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文檔簡介
免疫膠體金技術(shù)的基本原理:膠體金是由氯金酸(HAuCI4)在還原劑如白磷、抗壞血酸、枸櫞酸鈉、鞣酸等作用下,可聚合成一定大小的金顆粒,并由于靜電作用成為一種穩(wěn)定的膠體狀態(tài),形成帶負(fù)電的疏水膠溶液,由于靜電作用而成為穩(wěn)定的膠體狀態(tài),故稱膠體金。膠體金在弱堿環(huán)境下帶負(fù)電荷,可與蛋白質(zhì)分子的正電荷基團(tuán)形成牢固的結(jié)合,由于這種結(jié)合是靜電結(jié)合,所以不影響蛋白質(zhì)的生物特性。膠體金除了與蛋白質(zhì)結(jié)合以外,還可以與許多其它生物大分子結(jié)合,如SPA、PHA、ConA等。根據(jù)膠體金的一些物理性狀,如高電子密度、顆粒大小、形狀及顏色反應(yīng),加上結(jié)合物的免疫和生物學(xué)特性,因而使膠體金廣泛地應(yīng)用于免疫學(xué)、組織學(xué)、病理學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域。膠體金標(biāo)記,實(shí)質(zhì)上是蛋白質(zhì)等高分子被吸附到膠體金顆粒表面的包被過程。吸附機(jī)理可能是膠體金顆粒表面負(fù)電荷,與蛋白質(zhì)的正電荷基團(tuán)因靜電吸附而形成牢固結(jié)合。用還原法可以方便地從氯金酸制備各種不同粒徑、也就是不同顏色的膠體金顆粒。這種球形的粒子對蛋白質(zhì)有很強(qiáng)的吸附功能,可以與葡萄球菌A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、抗生素、激素、牛血清白蛋白多肽綴合物等非共價(jià)結(jié)合,因而在基礎(chǔ)研究和臨床實(shí)驗(yàn)中成為非常有用的工具。免疫金標(biāo)記技術(shù)(Immunogoldlabellingtechnique)主要利用了金顆粒具有高電子密度的特性,在金標(biāo)蛋白結(jié)合處,在顯微鏡下可見黑褐色顆粒,當(dāng)這些標(biāo)記物在相應(yīng)的配體處大量聚集時(shí),肉眼可見紅色或粉紅色斑點(diǎn),因而用于定性或半定量的快速免疫檢測方法中,這一反應(yīng)也可以通過銀顆粒的沉積被放大,稱之為免疫金銀染色。2功能編輯本段常用的免疫膠體金檢測技術(shù):(1)免疫膠體金光鏡染色法細(xì)胞懸液涂片或組織切片,可用膠體金標(biāo)記的抗體進(jìn)行染色,也可在膠體金標(biāo)記的基礎(chǔ)上,以銀顯影液增強(qiáng)標(biāo)記,使被還原的銀原子沉積于已標(biāo)記的金顆粒表面,可明顯增強(qiáng)膠體金標(biāo)記的敏感性。(2)免疫膠體金電鏡染色法可用膠體金標(biāo)記的抗體或抗抗體與負(fù)染病毒樣本或組織超薄切片結(jié)合,然后進(jìn)行負(fù)染??捎糜诓《拘螒B(tài)的觀察和病毒檢測。斑點(diǎn)免疫金滲濾法(3)應(yīng)用微孔濾膜(如膜)作載體,先將抗原或抗體點(diǎn)于膜上,封閉后加待檢樣本,洗滌后用膠體金標(biāo)記的抗體檢測相應(yīng)的抗原或抗體。(4)膠體金免疫層析法將特異性的抗原或抗體以條帶狀固定在膜上,膠體金標(biāo)記試劑(抗體或單克降抗體)吸附在結(jié)合墊上,當(dāng)待檢樣本加到試紙條一端的樣本墊上后,通過毛細(xì)作用向前移動(dòng),溶解結(jié)合墊上的膠體金標(biāo)記試劑后相互反應(yīng),再移動(dòng)至固定的抗原或抗體的區(qū)域時(shí),待檢物與金標(biāo)試劑的結(jié)合物又與之發(fā)生特異性結(jié)合而被截留,聚集在檢測帶上,可通過肉眼觀察到顯色結(jié)果。