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1、表面(biomin)活性劑列表BIODOT 表面(biomin)活性劑套裝N:非離子(lz)表面活性劑 A:陰離子表面活性劑 C::陽離子表面活性劑 M:兩性表面活性劑編號 商品名 種類 HLB值 分子量 作用S1 NINATE 411 A 385 溶劑相容性,良好的增溶劑和乳化劑。S2 Pluronic F68 N 24 8400 卓越的增溶劑和去污劑;可能具有非溶血性。S3 Zony FSN 100 N 低濃度時是卓越的潤濕劑,可溶于30酒精和堿液。S4 Aerosol OT100% A 445 在溶劑/TMB 系統(tǒng)中具有功效,優(yōu)良的潤濕劑和乳化劑,具有優(yōu)良的防霧、典型的釋放和分散性質(zhì)。S

2、5 GEROPON T-77 A 425 具有良好的潤濕和擴(kuò)散性質(zhì)。S6 BIO-TERGE AS-40 A 315 溫和,溶劑相溶性。S7 STANDAPOL ES-1 A 345 強(qiáng)陰離子表面活性劑。結(jié)構(gòu)中含有兩部分月桂醇硫酸五鈉鹽。S8 苯甲胺氯(C8-C18)C 混合物 抗菌,溶劑相容性。S9 Tetronic 1307 M 24 18600 非溶血性,溶劑相容性,抗靜電,優(yōu)良的消泡劑和分散劑。S10 Surfynol 465 N 13 混合物 非溶血性,優(yōu)良的潤濕劑和消泡劑。S11 Surfynol 485 N 17 混合物 非溶血性,酶相容性,優(yōu)良的潤濕劑和消泡劑。S12 IGEP

3、AL CA210 N 4.6 272 溶劑相容性,優(yōu)良的乳化劑。S13 TRITON X-45 N 10.4 426 溶劑相容性,優(yōu)良的乳化劑和分散劑。S14 TRITON X-100 N 13.5 625 乳化劑、潤濕劑和分散劑,非常好的酶相容性。S15 TRITON X-305 N 17.3 1526 非溶血性,水溶性很好,優(yōu)良的潤濕劑和乳化劑。S16 SILWET L7600 N 13-17 4000 非溶血性,含硅成分,具水溶性和防霧性。S17 OHODASURF ON-870 N 15.4 1148 乳化劑,增溶劑和分散劑。S18 Creamophpr EL N 12-14 非溶血性

4、, 溶劑相容性,乳化劑和增溶劑。S19 TWEEN 20 N 16.7 1228 非溶血性, 水溶性極佳,增溶劑和乳化劑。S20 TWEEN 80 N 15 1310 非溶血性, 水溶性極佳,增溶劑和乳化劑。S21 BRIJ 35 N 16.9 1200 優(yōu)良的乳化劑。S22 CHEMAL LA9 N 13.3 583 蛋白增溶劑。S23 Pluronic L64 N 12-18 2900 非溶血性,溶劑相容性,優(yōu)越的潤濕劑,優(yōu)良的乳化劑。S24 SURFANTTANT 10G N 12.4 混合物 非溶血性,酶形容性佳,低起泡性,優(yōu)良的潤濕劑。S25 SPAN 60 N 4.7 431 油溶

5、性,溶劑相容性,水不溶性。表面活性劑在快速診斷(zhndun)試紙條中的應(yīng)用目前免疫層析(cn x)產(chǎn)品的市場正在快速增長,而表面活性劑在免疫層析快診試紙條中起著不可忽視的重要作用。表面活性劑的物理、化學(xué)性質(zhì)對試紙條(zh tio)產(chǎn)品的親水性、跑板速度、靈敏度、特異性、均一性和穩(wěn)定性等性質(zhì)有著影響。而快診試紙條中其他成分會相互作用,從而影響表面活性劑對產(chǎn)品性能的作用。本文主要概述表面活性劑的基本概念,重點(diǎn)介紹常見的五種表面活性劑在樣品墊、金標(biāo)墊和硝酸纖維素膜上的應(yīng)用,對于試紙條中經(jīng)常出現(xiàn)的問題加以分析和討論,并給出可能的解決方案。1. 表面活性劑概述表面活性劑(surfactant 或amp

6、hiphiles)是一種主要的精細(xì)化學(xué)品,具有優(yōu)良的潤濕、乳化、去污、分散及滲透等特性。其應(yīng)用范圍涵蓋甚廣,在紡織、造紙工業(yè)中常用作蒸煮劑、施膠劑、柔軟劑和消泡劑等;在醫(yī)藥行業(yè)用作消毒殺菌劑、藥物增溶劑、助懸劑等;在食品行業(yè)用作清洗劑、乳化劑、分散劑和穩(wěn)定劑等。此外在皮革、金屬加工、石油開采、橡膠、塑料、建筑等工業(yè)也起著十分重要的作用。目前國內(nèi)外科技發(fā)達(dá)國家的表面活性劑品種向?qū)I(yè)化、功能化高度發(fā)展,并不斷開發(fā)新技術(shù),表面活性劑的理化性質(zhì)研究亦日趨完善。1.1 表面活性劑的定義與結(jié)構(gòu)凡是能吸附在溶液的表(界)面上,較低濃度就能極高的降低表(界)面張力的能力和效率的物質(zhì)就稱為表面活性劑。表面活性劑

7、分子結(jié)構(gòu)具有一個共同的特點(diǎn),即可以分為兩部份(圖1),一部分是親水基團(tuán),這是表面活性劑的親水極性部分;另一部分是疏水基團(tuán)或者親油基團(tuán),這是非極性部分。因此,表面活性劑既可以在極性溶劑(最常用的溶劑是水)中,又可以溶解在非極性的油相中,具有兩親性質(zhì),故油被稱為兩親分子。表面活性劑的親水基團(tuán)種類很多,包括極性基團(tuán)和離子基團(tuán)。極性基團(tuán)如聚氧乙烯基和糖基等,離子基團(tuán)如羧基、硫酸基、磺酸基、磷酸基和季銨基等。親油基團(tuán)主要是長鏈烷基碳?xì)滏?、碳氟鏈、聚硅氧烷鏈以及聚氧丙烯等。圖1 表面活性劑分子結(jié)構(gòu)示意圖1.2 表面活性劑的分類表面活性劑的性質(zhì)主要由親水基團(tuán)決定,因此,表面活性劑通常按照親水基團(tuán)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分

8、類,而親水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)變化多端,所以總體可以分為兩大類:溶解與水后能理解成離子的離子表面活性劑和在水中不能溶解的非離子表面活性劑。離子表面活性劑按其所帶電荷種類,還可再分為陽離子、陰離子和兩性表面活性劑。杭州格倫坤科技有限公司Page 2 of 32在非離子表面活性劑中,常見的是聚氧乙烯醚型。在離子表面活性劑中,常見的陽離子表面活性劑有季銨鹽類、硫銨鹽類、磷銨鹽類等,常見的陰離子表面活性劑有長鏈烷基羧酸鹽、長鏈烷基磺酸鹽、長鏈烷基磷酸鹽等,常見兩性離子表面活性劑有甜菜堿型、氨基酸型等。表面活性劑非離子表面活性劑離子表面活性劑陽離子表面活性劑陰離子表面活性劑兩性表面活性劑1.3 表面活性劑的作用原

