抗原檢測中使用的“膠體金試紙條”是什么?

近日,《新冠病毒抗原檢測應(yīng)用方案(試行)》發(fā)布,抗原檢測試劑盒也同步投入使用。記者梳理發(fā)現(xiàn),截至3月16日,國家藥監(jiān)局已批準(zhǔn)12個(gè)新冠病毒抗原檢測試劑產(chǎn)品,其中9個(gè)基于膠體金法。何為膠體金法?《科技周刊》記者邀請南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)系嚴(yán)沁副教授進(jìn)行科普。

“要回答這個(gè)問題,首先要知道新冠病毒長什么模樣。” 嚴(yán)沁介紹,新冠病毒是一種內(nèi)含核酸、外披包膜的簡單生命體,在包膜上還有標(biāo)識著病毒“身份”的蛋白。當(dāng)機(jī)體發(fā)現(xiàn)“敵情”,也就是識別出病毒的蛋白后,會(huì)啟動(dòng)一系列免疫反應(yīng)產(chǎn)生抗體。新冠病毒抗原檢測其實(shí)就是檢測病毒蛋白。膠體金則是一種膠體形式的金標(biāo)記生物大分子,在檢測新冠病毒抗原的過程中,可以作為一種顯色媒介與抗體結(jié)合在一起,這樣就相當(dāng)于給抗體染了色,原本肉眼看不到的抗體就能被觀察到。

膠體金法新冠病毒抗原檢測試劑盒的基本原理其實(shí)就是“抗原—抗體反應(yīng)”。抗原和抗體就如同“鑰匙和鎖”的關(guān)系,當(dāng)機(jī)體免疫系統(tǒng)識別出病毒抗原后產(chǎn)生抗體,抗體進(jìn)一步與病毒抗原發(fā)生特異性結(jié)合,并且這種特異性結(jié)合在體外也能發(fā)生,這就為研制抗原檢測試劑盒增加了“可行性”。

膠體金法試紙只有約手掌長,還標(biāo)注著“C”“T”,這代表什么意思呢?其實(shí)這小小的試紙可大有學(xué)問。嚴(yán)沁告訴記者,在試紙上不同區(qū)段固定有三種不同的抗體。金標(biāo)抗體即膠體金標(biāo)記的抗體,能夠識別新冠病毒某種抗原,位于樣本孔和檢測線(Test線,簡稱T線)之間的膠體金結(jié)合墊上。T線抗體位于檢測線上,這種抗體能夠識別的抗原與金標(biāo)抗體一樣,但是位置不同。這就意味著,新冠病毒的抗原能夠同時(shí)被金標(biāo)抗體和T線抗體識別,相當(dāng)于上了“雙保險(xiǎn)”,大大提高了檢測的特異性。第三種抗體是C線抗體,位于控制線(Control線,簡稱C線)上,能夠識別結(jié)合金標(biāo)抗體。

這三種抗體就像是“三重關(guān)卡”,時(shí)刻準(zhǔn)備著“攔截”抗原。在進(jìn)行檢測時(shí),將樣本放入加樣孔之后,由于毛細(xì)作用樣本會(huì)沿著硝酸纖維素膜向前移動(dòng)。如果樣本中含有新冠病毒抗原,這時(shí)就會(huì)首先被結(jié)合墊上的金標(biāo)抗體識別結(jié)合,形成“病毒抗原—金標(biāo)抗體”復(fù)合物,并繼續(xù)向試紙末端的吸水墊方向流動(dòng),在檢測線上又被T線抗體捕獲,在T線形成“膠體金抗體—病毒抗原—T線抗體”復(fù)合物。由于膠體金大量聚集,因此T線顯現(xiàn)出紅色。由于試紙中金標(biāo)抗體的量是富余的,因此不會(huì)全部截留在T線,還會(huì)繼續(xù)往吸水墊方向流動(dòng)。當(dāng)流至C線時(shí),被專門識別金標(biāo)抗體的C線抗體捕獲,在C線形成“金標(biāo)抗體—C線抗體”復(fù)合物。同樣由于膠體金大量積聚,因此C線顯現(xiàn)出紅色。

“由于C線抗體識別金標(biāo)抗體的能力非常強(qiáng),所以只要試劑合格C線一定會(huì)顯現(xiàn)紅色。”嚴(yán)沁說,出現(xiàn)C線代表檢測過程成功,檢測結(jié)果可信。此時(shí)需要關(guān)注的就是T線。出現(xiàn)紅色T線代表病毒抗原被成功“捕獲”,意味著新冠病毒抗原檢測陽性。她提醒,需要注意的是,無論T線是否顯色,只要C線沒有顯色,檢測結(jié)果就是無效的,需要使用新的檢測試紙進(jìn)行重測或選擇核酸檢測。

免疫膠體金技術(shù)并不是個(gè)新產(chǎn)物,從上世紀(jì)七十年代發(fā)展至今已經(jīng)非常成熟。如生活中常見的早早孕試紙,就是利用了這一技術(shù),通過檢測尿液中的人絨毛膜促性腺激素來判斷是否懷孕。從另一層面來看,抗原檢測的應(yīng)用范圍也很廣。“可以說抗原—抗體反應(yīng)是免疫學(xué)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)。”嚴(yán)沁說,如診斷乙型肝炎最常用的乙肝兩對半檢測指標(biāo)中就有乙肝病毒表面抗原,以及大家熟悉的ABO血型鑒定本質(zhì)上也是一種基于紅細(xì)胞表面抗原差異的檢測方法。

此前我們看到不少專家在解讀抗原檢測時(shí)都提到,這種方式不能代替核酸檢測,這是為什么呢?嚴(yán)沁解釋,目前我國已經(jīng)批準(zhǔn)的抗原檢測試劑的敏感性約為75%-98%,低于核酸檢測。這背后的原因是,相較于核酸檢測,抗原檢測少了一個(gè)重要的步驟——擴(kuò)增。“在核酸檢測時(shí),會(huì)以病毒核酸為‘模板’不斷復(fù)制,即便是少量的病毒核酸也可以通過擴(kuò)增被‘捕獲’。”所以抗原檢測時(shí)如果樣本中的病毒含量不高或取樣不成功,都可能導(dǎo)致漏診。

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