抗原检测的原理是什么(抗原检测技术)

原标题：2023年高考考点：抗原检测原理（胶体金法）

国务院联防联控机制综合组12月8日发布公告《新冠病毒抗原检测应用方案》，明确所有人员本着自愿原则，可以随时进行自身抗原检测。那么您知道COVID-19抗原检测的工作原理吗？

胶体金检测方法是一种定性检测方法，涉及抗原和抗体的特异性反应，即某种抗体与某种抗原的特异性识别和结合。然而，抗原和抗体的结合是肉眼看不到的，因此将抗体与胶体金偶联。胶体金是金盐还原成金元素后形成的金颗粒悬浮液。它通常呈红色，在碱性条件下表面带负电，因此可以与带正电的物质（如新冠病毒抗体）结合。COVID-19抗体的这两种肉眼看不见的特性可以通过胶体金的颜色来显示。

新型冠状病毒抗原检测试剂盒分为四个部分。第一部分是样品孔，第二部分是胶体金纳米粒子与新型冠状病毒抗体的缀合物，第三部分是固定有新型冠状病毒抗体的试纸条（标记为T，即Test，检测线），第三部分是固定有新型冠状病毒抗体的试纸条。这四个部分固定的是另一种可以特异性结合新冠病毒抗体的抗体（标记为C，即Control，质控线）。

T线显色的原理：

添加样品后，样品向前流动。当到达第二部分时，如果样本中含有COVID-19抗原，胶体金偶联的COVID-19抗体就会识别并结合COVID-19抗原，样本继续向前流动。当到达T线时，T一线新冠病毒抗体也会与新冠病毒抗原结合。即，形成“T系抗体-待测抗原-胶体金偶联抗体”的三元复合物。大量胶体金固定于此，并显示红色条带，判定为阳性。如果样本中没有COVID-19抗原，T线上的COVID-19抗体无法捕获胶体金偶联抗体。T线不显色，判定为阴性。

C线显色的原理：

样品的向前流动带动胶体金颗粒向前移动。多余的胶体金颗粒到达C线后，其偶联的新冠病毒抗体与C线的抗体结合，大量积累并呈现红色。如果C线上没有红色条带，则说明抗原检测板质量有问题，检测结果不可信。

“抗原检测”检测的是什么？

病毒就像包裹在软糖馅料中的各种软糖豆。

“软糖三明治”位于病毒粒子的中心，其主要成分是核酸（ssRNA），为病毒的复制、遗传和突变提供遗传信息。外面的“软糖”是病毒体的蛋白质外壳，称为“核衣壳”（N），它可以保护病毒核酸免受外界因素的损害，并介导病毒进入宿主细胞。进入之前，包裹在“糖衣”上的“糖衣”可以理解为病毒粒子的包膜。它是围绕病毒核衣壳的双层膜。

新型冠状病毒的“糖衣”色彩极其丰富，其膜上有刺突糖蛋白（S）、包膜蛋白（E）和膜蛋白（M）。这些结构蛋白中，N蛋白在不同的SARS-CoV-2病毒株中高度保守，具有良好的免疫原性。它是病毒感染细胞后表达量最高的结构蛋白，是很好的检测生物标志物。目前，新冠病毒抗原检测一般以检测N蛋白为主。

新冠病毒抗原检测原理

假设这是含有新型冠状病毒特异性抗原（N蛋白）的口咽/鼻咽拭子。拭子处理液释放并洗脱后，N蛋白随处理液一起滴入样品孔中。

待测样品在纸纤维形成的毛细力作用下从试纸的一端流向另一端。在这个过程中，N蛋白会经历三个层次。

注：第一级：金标抗体（金标2019-nCoV抗体）；第二级：T线抗体（2019-nCoV抗体）；第三级：C线抗体（“金标2019-nCoV抗体”二抗）。

样品在毛细作用下沿着测试卡的采样孔端向前移动。如果样本中含有新型冠状病毒抗原，该抗原就会与胶体金标记的COVID-19N蛋白抗体MAb1结合，形成新型冠状病毒抗原-胶体金标记抗体复合物。复合物随样本继续迁移至硝酸纤维素膜上，被固定在硝酸纤维素膜上的另一种新冠病毒N蛋白抗体MAb2抗体捕获，形成紫红色检测线（T线），表明新冠病毒抗原是积极的；如果检测线（T线）不显色，则表明新冠病毒抗原呈阴性。检测卡上还含有一条质控线，即C线。无论样品中是否含有相应的分析物，都会出现紫红色质控线（C线），以判断层析过程是否正常。