9、理表面活性劑能在極低的濃度下顯著降低溶液的表面張力,與其分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)密不可分。它由疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)構(gòu)成,這兩部分分處于分子兩端,形成不對稱結(jié)構(gòu)(圖1)。因此,這樣的分子結(jié)構(gòu)使得表面活性劑一部分與水分子具有很強(qiáng)的親和力,賦予其分子的水溶性,而另一部分因疏水基團(tuán)有排斥水分子的性質(zhì),使得其分子在水溶液體系中(包括表面和界面)發(fā)生定向排列。它們從溶液的內(nèi)部轉(zhuǎn)移至表面,以疏水基朝向氣相(或油相),親水基插入水中,形成緊密排列的單分子吸附層(圖2a)滿足疏水基逃離水包圍的要求。這個溶液表面附著表面活性劑分子的過程就是使溶液表面張力急劇下降的過程。因?yàn)榉菢O性物質(zhì)往往具有較低的表面自由能,表面活性劑分子吸附

10、于液體表面,用表面自由能低的分子覆蓋了表面自由能高的溶劑分子,因此溶液的表面張力降低1。(a)溶液表面表面活性劑分子的定向排列 (b)溶液內(nèi)部表面活性劑膠束的形成圖2 表面活性劑分子在表面的吸附和膠束形成示意圖隨著表面活性劑濃度的增加,水表面逐漸被覆蓋,當(dāng)溶液濃度增加到一定值后,水表面全部被活性劑分子占據(jù),達(dá)到吸附飽和,表面張力不再繼續(xù)明顯降低,而是維持基本穩(wěn)定。此時表面活性劑的粘度再增加,其分子會在溶液內(nèi)部形成膠束,排列成另外一種方式(圖2b)。而這個開始形成膠束的最低濃度就被稱為臨界膠束濃度度(critical micelle concentration,CMC)。表面活性劑的強(qiáng)弱和臨界膠

11、束濃度的大小,與其親水性密切相關(guān)。通常用HLB(hydrophile-lipophile balance)來表示表面活性劑的親水性,它是親水基和疏水基之間在大杭州格倫坤科技有限公司Page 3 of 32小和力量上的平衡程度的量度。很明顯,HLB 值是一個經(jīng)驗(yàn)相對數(shù)值。目前規(guī)定,表面活性劑的HLB 值的變化范圍為140,HLB 值低說明表面活性劑的親油性強(qiáng)(油溶性的表面活性劑),HLB 值高說明是水溶性強(qiáng) (水溶性的表面活性劑)。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn),可以估計處每一中表面活性劑的HBL 值,以及大致估計其相應(yīng)的應(yīng)用。HLB 值與表面活性劑性質(zhì)之間的關(guān)系如表1 所示1,2。表1 HLB 值的范圍與適宜的

12、應(yīng)用HLB 值 應(yīng)用 HLB 值 在水中分散現(xiàn)象13 消泡作用 14 在水中部分散36 乳化作用(W/O) 36 分散性不好69 潤濕作用 68 劇烈振蕩后成乳色分散體系715 滲透作用 810 穩(wěn)定乳色分散體系818 乳化作用(O/W) 1013 半透明到透明分散體系1215 潤濕作用 13 透明溶液1315 去污作用1518 增溶作用1.4 表面活性劑的功能與應(yīng)用1.4.1 潤濕功能1.4.1.1 潤濕過程所謂潤濕就是當(dāng)固體與液體接觸時,原來的固氣和液氣表面消失而形成新的固液界面的現(xiàn)象。通??捎靡后w在固體表面受力平衡時形成的接觸角大小來判斷潤濕與不潤濕。把不同液體滴在固體表面可以看到兩種情

13、況,一種是液滴很快在固體表面鋪展形成新的固液界面,在氣、液、固三相交界處的氣-液界面與固液界面之間的夾角叫接觸角()(如圖3)。產(chǎn)生潤濕的條件是:SVSL0與SV、SL、LV 的關(guān)系可表示為:SVSL LV COS(SV :氣固表面張力,SL:液固表面張力,LV 氣液表面張力)可以看出,在潤濕的情況下接觸角 是小于90的。另一種情況是液滴不在固體表面上鋪展,而是在固體表面上縮成一液珠,如同水滴加到疏水塑料大卡表面時看到的現(xiàn)象,這種情況叫不潤濕,不潤濕時接觸角 是大于90的。杭州格倫坤科技有限公司Page 4 of 32圖3 液滴在平滑表面的潤濕與接觸角1. 表面活性劑的潤濕作用原理表面活性劑的

14、潤濕作用具體表現(xiàn)在兩個方面(1)在固體表面發(fā)生定向吸附表面活性劑以極性基團(tuán)朝向固體,非極性基團(tuán)朝向氣體吸附于固體表面,形成定向排列的吸附層,使自由能較高的固體表面被碳?xì)滏湼采w而轉(zhuǎn)化為低能表面,達(dá)到改變潤濕性能的目的。這種吸附通常發(fā)生在高能表面。例如云母為硅酸鹽礦物,表面自由能較高,水在其上可以鋪展。把云母片浸入離子表面活性劑的溶液中,當(dāng)溶液濃度達(dá)到接近臨界膠束濃度時,云母片表面變成疏水表面。這是由于表面活性劑的作用,以親水的極性頭吸附于云母的表面上,以疏水的碳?xì)滏溕烊胨校缘肿訉痈采w了云母的高能表面,使其自由能和水的相容性降低,水不能在其上府展,潤濕性變差(如圖4a)。但當(dāng)該離子表面活性劑

15、的濃度大于臨界膠束濃度以后,表面又變得親水,水可以在其上鋪展。這是因?yàn)楸砻婊钚詣┑恼扯仍龃笫?,活性劑的?fù)離子的碳?xì)滏溈梢酝ㄟ^疏水基質(zhì)檢的相互作用(分子間力),在云母表面形成雙分子吸附層,活性劑的負(fù)離子極性頭伸入水中,構(gòu)成親水表面,能夠被水潤濕(如圖4b)。可見表面活性劑在固體表面的吸附狀態(tài)是影響固體表面潤濕性的重要因素。(a)單分子吸附層 (b)雙分子吸附層圖4 離子表面活性劑在云母表面的吸附(2)提高液體的潤濕能力水在低能固體表面(NC 膜、玻纖、聚酯膜、無紡布等)不能鋪展,為改善體系的潤濕性質(zhì),常在水中膠乳表面活性劑,降低水的表面張力LV, 使其能潤濕固體的表面。1.4.1.3 常見潤濕劑

16、一種好的潤濕劑通常其碳?xì)滏溨芯哂蟹种ЫY(jié)構(gòu),且親水基位于長碳鏈的中部。潤濕劑不僅具有較高的表面活性,還有良好的擴(kuò)散和滲透性,能迅速地滲入固體顆粒地縫隙間或孔性固體的內(nèi)表面并發(fā)生吸附。目前作為潤濕劑的主要是陰離子和非離子表面活性劑。陰離子型潤濕劑有磺酸鹽型、杭州格倫坤科技有限公司Page 5 of 32硫酸鹽型、羧酸鹽型和磷酸鹽型,非離子潤濕劑有烷基酚聚氧乙烯醚型、脂肪醇聚氧乙烯型、失水山梨酸聚氧乙烯醚單硬脂酸酯型和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。通常表面活性劑在潤濕方面常應(yīng)用于礦物的泡沫浮選、金屬的防銹與腐蝕、織物的防水防油處理、農(nóng)藥潤濕等方面。ii. 乳化作用1.4.2.1 乳化過程乳化作用是指兩