該法現(xiàn)已發(fā)展成為診斷試紙條,使用十分方便。膠體金是一種常用的標(biāo)記技術(shù),是以膠體金作為示蹤標(biāo)志物應(yīng)用于抗原抗體的一種新型的免疫標(biāo)記技術(shù),有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。近年已在各種生物學(xué)研究中廣泛使用。在臨床使用的免疫印跡技術(shù)幾乎都使用其標(biāo)記。同時(shí)在流式、電鏡、免疫、分子生物學(xué)以至生物芯片中都可能例用到。膠體金(colloidalgold),又稱金溶膠(goldsolution),是指分散相粒子直徑在l一150nm之間的金溶膠,屬于多相不均勻體系,顏色呈桔紅色到紫紅色。膠體金可以作為標(biāo)記物用于免疫組織化學(xué),近10多年來膠體金標(biāo)記已經(jīng)發(fā)展為一項(xiàng)重要的免疫標(biāo)記技術(shù)。膠體金免疫分析在藥物檢測、生物醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域的研究已經(jīng)得到發(fā)展,并越來越受到相關(guān)研究領(lǐng)域的重視。膠體金(colloidalgold)也稱金溶膠(goldsolution),是由金鹽被還原成原金后形成的金顆粒懸液。膠體金顆粒由一個(gè)基礎(chǔ)金核(原子金Au)及包圍在外的雙離子層構(gòu)成,緊連在金核表面的是內(nèi)層負(fù)離子(AuC12—),外層離子層H+則分散在膠體間溶液中,以維持膠體金游離于溶膠間的懸液狀態(tài)。膠體金顆粒的基礎(chǔ)金核并非是理想的圓球核,較小的膠體金顆?;臼菆A球形的,較大的膠體金顆粒(一般指大于30nm以上的)多呈橢圓形。在電子顯微鏡下可觀察膠體金的顆粒形^態(tài)0膠體金-特征性質(zhì)膠體金因而具有膠體的多種特性,特別是對電解質(zhì)的敏感性。電解質(zhì)能破壞膠體金顆粒的外周永水化層,從而打破膠體的穩(wěn)定狀態(tài),使分散的單一金顆粒凝聚成大顆粒,而從液體中沉淀下來。某些蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)有保護(hù)膠膠體金、加強(qiáng)其穩(wěn)定性的作用。呈色性微小顆粒膠體呈紅色,但不同大小的膠體呈色有一定的差別。最小的膠體金2?5nm)是橙色的,中等大小的膠體金(10?20nm)是酒紅色的,較大顆粒的膠體金(30?80nm)則是紫紅色的。根據(jù)這一特點(diǎn),用肉眼觀察膠體金的顏色可粗略估計(jì)金顆粒的大小。光吸收性膠體金在可見光范圍內(nèi)有一單一光吸收峰,這個(gè)光吸收峰的波長(入max)在510?550nm范圍內(nèi),隨膠體金顆粒大小而變化,大顆粒膠體金的入max偏向長波長,反之,小顆粒膠體金的入max則偏于短波長。膠體金-鑒定和保存膠體金的制備并不難,但要制好高質(zhì)量的膠體金卻也并非易事。因此對每次制好的膠體金應(yīng)加以檢定,主要檢查指標(biāo)有顆粒大小,粒徑的均一程度及有無凝集顆粒等。在日光下仔細(xì)觀察比較膠體金的顏色,可以粗略估計(jì)制得的金顆粒的大小。當(dāng)然也可用分光光度計(jì)掃描久max來估計(jì)金顆粒的粒徑。制備的膠體金最好作電鏡觀察,并選一些代表性的作顯微攝影,可以比較精確地測定膠體金的平均粒徑;良好的膠體金應(yīng)該是清亮透明的,若制備的膠體金混濁或液體表面有漂浮物,提示此次制備的膠體金有較多的凝集顆粒。