积也越小。粒子直径每增加一倍,数量减少为原来的1/8。因此正确选择柠檬酸三钠的浓度对胶体金溶液的生产至关重要。如果生产条件已经优化好,所有晶核将在瞬间同时形成,这样最终形成的胶体金颗粒将具有相同的粒径,但在实际生产过程中药获得单分散胶体金液体系非常困难。如果还原过程中核化作用及形成速度没有得到很好的控制,粒子的形成就会不均一,胶体金颗粒具有不同的大小和形状,这样的粒子在与蛋白结合的过程中将无法被均匀结合,也不能在溶液中均匀分布,最终将影响产品的颜色、敏感性、特异性和稳定性。出现仅仅5%形状不均一的粒子就会影响测试结果,使其完全不具重现性。制作精良的40nm均一单分散胶体金的颜色是樱桃红色,而劣质胶体金的颜色通常是淡蓝色或紫色,虽然在检测系统中白色背景膜上较暗的颜色更容易辨别,但较暗的颜色暗示着不稳定性,而这种不稳定性更容易造成错误结果的出现。更严重的是粒子形状和尺寸的不均一会导致蛋白结合的不均一,这样会导致结合物长时间放置的积聚和凝集,储存于溶液中的结合物可能几天或几个小时就会出现这种变化,即使立即将结合物干燥于固相基质上也无法防止这个问题的发生,因为在干燥过程中,未稳定结合的蛋白很容易从金颗粒表面脱离,从而造成假阳性及高背景。

以柠檬酸钠和单宁酸做还原剂,能够制备大小相对一致、直径3~16nm的胶体金。因此一般胶体金探针均使用该方法进行。但该方法制备的胶体金粒子直径范围较窄,而且残留的多聚单宁酸残基往往干扰某些蛋白与金粒子的结合。此时在溶液中添加0.1~0.2%的H2O2能够去除这些残基。用磷作为还原剂来制备5 nm的胶体金,它避免了单宁酸残基的问题,但所形成的金粒子体积变化较大。磷易燃且有毒,制备的残液需进一步处理,故该方法已经很少使用。利用柠檬酸为还原剂,可以制备12~150 nm直径的胶体金,但制备大体积的胶体金时,胶体金粒子的误差也同时增加。氯化金极易吸湿,故一般均以小剂量密封保存(0.5g或1g),因此在配制氯化金溶液时一次配完,暂时不用的可以用1.5 ml试管分装为1 ml保存(-20℃)。注意各种玻璃器皿一定要洗净并用双蒸水多次冲洗,有条件时可硅化处理(1%双氯硅烷/氯仿浸泡1小时,烘干)。配制各种试剂时均使用双蒸水,随后再用0.22 um微孔滤膜过滤后使用。

胶体金溶液有很高的动力学稳定性,在稳定因素不被破坏的情况下自身凝聚极慢,可放置数年不发生凝聚。影响胶体金稳定的主要因素有电解质、溶液浓度、温度、非电解质等。胶体金必须有少量的电解质作为稳定剂,但浓度不宜过高,电解质会迫使双离子层距离拉近,从而减弱静电排斥力,导致金颗粒凝集。高浓度亲水性非电解质能剥去胶体金颗粒外面的水化层而使其凝聚。少数高分子物质可促使溶液凝聚,但某些高分子物质反而可增加溶液的稳定性,如蛋白质、葡萄糖、PEG20000等有良好稳定胶体金溶液的效果。发生凝集事往往伴随胶体金溶液颜色的变化且出现沉淀。氯化物、溴化物、碘化物几种电解质对胶体金溶液体系稳定性的负影响以氯化物最大、碘化物最小。


来源:IVD二十载

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