17、種不相混溶的液體(如油和水)中的一種以極小的粒子(粒徑為101m)均勻地分散到另一種液體中形成乳狀液的作用。把油滴分散到水中稱為水包油型乳狀液(0/W),水滴分散到油中則稱為油包水型乳狀液(W/O)。把能起乳化作用的表面活性劑稱為乳化劑。油水圖5 乳化劑分子在乳液液滴表面定向吸附示意圖(O/W 型乳液)1.4.2.2 表面活性劑的乳化作用原理作乳化劑使用的表面活性劑有兩種主要作用。一是降低兩種液體間界面張力的穩(wěn)定作用。因?yàn)楫?dāng)油在水中分散成許多微小粒于時,就擴(kuò)大了它與水的接觸面積,因此它和水之間的斥力也隨之增加而處于不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)加入一些表面活性劑作乳化劑時,乳化劑分子的親油基端吸附在油滴微粒表

18、面,而親水基端伸人水中,并在油滴表面定向排列組成層親水性分子膜,使油水界面張力降低,并且減少油滴之間相互吸引力,防止油滴聚集重新恢復(fù)水油兩層的原狀,二是保護(hù)作用。表面活性劑在油滴周圍形成的定向排列親水分子膜又是層堅固的保護(hù)膜,能防止油滴碰撞時相互聚集。如果是由離子型表面活性劑形成的定向排列分子膜還會使油滴帶有電荷,油滴帶上同種電荷后斥力增加,也可防止油滴在頻繁碰撞中發(fā)生聚集。1.4.2.3 乳化劑乳化劑在乳液的形成和穩(wěn)定中起著十分重要的作用,乳化劑種類很多,主要 分為表面活性劑、高分子化合物、天然化合物和固體粉末四大種。其中表面活性劑類如畫機(jī)主要失陰離子型和非離子型表面活性劑, 陰離子型潤濕劑

19、有羧酸鹽型、磺酸鹽型、硫酸鹽型和磷酸鹽型,非離子乳化劑有聚醚型和Span、 Tween 等聚酯型表面活性劑。1.4.3 懸浮分散作用1.4.3.1 懸浮分散過程把固體微粒均勻、穩(wěn)定地分散到液體介質(zhì)中,形成懸浮體的作用叫分散作用。表面活性劑有促進(jìn)固體分散形成穩(wěn)定懸濁液的作用,所以添加的表面活性劑又叫分散劑。杭州格倫坤科技有限公司Page 6 of 32分散劑的作用原理與乳化劑基本相同,不同之點(diǎn)在于被分散的固體顆粒比被乳化的液滴的穩(wěn)定性一般稍差些。圖6 為表面活性劑在固體微粒離子分散過程中的穩(wěn)定作用的分散。圖 6 表面活性劑在離子分散過程中的穩(wěn)定作用(靜電斥力作用)1.4.3.2 表面活性劑的懸浮

20、分散原理固體顆粒在外力的作用下,分散于液體介質(zhì)中,得到一個均勻的分散體系。但是若分散的固體微粒聚集成聚集體,該分散體系就不穩(wěn)定。導(dǎo)致不穩(wěn)定性的主要原因有兩方面:一是受重力影響粒子會發(fā)生沉積,多數(shù)情況下分散相粒子較小,布朗運(yùn)動可在一定程度上阻止粒子下沉。但一經(jīng)碰撞仍會使其聚集;另一方面由于具有較大的相界面和界面能,固體顆??倳凶詣酉嗷ゾ奂?、較少界面的趨勢,即熱力學(xué)不穩(wěn)定性。表面活性劑在固體顆粒表面的吸附,能夠增加紡織微粒重新聚積的能障,降低粒子聚積的傾向,提高分散體系的穩(wěn)定性。在水介質(zhì)中,表面活性劑主要通過范德華力以疏水基吸附于粒子表面,而以親水基如離子基、聚氧乙烯鏈伸向水介質(zhì),以靜電斥力使分

21、散體系穩(wěn)定(圖6)。在有機(jī)介質(zhì)中,表面活性劑則以極性德親水基團(tuán)與粒子通過氫鍵。離子建等結(jié)合,而非極性碳鏈伸向介質(zhì)中,其分散作用主要使靠空間位租產(chǎn)生斥力來實(shí)現(xiàn)的。1.4.3.3 懸浮分散劑對固體粒子其分散作用的分散劑主要有陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑和有機(jī)胺類陽離子表面活性劑。也有采用高分子表面活性劑,以獲得更大的空間穩(wěn)定效應(yīng)。在應(yīng)用過程中,必須針對不同的分散體系的特點(diǎn),選擇適當(dāng)?shù)姆稚?.4.3 增溶作用1.4.3.1 表面活性劑的增溶過程及原理增溶作用指表面活性劑有增加難溶性或不溶性物質(zhì)在水中的溶解度的作用。例如苯在水中的溶解度僅為體積分?jǐn)?shù)0.09%,如果在水中加入少量表面活性劑(油

22、酸鈉),即可使它的溶解度增加為體積分?jǐn)?shù)10%,而且溶液透明好像真溶液。增溶作用的發(fā)生與表面活性劑在水中形成膠束分不開,膠束內(nèi)部實(shí)際上是液態(tài)的碳?xì)浠衔?,因此苯、礦物油等不溶于水的非極性有機(jī)溶質(zhì)較易溶解在膠束內(nèi)部的碳?xì)浠衔镏?。增溶現(xiàn)象是膠束對親油物質(zhì)的溶解過程,是表面活性劑膠束的一種特殊作用。增溶具有以下特點(diǎn):(1)增溶是一個自發(fā)過程,該作用發(fā)生后,體系更加穩(wěn)定。其實(shí)質(zhì)是增溶物進(jìn)入了膠束,而不同于在溶劑中溶解度的提高。(2)增溶作用與乳化作用不同。乳化作用是一種液相分散到水(或另一液相)中得到的杭州格倫坤科技有限公司Page 7 of 32不連續(xù)、不穩(wěn)定的多相體系,而增溶作用得到的是增溶液與被

23、增溶物處在同一相的單相均一穩(wěn)定體系。有時同一種表面活性劑既有乳化作用又有增溶作用,但只有當(dāng)它的濃度較大,溶液中存在較多膠束肘才有增溶作用。(3)只有溶液中表面活性劑濃度在臨界膠束濃度以上時,即溶液中存在較大較多膠束時才有增溶作用,而且形成的膠束體積越大,增溶量越多。1.4.3.2 增溶劑在試劑應(yīng)用中,表面活性劑的添加兩一般都不大,其在相應(yīng)的溶液中很難達(dá)到臨界膠束濃度。特別是常見的陰離子表面活性劑,它們的臨界膠束濃度普遍較高,如十二烷基硫酸鈉,十四烷基硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉。當(dāng)使用非離子表面活性劑時,由于此類物質(zhì)的臨界膠束濃度較低,在添加量不打的額條件下,容易形成膠束,如脂肪醇聚氧乙烯醚系列表面