质控：用于确定是否有足够的样品以及层析过程是否正常。当金标COVID-19抗体用液相色谱分离至质控区（C）时，被羊抗小鼠COVID-19抗体捕获，形成金标COVID-19抗体抗COVID-19抗体复合物。材料，在质量控制区域(C)中形成红色带。

【生物动画】病毒抗原检测原理（胶体金法）

新冠抗原居家自测步骤：

1.洗净双手，拿出检测卡、采样拭子、提取液等物品，检查是否在有效期内。

2.头部微扬，插入双侧鼻腔（1-1.5厘米），轻轻转动（4次），并停留足够的时间（15秒）

3.将取好的拭子浸泡在样本提取液里面（20秒），挤压拭子（5次），使得拭子上的样本充分与提取液混合均匀。

4.折断拭子头，将加样的盖子盖回提取液管。

5.取出新型冠状病毒（2019-nCoV）抗原检测卡，检查是否在有效期内，并将其水平放置在台面上

6.垂直加样4滴到加样孔中，计时15分钟并等液体自然扩散，在等待的时候避免移动检测卡。

7.等待15分钟后观察结果

C区

T区

结果判定

红条

红条

正(+)

红条

没有任何

消极的（-）

没有任何

红条

无效的

没有任何

没有任何

无效的

8.检测完毕，将所有东西收到垃圾袋里，妥善处理。

1胶体金

胶体金是胶体纳米金，由氯金酸（HAuCl4）在还原剂（如白磷、抗坏血酸、柠檬酸钠、单宁酸等）作用下聚合成一定尺寸的金颗粒，在静电作用下变成金颗粒。稳定的胶体状态，形成带负电荷的疏水性胶溶液。

2023年高考考点

胶体金标记主要包括三种力，即静电相互作用、疏水相互作用和金硫键。胶体金在弱碱性环境中带负电，可以与蛋白质分子的带正电基团形成牢固的键合。由于这种结合是静电的，因此不会影响蛋白质的生物特性。

2个乳胶微球

乳胶法是以有色乳胶微球为载体的间接凝集试验。可溶性抗原吸附在其表面，特异性抗体与其结合，引起凝集反应。目前，免疫层析常用的彩色微球大多采用内包埋法制备。染料位于微球内部，不易渗漏，形态结构相对稳定。

免疫层析产品中使用的彩色乳胶微球粒径比胶体金颗粒大（彩色乳胶微球粒径为200nm-400nm，胶体金粒径为20-40nm），相对灵敏度为更高。

乳胶微球颜色鲜艳，可包覆氨基、羧基、硫基等多种官能团。因此，它们可以通过化学反应或通过吸附（胶体金）以共价键的形式与抗体偶联。抗体只能通过吸附结合）。对于含有多个硫原子的分子，乳胶微球的标记效果更好。

胶体金法和乳胶法的操作流程基本相似，以双抗体夹心法为例：

双抗体夹心法演示

3个荧光微球

荧光微球是指通过物理、化学方法标记在颗粒表面或嵌入微球内部的荧光物质，如荧光素。它们一般呈球形，直径从纳米到微米不等，可以被激发光激发。发出肉眼可见的荧光。

荧光微球的形状和尺寸比较稳定，粒径均匀，单分散性好，发光效率高，重复性好，与生物体相互作用后的各种反应良好，吸附力强，比表面积大，表面积大。反应能力强，凝集作用大。基本不受外界环境影响，荧光物质光学稳定性好，荧光强度需要通过免疫荧光分析仪读取。荧光微球发出的荧光信号持续强且稳定，易于用仪器检测荧光信号。

荧光免疫层析是利用荧光微球表面修饰的官能团（如羧基）与抗原或抗体共价结合，利用荧光物质发出稳定、强的荧光信号进行定量检测。

总的来说，这三种免疫层析标记物各有优点。胶体金法和乳胶法的特点是不需要使用特殊仪器，通过肉眼即可判断。操作简单，检测时间短。其中乳胶法显色能力更强，结果显示更直观。与胶体金法、乳胶法相比，荧光免疫层析法灵敏度更高，但使用时需要配套的荧光检测器。目前尚无家用型，且仪器价格较高。此外，荧光微球的成本高于胶体金和乳胶，且其可及性存在偏差。

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