膠體金在潔凈的玻璃器皿中可較長時(shí)間保存,加入少許防腐劑(如0.02%NaN3)可有利于保存。保存不當(dāng)時(shí)會(huì)有細(xì)菌生長或有凝集顆粒形成。少量凝集顆粒并不影響以后膠體金的標(biāo)記,使用時(shí)為提高標(biāo)記效率可先低速離心去除凝集顆粒。膠體金-發(fā)展簡史r.It'土r.It'土 泣:Am1-膠體金標(biāo)記技術(shù)圖冊膠體金作為標(biāo)記物用于免疫組織化學(xué)始于1971年,Faulk等應(yīng)用電鏡免疫膠體金染色法(IGS)觀察沙門氏菌,此后他們把膠體金與多種蛋白質(zhì)結(jié)合.1974年Romano等將膠體金標(biāo)記在第二抗體(馬抗人IgG)上,建立了間接免疫膠體金染色法。1978年geoghega發(fā)現(xiàn)了膠體金標(biāo)記物在光鏡水平的應(yīng)用。膠體金在免疫化學(xué)中的這種應(yīng)用,又被稱為免疫金.之后,許多學(xué)者進(jìn)一步證實(shí)膠體金能穩(wěn)定又迅速地吸附蛋白質(zhì),而蛋白質(zhì)的生物活性無明顯改變.它可以作為探針進(jìn)行細(xì)胞表面和細(xì)胞內(nèi)多糖、蛋白質(zhì)、多膚、抗原、激素、核酸等生物大分子的精確定位,也可以用于日常的免疫診斷,進(jìn)行免疫組織化學(xué)定位,因而在臨床診斷及藥物檢測等方面的應(yīng)用已受到廣泛的重視.目前電鏡水平的免疫金染色(IGS),光鏡水平的免疫金銀染色(唆),以及肉眼水平的斑點(diǎn)免疫金染色技術(shù)日益成為科學(xué)研究和臨床診斷的有力工具?膠體性質(zhì)膠體金顆粒大小多在1~100nm,微小金顆粒穩(wěn)定地、均勻地、呈單一分散狀態(tài)懸浮在液體中,成為膠體金溶液。近10多年來膠體金標(biāo)記已經(jīng)發(fā)展為一項(xiàng)重要的免疫標(biāo)記技術(shù).膠體金免疫分析在藥物檢測、生物醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域的研究已經(jīng)得到發(fā)展,并越來越受到相關(guān)研究領(lǐng)域的重視。膠體金-制備方法氯金酸(HauC14)是主要還原材料,通過各種方法進(jìn)行還原制備金溶膠,常用還原劑有檸檬酸鈉、鞣酸、抗壞血酸、白磷、硼氫化鈉等。根據(jù)還原劑類型以及還原作用的強(qiáng)弱,可以制備0.8nm~150nm不等的膠體金。常見的制備方法有一下幾種:1、 紫外光引發(fā)還原可制備金溶膠——其還原過程經(jīng)歷了自由基機(jī)理。用紫外可見光譜觀察了不同反應(yīng)時(shí)間溶膠狀態(tài)的變化。結(jié)果表明,光照反應(yīng)2h時(shí)明顯出現(xiàn)金溶膠粒子,7h后氯金酸基本轉(zhuǎn)化完畢。同時(shí),研究了穩(wěn)定劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的加入對還原過程的影響,結(jié)果表明,PVP的加入不僅穩(wěn)定了溶膠,而且降低了反應(yīng)速率.用SEM觀察了溶膠粒子聚集體的形貌.最后以1,4-bis(4-vinylpyridyl)phenylene為探針分子研究了這種溶膠的SERS活性.2、 納米金溶膠制備一一以水為分散介質(zhì),PVP為分散劑,抗壞血酸作還原劑,用較高濃度的氯金酸溶液,在弱酸性條件下,通過化學(xué)還原法制得球狀、最大粒徑為20nm的金溶膠結(jié)果表明,還原劑用量為抗壞血酸/Au(摩爾比)=3,PVP的用量取PVP/HAuCl4(質(zhì)量比)=1,還原體系自身pH值3?5,常溫293K為金溶膠制備的最佳條件.