24、活性劑等,在使用過程中就有增溶作用。1.4.4 發(fā)泡作用1.4.4.1 表面活性劑的發(fā)泡過程及作用原理“泡”是液體薄膜包圍著的氣體。氣體分散在液體中的狀態(tài)稱為氣泡。如果某種液體容易成膜且不易破壞,這種液體在攪拌時就會產(chǎn)生許多泡沫。泡沫產(chǎn)生之后,體系中液氣表面積大大增加,使體系變得不穩(wěn)定,因此泡沫易于破裂。向含有表面活性劑的水溶液中充氣或施以攪拌??尚纬杀蝗芤喊鼑臍馀?。表面活性劑分子的疏水碳?xì)滏溕煜驓馀莸臍庀嘀?,親水的極性頭伸向水中,在氣泡的氣液界面形成定向吸附的單分子膜。當(dāng)氣泡上升至液面時,進(jìn)一步吸附液體表面的表面活性劑,露出水面與空氣接觸的部分形成了位于液面兩端的雙分子膜,此時的氣泡由于表

25、面活性劑分子吸附在氣體與液體的界面形成定向排列的單分子膜,不但降低了氣液兩相間的表面張力,而且由于形成一層具有一定力學(xué)強(qiáng)度的薄膜,而使泡沫不易破滅,有較長的壽命。隨著氣泡不斷產(chǎn)生,堆積在液體表面形成泡沫(圖7)。圖7 泡沫形成示意圖1.4.4.2 起泡劑杭州格倫坤科技有限公司Page 8 of 32作為起泡劑的表面活性劑要具有較高的表面活性,降低水的表面活性能力越強(qiáng),越有利于產(chǎn)生泡沫。此外,起泡劑容易在氣液面形成定向排列的吸附膜。目前的研究和應(yīng)用結(jié)果均表明,具有良好起泡性的通常是陰離子表面活性劑。2. 表面活性劑在快診產(chǎn)品中的應(yīng)用表面活性劑的發(fā)展是國內(nèi)外精細(xì)化工發(fā)展的一個重要方向,目前已廣泛應(yīng)

26、用于紡織、造紙、醫(yī)藥、食品、皮革、石油開采、橡膠、塑料等行業(yè)。而最近十年來,隨著檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的蓬勃發(fā)展和對疾病的全球性監(jiān)控,快診產(chǎn)品有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,從而使免疫檢測設(shè)計已經(jīng)成為備受矚目的領(lǐng)域。特別是膠體金乳膠免疫層析試紙條在快速診斷產(chǎn)品中占據(jù)了大壁江山。表面活性劑由于應(yīng)用在快診試紙條各個部件中,其在快診產(chǎn)品中的應(yīng)用與研究也越來越廣泛和深入。2.1金標(biāo)乳膠快診產(chǎn)品簡介在過去的十年里,以硝酸纖維素膜為載體的側(cè)向?qū)游隹煸\技術(shù)為免疫金標(biāo)試劑開創(chuàng)了巨大的市場份額。該產(chǎn)品可檢測多種分析物,簡單快速,單份測定、除試劑外無需人員培訓(xùn)和專業(yè)設(shè)備,因而廣泛應(yīng)用于診斷和檢測感染性疾病、藥物、心肌標(biāo)志物、腫瘤、早孕以及

27、獸醫(yī)等領(lǐng)域。該產(chǎn)品主要由五個部件組成(見圖8):樣品墊(sample pad)、標(biāo)記墊(lable pad)(一般為標(biāo)記好蛋白的金標(biāo)或標(biāo)記好蛋白的乳膠)、點(diǎn)好蛋白的NC膜(striped NC)、頂部墊(top pad)(一般為濾紙)和作為背襯的塑料大卡(plastic pad)。該產(chǎn)品的作用原理是:往樣品墊(sample pad)滴加一定數(shù)量的血清血漿全血、尿液或唾液,由于毛細(xì)管作用,樣品將會與lable pad上標(biāo)記好的金標(biāo)乳膠一起向前移動,當(dāng)移動至固定有抗體抗原的T線區(qū)域時,樣品中相應(yīng)的抗原抗體即會與該蛋白發(fā)生特異性結(jié)合。由于使用免疫膠體金免疫乳膠染色,T線區(qū)域就會顯示一定的顏色,從而實(shí)

28、現(xiàn)特異性的免疫診斷。根據(jù)標(biāo)記物顯色方式的不同,可分為夾心法(雙抗原夾心法和雙抗體夾心法)、競爭法和間接法。這種方法只需一步加樣, 30 min內(nèi)就能判定結(jié)果,因而具有敏感性高,特異性強(qiáng),穩(wěn)定性好,操作簡便、快速,分析結(jié)果準(zhǔn)確,易于判定的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然隨著膠體金快速檢測技術(shù)的逐步完善,還可以對一個樣品進(jìn)行多項(xiàng)檢測3,也可以進(jìn)行半定量或定量檢測等,使其更易得到市場的青睞,實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)檢測即在同一膜上作多種項(xiàng)目測定,一次檢測可同時得到一組結(jié)果,這對于檢測某些具有聯(lián)檢意義的物質(zhì)具有很大的應(yīng)用價值。杭州格倫坤科技有限公司Page 9 of 32圖82.2 快診產(chǎn)品中常用表面活性劑種類及作用2.2.1 常用表面活

29、性劑簡介在膠體金/乳膠快診試紙條產(chǎn)品的研發(fā)過程中,不可避免的都會用到表面活性劑。各個公司的研發(fā)人員紛紛選用不同的表面活性劑,添加到sample pad、lable pad、NC 膜、膜封閉液和跑板buffer 中,以改善產(chǎn)品的性能,得到質(zhì)量優(yōu)異的快診產(chǎn)品。通常在研發(fā)階段,研發(fā)人員會就產(chǎn)品的某一部件進(jìn)行優(yōu)化,常常會添加許多不同的表面活性劑,進(jìn)行表面活性劑的篩選工作。由于表面活性劑種類和規(guī)格眾多,這無疑是項(xiàng)耗時費(fèi)力的工程。但是對于具有一定研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的人員而言,表面活性劑的篩選一般在一定范圍內(nèi)進(jìn)行。該范圍的選擇通常視公司和產(chǎn)品開發(fā)的需求所定。相對而言,篩選工作縮小到一定范圍,大大提高了工作效率。目前來

30、看,每個公司的表面活性劑篩選范圍各有差異,但是大同小異。在研發(fā)階段,篩選表面活性劑工作一般圍繞一個表面活性劑的套裝范圍展開。這個套裝就是BIODOT 很早以前出品過表面活性劑的套裝,分別以S 開頭來編號,共25 種,即S1S25,其基本介紹見表2。此套裝原來在國外有銷售,國內(nèi)只有少量代理經(jīng)銷商有貨??v觀國內(nèi)外各大IVD 公司的快診產(chǎn)品,不難發(fā)現(xiàn),表面活性劑S9(Tetronic 1307)、S14(TRITON X-100)、S19(TWEEN 20)、S20(TWEEN 80)和S21(BRIJ 35)應(yīng)用頻率極高,所以通常研發(fā)人員在開發(fā)新產(chǎn)品或改進(jìn)老產(chǎn)品時,在一定的表面活性劑范圍內(nèi),首選以

31、上這幾個表面活性劑先進(jìn)行相應(yīng)的研究實(shí)驗(yàn)。表2 BIODOT 表面活性劑套裝簡介編號 商品名 種類 HLB值 分子量 作用S1 NINATE 411 A 385 溶劑相容性,良好的增溶劑和乳化劑。S2 Pluronic F68 N 24 8400 卓越的增溶劑和去污劑;可能具有非溶血性。S3 Zony FSN 100 N 低濃度時是卓越的潤濕劑,可溶于30酒精和堿液。S4 Aerosol OT100% A 445 在溶劑/TMB 系統(tǒng)中具有功效,優(yōu)良的潤濕劑和乳化劑,具有優(yōu)良的防霧、典型的釋放和分散性質(zhì)。S5 GEROPON T-77 A 425 具有良好的潤濕和擴(kuò)散性質(zhì)。S6 BIO-TERG

32、EAS-40A 315 溫和,溶劑相溶性。S7 STANDAPOLES-1A 345 強(qiáng)陰離子表面活性劑。結(jié)構(gòu)中含有兩部分月桂醇硫酸五鈉鹽。S8 苯甲胺氯(C8-C18)C 混合物 抗菌,溶劑相容性。S9 Tetronic 1307 M 24 18600 非溶血性,溶劑相容性,抗靜電,優(yōu)良的消泡劑和分散劑。S10 Surfynol 465 N 13 混合物 非溶血性,優(yōu)良的潤濕劑和消泡劑。S11 Surfynol 485 N 17 混合物 非溶血性,酶相容性,優(yōu)良的潤濕劑和消泡劑。S12 IGEPAL CA210 N 4.6 272 溶劑相容性,優(yōu)良的乳化劑。杭州格倫坤科技有限公司Page 1

33、0 of 32S13 TRITON X-45 N 10.4 426 溶劑相容性,優(yōu)良的乳化劑和分散劑。S14 TRITON X-100 N 13.5 625 乳化劑、潤濕劑和分散劑,非常好的酶相容性。S15 TRITON X-305 N 17.3 1526 非溶血性,水溶性很好,優(yōu)良的潤濕劑和乳化劑。S16 SILWET L7600 N 13-17 4000 非溶血性,含硅成分,具水溶性和防霧性。S17 OHODASURFON-870N 15.4 1148 乳化劑,增溶劑和分散劑。S18 Creamophpr EL N 12-14 非溶血性, 溶劑相容性,乳化劑和增溶劑。S19 TWEEN 2

34、0 N 16.7 1228 非溶血性, 水溶性極佳,增溶劑和乳化劑。S20 TWEEN 80 N 15 1310 非溶血性, 水溶性極佳,增溶劑和乳化劑。S21 BRIJ 35 N 16.9 1200 優(yōu)良的乳化劑。S22 CHEMAL LA9 N 13.3 583 蛋白增溶劑。S23 Pluronic L64 N 12-18 2900 非溶血性,溶劑相容性,優(yōu)越的潤濕劑,優(yōu)良的乳化劑。S24 SURFANTTANT10GN 12.4 混合物 非溶血性,酶形容性佳,低起泡性,優(yōu)良的潤濕劑。S25 SPAN 60 N 4.7 431 油溶性,溶劑相容性,水不溶性。N:非離子表面活性劑 A:陰離子

35、表面活性劑 C::陽離子表面活性劑 M:兩性表面活性劑2.2.2 典型表面活性劑介紹表面活性劑一般以S9(Tetronic 1307)、S14 (TRITON X-100)、S19(TWEEN 20)、S20(TWEEN 80)和S21(BRIJ 35) 居多,其中數(shù)S9(Tetronic 1307)、S14 (TRITON X-100)使用范圍最廣,各大系列產(chǎn)品中幾乎都有添加。下面就常用的表面活性劑作一簡要介紹。2.2.2.1. Tween吐溫為司盤和環(huán)氧乙烷的縮合物,即聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯和一部分聚氧乙烯雙去水山梨醇單月桂酸酯的混合物。由于其分子中有較多的親水性基團(tuán)一聚氧乙烯基,故

36、親水性強(qiáng),為一種非離子型去污劑4-6。吐溫結(jié)構(gòu)式見圖9。Hp(OH2CH2C)O CHCHH2C CHO(CH2CH2O)qHOCHO(CH2CH2O)3HCH2OCOR圖9 吐溫分子結(jié)構(gòu)式Tween20 為聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸單酯,吐溫系列的Tween 80 為聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯。吐溫-20 和吐溫80 外觀上均是淺黃色粘稠液體,可溶于水、乙醇、油脂等。Tween-20 有復(fù)性抗原的作用,可提高特異性的識別能力。Tween 和同類型的后面講到的Triton X-1OO(聚乙二醇辛基苯基醚) 同屬非離子型去污劑在乳化蛋白時,不破壞蛋白的結(jié)構(gòu),可減少對蛋白質(zhì)之間原有的相互作用的破壞。

37、而離子型表面活性劑如SDS 則會破壞蛋白的結(jié)構(gòu)。杭州格倫坤科技有限公司Page 11 of 32陽離子和陰離子表面活性劑,不但毒性大,而且還有較強(qiáng)的溶血作用。吐溫類的溶血作用通常比其他含聚氧乙烯基的表面活性劑小,其溶血作用的順序是:吐溫20吐溫60吐溫40吐溫80。Tween 80 含親水性和疏水性的長鏈,在使用過程中最好控制濃度,不要一位追求高靈敏度,添加該表面活性劑濃度過高。因?yàn)樗姆肿咏Y(jié)構(gòu)中PEG 長鏈帶來過多的的空間位阻,從而會影響了活性蛋白之間的作用,降低產(chǎn)品的靈敏度。2.2.2.2. Triton X-1OOTriton X-100 外觀為棕色油狀液體,能溶于冷水,并有強(qiáng)烈的起泡性

38、能,是優(yōu)良的乳化劑、潤濕劑和分散劑。Triton X - 100 是一種不帶電荷的非離子型表面活性劑,對氨基酸、蛋白類物質(zhì)沒有類似的變性作用7,8。這點(diǎn)性質(zhì)對于其應(yīng)用于免疫層析領(lǐng)域有著主要作用。因?yàn)橄癞a(chǎn)見的十二烷基磺酸鈉( sodium dodecyl sulfate,SDS) 屬于帶負(fù)電荷的離子型表面活性劑,是一種破壞性較強(qiáng)的蛋白變性劑,所以在免疫層析檢測中絕對慎用此類表面活性劑。免疫細(xì)胞化學(xué)中,Triton X-100 常用濃度為1%和0.3%,但通常是先配制成30%的Triton X-100 儲備液,臨用時稀釋至所需濃度。它能溶解脂質(zhì),以增加抗體對細(xì)胞膜的通透性。1%的Triton X-

39、100常用于漂洗組織標(biāo)本,0.3%的Triton X-100 則常用于稀釋血清,配制BSA 等。2.2.2.3 Tetronic 1307Tetronic 屬于聚氧乙烯型兩性離子表面活性劑,具有較高的相對分子質(zhì)量,可達(dá)30000。由環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷與二元胺發(fā)生共聚反應(yīng),環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的比例可以從5050 至9010 或1090。Tetronic 為其商品名,其結(jié)構(gòu)如圖10。Tetronic 為聚乙二醇辛基苯基醚,其親脂端為聚乙二醇辛基苯基,親水端為醚鏈,其分子式為C34H62O11 ,結(jié)構(gòu)式為(CH3)3CCH2C(CH3)2C6H4(OCH2CH2)10OH,是常用的非離子性表面活性劑