在此條件下制得的金粉粒度小,分散性好,且十分穩(wěn)定,無反溶現(xiàn)象.3、 磷鉬酸作為光催化還原劑制備納米金溶膠一一由于DMF與磷鉬雜多陰離子間的電荷轉(zhuǎn)移作用,導(dǎo)致鉬系雜多酸可成為制備納米金溶膠的光催化還原劑.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,紫外光照作用及光照時(shí)間、DMF用量等是影響納米金的形成和形貌的主要因素,選擇適宜的合成條件可以得到粒徑均勻、分散性好的納米金溶膠.4、 超短脈沖激光誘導(dǎo)制備金溶膠的方法一一其制法為以氯金酸濃度在0?5mmol/L范圍內(nèi)的水溶液作為反應(yīng)溶液,調(diào)節(jié)可見/近紅外超短脈沖激光光束并聚焦,利用焦點(diǎn)附近的光束輻照氯金酸水溶液來制備金溶膠。本發(fā)明的制備方法工藝和裝置簡單,無需還原劑的引入,制備的金溶膠濃度高,穩(wěn)定性好,雜質(zhì)含量非常低,可用作高級非線性光學(xué)薄膜的前驅(qū)體,催化材料,也可用作食品、飲料及化妝品的添加劑。6、一種采用激光轟擊固液界面連續(xù)制備純凈金溶膠一一本發(fā)明系采用聚焦脈沖激光束在適當(dāng)氣體保護(hù)下轟擊浸于連續(xù)流動(dòng)液相中的,不斷相對移位的金靶表面,在固液界面產(chǎn)生高溫高壓微區(qū)而生成純凈的金溶膠流出反應(yīng)器。本發(fā)明方法可連續(xù)制備純凈的金溶膠,不含過量還原劑及其反應(yīng)副產(chǎn)物、保護(hù)劑、分散劑等有害雜質(zhì),無須提純,作為添加劑可直接應(yīng)用于微電子器件、超大規(guī)模集成芯片、醫(yī)學(xué)、免疫標(biāo)記以及食品、飲料、飲用水、酒類、化妝品等行業(yè)。膠體金-應(yīng)用1、 膠體金在電鏡水平的應(yīng)用膠體金應(yīng)用電鏡水平的研究最早,發(fā)展最快,應(yīng)用最廣泛。其最大優(yōu)點(diǎn)是可以通過應(yīng)用不同大小的顆粒或結(jié)合酶標(biāo)進(jìn)行雙重或多重標(biāo)記。直徑為3?15nm膠體金均可用作電鏡水平的標(biāo)記物。3?15nm的膠體金多用于單一抗原顆粒的檢測,而直徑15nm多用于檢測量較多的感染細(xì)胞。膠體金用于電鏡水平的研究,主要包括:①細(xì)胞懸液或單層培養(yǎng)中細(xì)胞表面抗原的觀察。②單層培養(yǎng)中細(xì)胞內(nèi)抗原的檢測。③組織抗原的檢測。金標(biāo)記在電鏡水平的應(yīng)用,主要方法包括:包埋前染色、包埋后染色、免疫負(fù)染色、雙標(biāo)記技術(shù)和原位雜交技術(shù)等。實(shí)驗(yàn)證明,該法樣本用量少、檢測速度快、對比明顯、操作簡單、敏感性和特異性高,既可用于抗原檢測,也可用于抗體檢測,因此,可同時(shí)適用于科研和診斷。2、 膠體金在光鏡水平的應(yīng)用膠體金同樣可用做光鏡水平的標(biāo)記物,取代傳統(tǒng)的熒光素、酶等。各種細(xì)胞涂片、切片均可應(yīng)用。主要用于:①用單克窿抗體或抗血清檢測細(xì)胞懸液或培養(yǎng)的單層細(xì)胞的膜表面抗原。②檢測培養(yǎng)的單層細(xì)胞胞內(nèi)抗原,③組織中或亞薄切片中抗原的檢測。膠體金用于光鏡水平的研究,可以彌補(bǔ)其它標(biāo)記物不可避免的本底過高和內(nèi)部酶活性干擾等缺點(diǎn)。3、 膠體金在流式細(xì)胞儀中的應(yīng)用:應(yīng)用熒光素標(biāo)記的抗體,通過流式細(xì)胞儀計(jì)數(shù)分析細(xì)胞表面抗原,是免疫學(xué)研究中的重要技術(shù)之一。