40、,增溶作用較離子型表面活性劑強(qiáng)9。由于氮原子上有孤對電子對,所以具有弱氧離子的效應(yīng),但相對分子質(zhì)量較大時,氮原子上的孤對電子對被掩蓋,兒失去氧離子的效應(yīng)。因此Tetronic 產(chǎn)品常用作消泡劑和破乳劑。Tetronic 1307 是環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷-乙烯基二元胺共聚物,屬典型的兩性離子表面活性劑。其HLB 值大于24,是在免疫層析技術(shù)范圍內(nèi)少見的水溶性極為優(yōu)越的表面活性劑。圖10Tetronic 的結(jié)構(gòu)Tetronic 1307 既具有良好的界面活性,又兼?zhèn)潢?、陽離子表面活性劑的優(yōu)點(diǎn),同時還具有良好的乳化能力、分散能力和抗靜電作用等9 。與其他表面活性劑比較,兩性表面活性劑既不易受無機(jī)電解質(zhì)

41、的影響,又無濁點(diǎn)現(xiàn)象,而且無論吸附到正電荷還是負(fù)電荷的界面上都不會形成疏水表面,這些特點(diǎn)使其在許多領(lǐng)域比非離子表面活性劑具有更廣泛的應(yīng)用潛杭州格倫坤科技有限公司Page 12 of 32力10-12。所以, Tetronic 1307 (S9)在快診試紙條產(chǎn)品中的應(yīng)用頻率略顯大于其他表面活性劑。這也是研發(fā)人員喜好首選此表面活性劑的原因之一。但是兩性離子表面活性劑的生產(chǎn)和研究起步較晚,品種遠(yuǎn)少于非離子型表面活性劑,因而限制了它們的應(yīng)用。目前在使用的試劑盒中,25 種的表面活性劑僅有一個Tetronic 1307為兩性離子表面活性劑,而非離子表面活性劑居多。2.2.2.4 BRIJ 35Brij

42、35 是十二烷基聚乙二醇醚,其親脂端為硬脂基,親水端為聚乙二醇PEG(polyethylene glycol) 1000 長鏈,屬于非離子性表面活性劑。由于其親脂端與蛋白的疏水基團(tuán)一致,這樣其親水端PEG 可以有效地與樣品中的液體結(jié)合,從而起著一定的潤濕作用。另外,用帶有PEG 長鏈的非離子性表面活性劑Brij 35通過在蛋白的表面形成水化膜來提高蛋白的穩(wěn)定性。商品名為芐澤、布里杰。Tween 80 和Brij 35 均是常見的藥用活性劑,含親水性和疏水性的長鏈,在使用過程中最好控制濃度,因?yàn)闈舛冗^大,產(chǎn)品的靈敏度不僅不會按照預(yù)期的增大,反而會下降。其原因很可能是由表面活性劑高分子中的PEG長

43、鏈帶來過多的的空間位阻,從而阻斷了活性蛋白與標(biāo)記物表面受體蛋白的作用。2.3 表面活性劑在快診產(chǎn)品的樣品墊中的應(yīng)用2.3.1 樣品墊sample pad 簡介樣品墊(sample pad)是免疫快速測試試劑條中重要組成部分。樣品墊作用通常為接手待檢樣品,使樣品均勻分布,一般含有化學(xué)試劑可以修飾樣品組成,還起到預(yù)過濾作用。樣品墊有許多不同材質(zhì),常見的有玻纖(glass fiber)、濾紙(filter paper)、無紡布(nonwovenfabric)等,其中以玻纖居多。以下的介紹也以玻纖為主。樣品墊的物理性質(zhì)、化學(xué)成分、處理方式以及樣品墊材質(zhì)本身的材料質(zhì)地都對測試試紙條的實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生重要的影

44、響。大量的實(shí)驗(yàn)表明:樣品墊材料的特性直接影響快診產(chǎn)品的靈敏度和特異性,這恰恰是產(chǎn)品質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)。所以在調(diào)試快速測試試紙條產(chǎn)品的時候,不能忽視該部件的作用。另外,在對產(chǎn)品改進(jìn)的同時,該部件是一個重要的環(huán)節(jié)。玻纖是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工藝,最后形成各類產(chǎn)品。玻璃纖維單絲的直徑從幾個微米到二十幾米個微米,相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的1/20-1/5 ,每束纖維原絲都有數(shù)百根甚至上千根單絲組成。玻纖在處理前稱為光玻纖,通常光玻纖不能用在測試試紙條中,必須經(jīng)過一系列的工藝處理之后,才能使用在快診測試試紙條中。通常處理玻纖溶液含有添加蛋白質(zhì)、去污

45、劑、粘性增強(qiáng)劑、緩沖鹽等物質(zhì)。2.3.2 表面活性劑在玻纖中的應(yīng)用2.3.2.1 玻纖處理液構(gòu)成光玻纖要可使用一些化學(xué)物質(zhì)浸漬處理,減少樣品成分的差異并提高試驗(yàn)的靈敏性。通常加入表面活性劑、粘度增強(qiáng)劑、封閉劑和鹽溶液潤濕玻纖然后加以干燥。這個處理避免了使用復(fù)雜的緩沖溶液,并使之成為真正的一步檢測。下面主要結(jié)合本人在乙肝HBsg-302a產(chǎn)品基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的玻纖優(yōu)化部分作一介紹。一般緩沖液的構(gòu)成是:磷酸緩沖液(或其他緩沖液)作用物質(zhì)(針對某一特定問題)杭州格倫坤科技有限公司Page 13 of 32pH調(diào)整。通常而言,配方宜簡不宜繁,根據(jù)需要調(diào)加作用物質(zhì),原來很多需要添加的作用物質(zhì),由于目前膜制造技

46、術(shù)的改進(jìn)已經(jīng)不需要再添加(這個在后面內(nèi)容會有涉及)??傊瑑?yōu)秀的樣品墊,是以上幾種物質(zhì)作用綜合的結(jié)果, 而并不只是單一物質(zhì)發(fā)生作用。2.3.2.2 玻纖處理液的緩沖鹽成分在設(shè)計快診產(chǎn)品的玻纖溶液時,首先考慮選用一定的緩沖溶液。推薦的緩沖體系為0.01MPBS pH7.0-7.4 這樣的環(huán)境下,許多抗原抗體都有較好的適應(yīng)性。但是是否這個緩沖環(huán)境最好,很難確定。因?yàn)閷τ诓煌目乖贵w,都有各自的特性,篩選最合適的緩沖體系,還是需要作進(jìn)一步的考察。目前產(chǎn)品的玻纖緩沖溶液一般為PBS 磷酸緩沖液、Tris 鹽酸緩沖液和硼砂緩沖液。例如對于人的尿液等標(biāo)本,要求比較穩(wěn)定的玻纖系統(tǒng),尿液 PH 值在5 到1

47、0 之間,PH 值和離子強(qiáng)度的變化會影響產(chǎn)品的靈敏度和特異性,增強(qiáng)蛋白質(zhì)的非特異性結(jié)合,所以一般在吸收尿液的玻纖中加入適當(dāng)?shù)呐鹚猁}緩沖液,可以增加穩(wěn)定性。本人在近期的乙肝HBsg-302a 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),對乙肝表面抗原的玻纖溶液體系,磷酸緩沖鹽溶液、Tris 鹽酸緩沖液和硼砂緩沖液對蛋白的特性影響均不明顯,三種緩沖液在配加相同濃度的表面活性劑(S91%)處理的玻纖,搭配相同的片材和金標(biāo),靈敏度和特異性均沒有出現(xiàn)差異。所以推測可能乙肝表面抗原抗體對緩沖體系的適應(yīng)性較好,一般常見的緩沖體系均能作為乙肝HBsg-302a 產(chǎn)品玻纖處理液的緩沖成分。當(dāng)然研發(fā)人員在篩選緩沖體系過程中,倘若發(fā)現(xiàn)同時有

48、幾個緩沖體系適合,就可能會根據(jù)個人或公司風(fēng)格,綜合考慮成本因素,確定某一緩沖體系。多數(shù)產(chǎn)品的樣品墊處理液是選用Tris-Casein 體系,即在樣品墊中添加的緩沖鹽成分為Tris。像在傳染病產(chǎn)品中的HP、丙肝、愛滋、StrepA、Mono、RSV 還有心肌產(chǎn)品大多就是使用Tris 體系的玻纖作樣品墊。而乙肝快診試紙條中,需求最多的產(chǎn)品是HBsg-302a,其玻纖的緩沖體系是硼砂緩沖體系,而乙肝的其他產(chǎn)品,特別是乳膠產(chǎn)品,大多數(shù)選用Tris 緩沖體系。2.3.2.3 玻纖處理液的表面活性劑成分A.表面活性劑的大致作用13-17而對于作用物質(zhì)而言,一般肯定會添加表面活性劑,以增加親水性,還可避免線

49、條中空現(xiàn)象,還可增色。a. 增加親水性這一點(diǎn)特性,顯而易見。因?yàn)楣獠@w是一種多孔性物質(zhì),有著巨大的表面,且光玻纖很難快速吸收水分子。這對于光玻纖能否應(yīng)用于快診試紙條無疑是個致命弱點(diǎn)。但是,往玻纖處理液中添加一定的表面活性劑之后,光玻纖難以潤濕的現(xiàn)象立刻改觀。因?yàn)楫?dāng)添加有表面活性劑的玻纖與滴加的液體標(biāo)本接觸時,原來的固-氣和液-氣表面消失而形成新的固-液界面子,當(dāng)溶液沿著玻纖鋪展時會滲到纖維的空隙里并將空氣驅(qū)趕出去,把原來的空氣-玻纖接觸面變成液體與玻纖的界面,玻纖被潤濕。而樣品溶液同時會進(jìn)入玻纖內(nèi)部,玻纖被滲透。這樣有助于更多更快地吸收樣品標(biāo)本,并實(shí)現(xiàn)快速地與玻纖內(nèi)各種組份發(fā)生作用,在一定的緩

50、沖體系下,抗原或抗體維持一定的空間構(gòu)型和構(gòu)象,連續(xù)均勻地釋放到快診試紙條的上一部件標(biāo)記墊中,有助于待杭州格倫坤科技有限公司Page 14 of 32檢測物質(zhì)與金標(biāo)/乳膠標(biāo)記物發(fā)生結(jié)合。膜方面的作用同樣值得指出,應(yīng)用于快診試紙條的硝酸纖維素膜是疏水性的,雖然膜制造商會應(yīng)客戶要求對NC 膜進(jìn)行一定的親水性改進(jìn),但是對于快診產(chǎn)品的跑板而言,這沒有太大作用。所以,往玻纖中添加一定濃度的玻纖十分必要。添加了表面活性劑的玻纖,在進(jìn)行測流檢測時,大大改善膜的疏水性,賦予其一定的親水性,有助于樣品標(biāo)本和金標(biāo)/乳膠標(biāo)記物在NC 膜上以適當(dāng)?shù)乃俣扰馨宀l(fā)生特異性結(jié)合,顯示一定的靈敏度。另外一方面,由于光玻纖一般不

51、會直接應(yīng)用于快診試紙條,所以通常會采用配置玻纖處理液,人工手動加液或機(jī)器浸泡處理光玻纖。但是由于玻纖處理液中一般會添加了鹽、蛋白、防腐劑、粘度增強(qiáng)劑等成分,使得處理光玻纖時浸潤過程較為困難,添加一定的表面活性劑后,處理過程的潤濕滲透環(huán)節(jié)相對快速容易了。還有一點(diǎn),某些快診試紙條的玻纖中會添加有一定量的抗原或抗體或是某些蛋白(BSA,Casein, Goat serum),表面活性劑的存在也起著一定的穩(wěn)定作用。最后還要說明的是,在檢測快診試紙條的時候,某些試紙條會出現(xiàn)略微的T 線反白現(xiàn)象,這點(diǎn)本人在乙肝HBsg-302a 的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)中就遇到過(見圖10)。當(dāng)確定下玻纖處理液的緩沖鹽成分后,接下來

52、開展的表面活性劑篩選過程中,就有好多添加了表面活性劑的玻纖出現(xiàn)反白現(xiàn)象,而且有些嚴(yán)重些,有些程度較輕。關(guān)于反白現(xiàn)象,在試驗(yàn)摸索和研究過程中,慢慢作出總結(jié)和體會。首先,在玻纖處理液中只含有緩沖鹽成分不添加表面活性劑,相應(yīng)的試紙條會出現(xiàn)很明顯的T 線反白現(xiàn)象,還出現(xiàn)背景不干凈,金標(biāo)殘留現(xiàn)象(見圖10)。之后,往含有緩沖鹽成分的玻纖處理母液中添加S9(Tetronic 1307)、S14 (TRITON X-100)、S19(TWEEN 20)、S20(TWEEN 80)和S21(BRIJ 35)這五種表面活性劑,當(dāng)然每種表面活性劑的添加濃度設(shè)立一定梯度,搭配同樣的片材和金標(biāo),T 線會出現(xiàn)不同的狀況

53、。對于S21(BRIJ 35),在0.13范圍內(nèi),所有片材均出現(xiàn)反白現(xiàn)象。說明該表面活性劑不合適應(yīng)用于此HBsg-302 玻纖體系。而對于S9(Tetronic 1307)、S14 (TRITON X-100)、S19(TWEEN 20)和S20(TWEEN80),發(fā)現(xiàn)低濃度添加量下,片材會有反白現(xiàn)象,表面活性劑濃度增大,反白現(xiàn)象有減弱,當(dāng)添加量增大到一定濃度,反白現(xiàn)象可以消除,且背景干凈。但是不同的表面活性劑,關(guān)鍵濃度有不同。在HBsg-302a 基礎(chǔ)性試驗(yàn)中經(jīng)過摸索發(fā)現(xiàn)S9(Tetronic 1307)、S14 (TRITON X-100)當(dāng)濃度達(dá)到1以上時,無反白現(xiàn)象。而S19(TWEE