但由于不同熒光素的光譜相互重疊,區(qū)分不同的標(biāo)記困難,因此必須尋找一種非熒光素標(biāo)記物,用于流式細(xì)胞計(jì)數(shù)。這樣可以同時(shí)進(jìn)行幾種標(biāo)記。該標(biāo)記物必須能夠改變散射角,膠體金可以明顯地改變紅激光散射角,因而可以作為流式細(xì)胞儀的標(biāo)記物之一。4、 凝集試驗(yàn):單分散的免疫金溶膠呈清澈透明的溶液,其顏色隨溶膠顆粒大小而變化,當(dāng)與相應(yīng)抗原或抗體發(fā)生專一性反應(yīng)后出現(xiàn)凝聚,溶膠顆粒極度增大,光散射隨之發(fā)生變化,顆粒也會(huì)沉降,溶液的顏色變淡甚至變成無色,這一原理可定性或定量地應(yīng)用于免疫反應(yīng)。5、 免疫印跡技術(shù)(immunoblotting):免疫印跡是一種較新的免疫化學(xué)技術(shù)。用聚丙烯酰胺凝膠電泳將蛋白質(zhì)分離,得到的區(qū)帶轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素膜,然后用酶免疫法(或免疫熒光、RIA)進(jìn)行定量。免疫膠體金也可用于該法的定量。轉(zhuǎn)移后的硝酸纖維素膜與某特異性的抗體保溫后,再與經(jīng)葡萄球菌A蛋白致敏的膠體金溫育,徹底洗去多余的膠體金,根據(jù)膜上膠體金顆粒顏色深淺可測知樣品中的特異性抗原。利用金顆??纱呋y離子還原成金屬銀這一原理,采用銀顯影劑增強(qiáng)金顆粒的可見性,更可大大提高測定靈敏度,檢測下限可低至O.lng,這種免疫金銀染色法應(yīng)用已日趨廣泛。由于膠體金免疫印跡技術(shù)簡便、快速,且有相當(dāng)?shù)母叩撵`敏度,在臨床免疫診斷上有很大的應(yīng)用潛力。6、 膠體金在肉眼水平的應(yīng)用膠體金取代傳統(tǒng)三大標(biāo)記物,用于肉眼水平的免疫檢測中。除了膠體金本身具有的特點(diǎn)外,還有以下優(yōu)點(diǎn):①試劑和樣本用量極小,樣本量可低至1?2ul;②不需Y—計(jì)數(shù)器、熒光顯微鏡、酶標(biāo)檢測儀等貴重儀器,更適于現(xiàn)場應(yīng)用;③沒有諸如放射性同位素、鄰苯二胺等有害物質(zhì)參與;④實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以長期保存;⑤時(shí)間大大縮短,提高了檢測速度。金標(biāo)過程中,無共價(jià)鍵形成,是一定離子濃度下的物理吸附。因此幾乎所有的大分子物質(zhì)都可被金標(biāo)記,標(biāo)記后大分子物質(zhì)活性不發(fā)生改變。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,膠體金的敏感性可達(dá)到ELISA的水平。而結(jié)合銀染色時(shí),檢測的敏感性更大大提高??冢菽z體金-注意事項(xiàng)1、 氯金酸易潮解,應(yīng)干燥、避光保存。2、 氯金酸對金屬有強(qiáng)烈的腐蝕性,因此在配制氯金酸水溶液時(shí),不應(yīng)使用金屬藥匙稱量氯金酸。3、 用于制備膠體金的蒸憎水應(yīng)是雙蒸憎水或三蒸徭水,或者是高質(zhì)量的去離子水4、 是以制備膠體金的玻璃容器必須是絕對清潔的,用前應(yīng)先經(jīng)酸洗并用蒸憎水沖凈。最好是經(jīng)硅化處理的,硅化方法可用5%二氯甲硅烷的氯仿溶液浸泡數(shù)分鐘,用蒸憎水沖凈后干燥備用。5、 膠體金的鑒定和保存:膠體金的制備并不難,但要制好高質(zhì)量的膠體金卻也并非易事。