54、N 20)和S20(TWEEN 80)添加量達(dá)到0.5時,就可改善T 線反白現(xiàn)象。杭州格倫坤科技有限公司Page 15 of 32圖10 出現(xiàn)T 線反白現(xiàn)象的快診試紙條一般而言,對于成熟的產(chǎn)品,若是按照正常程序添加適當(dāng)濃度的表面活性劑,配制玻纖溶液,處理玻纖,最大限度的減少NC 膜對被檢測物質(zhì)和金標(biāo)的吸收,得到的試紙條一般不會出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,背景干凈且無T 線反白(見圖11)。但是在調(diào)試過程中常會有產(chǎn)品出現(xiàn)反白現(xiàn)象。對于這類產(chǎn)品,T 線反白現(xiàn)象是一直存在。其主要原因應(yīng)該是該產(chǎn)品的緩沖系統(tǒng)不匹配造成的(C/T 線稀釋溶液,金標(biāo)稀釋溶液等);特別是這類產(chǎn)品的Sample Pad 是未經(jīng)處理的濾血紙,

55、相對來說就沒有緩沖能力。圖11 優(yōu)質(zhì)快診產(chǎn)品背景干凈所以,出現(xiàn)T 線反白現(xiàn)象的原因有多方面,一種原因是膜的供應(yīng)提供的批次膜質(zhì)量不均一,在對膜進(jìn)行表面活化處理的時候,添加的物質(zhì)不均勻,導(dǎo)致一卷膜的某個區(qū)域疏水性大,某個區(qū)域疏水性小。一般這種狀況出現(xiàn)得較少。另外一個原因,也就是最重要的問題就是表面活性劑的問題。如果在產(chǎn)品的玻纖溶液中添加的表面活性劑濃度較小,或是攪拌不充分,或是處理玻纖過程中沒有均勻處理玻纖,就有可能導(dǎo)致異?,F(xiàn)象。產(chǎn)生T 線反白現(xiàn)象,主要是由和膜所結(jié)合的蛋白(抗原或抗體)的疏水性質(zhì)導(dǎo)致的。蛋白質(zhì)是兩性物質(zhì),和表面活性劑一樣,它既有親水鍵也有疏水鍵。蛋白質(zhì)與疏水的硝酸纖維素膜通過一定

56、的靜電力、疏水作用力等分子間作用力相結(jié)合,當(dāng)含有一定表面活性劑的流體流過T-線位置時,親水鍵裸露在外空間的蛋白質(zhì)可以很容易的被潤濕。而對于疏水鍵裸露在外空間的蛋白,由于表面活性劑的疏水鏈會與蛋白的疏水鍵相結(jié)合,表面活性劑的親水鏈與流體的水分子結(jié)合,也能夠被潤濕,從而實(shí)現(xiàn)蛋白與標(biāo)記的金標(biāo)或乳膠的特異性結(jié)合,在T 線位置顯色。但是,倘若該種蛋白疏水基性能較強(qiáng),疏水基鏈長且在膜上空間裸露較多,那么以通常情況下的表杭州格倫坤科技有限公司Page 16 of 32面活性劑濃度作用而言,是難以克服反白現(xiàn)象的。這是只要適當(dāng)?shù)脑龃笙鄳?yīng)表面活性劑的濃度,反白現(xiàn)象就會有改善。b.避免線條中空和現(xiàn)象,這也是表面活性

57、劑的一大功能。線條中空,C/T 線顯色時,信號中間好像有些地方?jīng)]有覆著金標(biāo)或乳膠,而信號不飽滿,也就是測試條的C 線或T 線顏色不均,線條中間有明顯的空白區(qū)域。在開發(fā)某一快診產(chǎn)品過程中,也會出現(xiàn)線條中空現(xiàn)象。一般有兩大原因?qū)е麓爽F(xiàn)象。一是是表面活性劑的親水作用不夠,而是金顆?;蛉槟z顆粒太大或不均一導(dǎo)致。一般的解決方法一是適當(dāng)?shù)脑龃蟊砻婊钚詣┑臐舛?,提高金?biāo)的再溶解能力,增大產(chǎn)品的親水性能,二是采用質(zhì)量較佳的金顆?;蛉槟z顆粒,大下尺寸盡量一致,CV 值要小。如BBI 公司提供的膠體納米金顆粒就可以保證CV 值小于8。動態(tài)光散射結(jié)果顯示每一批次的金顆粒大小均在窄幅區(qū)間內(nèi)波動。一般可通過以下措施優(yōu)化

58、進(jìn)行優(yōu)化:提高C/T 線的點(diǎn)膜原料濃度;在C/T 線中加入一些物質(zhì)改善溶液性狀,如:各種表面活性劑,甲醇/乙醇,糖等;可優(yōu)化改變金標(biāo)或乳膠的原料包被比例。c.增色和增加靈敏度關(guān)于增色,就是線條強(qiáng)度增加,也就是說適當(dāng)?shù)奶砑颖砻婊钚詣?,還可以提高一定的靈敏度,且在一定濃度范圍內(nèi),表面活性劑濃度增大,靈敏度相應(yīng)提高。各大公司在開發(fā)新的快診試劑條時,都紛紛親睞選用S9(Tetronic 1307)、S14(TritonX-100)和S19 (TWEEN 20)這三種表面活性劑。而且在研究過程中發(fā)現(xiàn),以上這兩種表面活性劑的確對許多產(chǎn)品都有很好的提高靈敏度的功效。但是就某些表面活性劑和某些產(chǎn)品的抗原抗體而

59、言,添加量超過一定濃度后,表面活性劑濃度越大,靈敏度反而會略有下降。所以不能一味的追求靈敏度的提高而添加大量的表面活性劑。添加大量的表面活性劑可能會帶來一些預(yù)料不到的麻煩,例如假陽性、靈敏度下降、跑板速度變慢或便快等。我們在HBsg-30a 的基礎(chǔ)性試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)S9(Tetronic 1307)增色效果特別突出。我們選用了不同濃度的S9、S14、S19、S20 和S21 分別添加在Tris、硼砂兩個玻纖系統(tǒng)中。產(chǎn)品在跑板過程中,僅僅從產(chǎn)品的可視窗口就會發(fā)現(xiàn),添加S9 的產(chǎn)品,其對應(yīng)的液流的顏色最深,金標(biāo)和添加的樣本結(jié)合最為完全,流速適中,最后的讀數(shù)結(jié)果顯示,相同濃度的表面活性劑,添加S9 的產(chǎn)

60、品線條強(qiáng)度一般高半個或一個檔次。而且對于S9(Tetronic 1307)這一表面活性劑,我們發(fā)現(xiàn),濃度從5 mg/ml 增大到40mg/ml,HBsg-302a 產(chǎn)品的靈敏度有了很大的增大。如表3 所示,濃度從5 mg/ml 增大到20mg/ml,T 線強(qiáng)度緩慢遞增,當(dāng)濃度從20mg/ml 增大到40mg/ml, T 線強(qiáng)度明顯快速增強(qiáng)。隨著濃度增大,不難發(fā)現(xiàn),會有假陽性現(xiàn)象出現(xiàn)。如在3040mg/ml 濃度中,產(chǎn)品的靈敏度提高很大,但是假陽性現(xiàn)象頻率液增大。這個可能是表面活性劑濃度過大,過多的暴露出活性蛋白的結(jié)合位點(diǎn),包括特異性結(jié)合位點(diǎn)和某些非特異性結(jié)合位點(diǎn)。所以如此高的濃度是不能選用的。

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