因此對每次制好的膠體金應(yīng)加以檢定,主要檢查指標(biāo)有顆粒大小,粒徑的均一程度及有無凝集顆粒等。膠體金-影響因素影響膠體金溶液穩(wěn)定性的主要原因是:1、 膠粒間的相互吸引力。當(dāng)膠粒相距很近時(shí),這種吸引力可能導(dǎo)致膠粒合并變大。2、 水化層的帶電情況。一種溶膠的各個(gè)膠粒都帶有相同的電荷。同性電荷相斥,雙電層愈厚,膠粒帶電量愈大,排斥力愈大,愈能阻止膠粒合并聚結(jié),溶膠愈穩(wěn)定。3、 膠體界面的溶劑膜,當(dāng)二固體間夾有一厚層液體時(shí),這層液體膜有一個(gè)反抗二固體接近的排斥力。兩個(gè)膠粒要進(jìn)一步接近,只有克服它們之間的溶劑化膜的斥力才有可能,因此溶劑膜的斥力是使溶膠穩(wěn)定的原因之一。膠體金-應(yīng)用1、膠體金在電鏡水平的應(yīng)用。膠體金應(yīng)用電鏡水平的研究最早,發(fā)展最快,應(yīng)用最廣泛。其最大優(yōu)點(diǎn)是可以通過應(yīng)用不同大小的顆?;蚪Y(jié)合酶標(biāo)進(jìn)行雙重或多重標(biāo)記。直徑為3?15nm膠體金均可用作電鏡水平的標(biāo)記物。3?15nm的膠體金多用于單一抗原顆粒的檢測,而直徑15nm多用于檢測量較多的感染細(xì)胞。膠體金用于電鏡水平的研究,主要包括:①細(xì)胞懸液或單層培養(yǎng)中細(xì)胞表面抗原的觀察。②單層培養(yǎng)中細(xì)胞內(nèi)抗原的檢測。③組織抗原的檢測。金標(biāo)記在電鏡水平的應(yīng)用,主要方法包括:包埋前染色、包埋后染色、免疫負(fù)染色、雙標(biāo)記技術(shù)和原位雜交技術(shù)等。實(shí)驗(yàn)證明,該法樣本用量少、檢測速度快、對比明顯、操作簡單、敏感性和特異性高,既可用于抗原檢測,也可用于抗體檢測,因此,可同時(shí)適用于科研和診斷。2、膠體金在光鏡水平的應(yīng)用。膠體金同樣可用做光鏡水平的標(biāo)記物,取代傳統(tǒng)的熒光素、酶等。各種細(xì)胞涂片、切片均可應(yīng)用。主要用于:①用單克窿抗體或抗血清檢測細(xì)胞懸液或培養(yǎng)的單層細(xì)胞的膜表面抗原。②檢測培養(yǎng)的單層細(xì)胞胞內(nèi)抗原,③組織中或亞薄切片中抗原的檢測。膠體金用于光鏡水平的研究,可以彌補(bǔ)其它標(biāo)記物不可避免的本底過高和內(nèi)部3、 膠體金在流式細(xì)胞儀中的應(yīng)用。應(yīng)用熒光素標(biāo)記的抗體,通過流式細(xì)胞儀計(jì)數(shù)分析細(xì)胞表面抗原,是免疫學(xué)研究中的重要技術(shù)之一。但由于不同熒光素的光譜相互重疊,區(qū)分不同的標(biāo)記困難,因此必須尋找一種非熒光素標(biāo)記物,用于流式細(xì)胞計(jì)數(shù)。這樣可以同時(shí)進(jìn)行幾種標(biāo)記。該標(biāo)記物必須能夠改變散射角,膠體金可以明顯地改變紅激光散射角,因而可以作為流式細(xì)胞儀的標(biāo)記物之一。4、 凝集試驗(yàn):單分散的免疫金溶膠呈清澈透明的溶液,其顏色隨溶膠顆粒大小而變化,當(dāng)與相應(yīng)抗原或抗體發(fā)生專一性反應(yīng)后出現(xiàn)凝聚,溶膠顆粒極度增大,光散射隨之發(fā)生變化,顆粒也會(huì)沉降,溶液的顏色變淡甚至變成無色,這一原理可定性或定量地應(yīng)用于免疫反應(yīng)。5、 免疫印跡技術(shù)(immunoblotting):免疫印跡是一種較新的免
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