表面活性剂在金免疫层析中的的作用

表面活性剂在快速诊断试纸条中的应用

1. 表面活性剂概述

表面活性剂（surfactant 或amphiphiles）是一种主要的精细化学品，具有优良的润湿、 乳化、去污、分散及渗透等特性。

1.1 表面活性剂的定义与结构

凡是能吸附在溶液的表（界）面上，较低浓度就能极高的降低表（界）面张力的能力和 效率的物质就称为表面活性剂。

表面活性剂分子结构具有一个共同的特点，即可以分为两部份，一部分是亲水

基团，这是表面活性剂的亲水极性部分；另一部分是疏水基团或者亲油基团，这是非极性部分。因此，表面活性剂既可以在极性溶剂（最常用的溶剂是水）中，又可以溶解在

非极性的油相中，具有两亲性质，故油被称为两亲分子。

表面活性剂的亲水基团种类很多，包括极性基团和离子基团。极性基团如聚氧乙烯基和 糖基等，离子基团如羧基、硫酸基、磺酸基、磷酸基和季铵基等。亲油基团主要是长链烷基碳氢链、碳氟链、聚硅氧烷链以及聚氧丙烯等。

1.2 表面活性剂的分类

表面活性剂的性质主要由亲水基团决定，因此，表面活性剂通常按照亲水基团结构和性 质分类，而亲水基团的结构变化多端，所以总体可以分为两大类：溶解与水后能理解成离子的离子表面活性剂和在水中不能溶解的非离子表面活性剂。离子表面活性剂按其所带电荷种类，还可再分为阳离子、阴离子和两性表面活性剂。

在非离子表面活性剂中，常见的是聚氧乙烯醚型。在离子表面活性剂中，常见的阳离子 表面活性剂有季铵盐类、硫铵盐类、磷铵盐类等，常见的阴离子表面活性剂有长链烷基羧酸盐、长链烷基磺酸盐、长链烷基磷酸盐等，常见两性离子表面活性剂有甜菜碱型、氨基酸型等。

1.2 表面活性剂

非离子表面活性剂 离子表面活性剂 阳离子表面活性剂 阴离子表面活性剂 两性表面活性剂

1.3 表面活性剂的作用原理

表面活性剂能在极低的浓度下显著降低溶液的表面张力，与其分子结构特点密不可分。它由疏水基团和亲水基团构成，这两部分分处于分子两端，形成不对称结构。因此， 这样的分子结构使得表面活性剂一部分与水分子具有很强的亲和力，赋予其分子的水溶性，而另一部分因疏水基团有排斥水分子的性质，使得其分子在水溶液体系中（包括表面和界面）发生定向排列。它们从溶液的内部转移至表面，以疏水基朝向气相（或油相），亲水基插入水中，形成紧密排列的单分子吸附层满足疏水基逃离水包围的要求。这个溶液表面附着表面活性剂分子的过程就是使溶液表面张力急剧下降的过程。因为非极性物质往往具有较低的表面自由能，表面活性剂分子吸附于液体表面，用表面自由能低的分

子覆盖了表面自由能高的溶剂分子，因此溶液的表面张力降低。

（a）溶液表面表面活性剂分子的定向排列（b）溶液内部表面活性剂胶束的形成 1.3 随着表面活性剂浓度的增加，水表面逐渐被覆盖，当溶液浓度增加到一定值后，水表

面全部被活性剂分子占据，达到吸附饱和，表面张力不再继续明显降低，而是维持基本稳定。此时表面活性剂的粘度再增加，其分子会在溶液内部形成胶束，排列成另外一种方式。而这个开始形成胶束的最低浓度就被称为临界胶束浓度度(critical micelle concentration，CMC)。

表面活性剂的强弱和临界胶束浓度的大小，与其亲水性密切相关。通常用HLB

（hydrophile-lipophile balance）来表示表面活性剂的亲水性，它是亲水基和疏水基之间在大

小和力量上的平衡程度的量度。很明显，HLB 值是一个经验相对数值。目前规定，表面活性剂的HLB 值的变化范围为1－40，HLB 值低说明表面活性剂的亲油性强（油溶性的表面活性剂），HLB 值高说明是水溶性强（水溶性的表面活性剂）。根据以上标准，可以估计处每一中表面活性剂的HBL 值，以及大致估计其相应的应用。HLB 值与表面活性剂性质之间的关系如表1 所示[1,2]。 表1 HLB 值的范围与适宜的应用 HLB 值应用 HLB 值在水中分散现象 1－3 消泡作用 1－4 在水中部分散

3－6 乳化作用（W/O） 3－6 分散性不好

6－9 润湿作用 6－8 剧烈振荡后成乳色分散体系 7－15 渗透作用 8－10 稳定乳色分散体系

8－18 乳化作用（O/W） 10－13 半透明到透明分散体系 12－15 润湿作用＞13 透明溶液 13－15 去污作用 15－18 增溶作用

1.4 1.4 表面活性剂的功能与应用

1.4.1 润湿功能 1.4.1.1 润湿过程

所谓润湿就是当固体与液体接触时，原来的固－气和液－气表面消失而形成新的固－液界面的现象。通常可用液体在固体表面受力平衡时形成的接触角大小来判断润湿与不润湿。

把不同液体滴在固体表面可以看到两种情况，一种是液滴很快在固体表面铺展形成新 的固—液界面，在气、液、固三相交界处的气-液界面与固—液界面之间的夹角叫接触

角()（如图3）。产生润湿的条件是： γSV－γSL≥0

与γSV、γSL、γLV 的关系可表示为： γSV－γSL ＝γLV COS

（γSV ：气－固表面张力，γSL：液－固表面张力，γLV 气－液表面张力） 可以看出，在润湿的情况下接触角是小于90°的。

另一种情况是液滴不在固体表面上铺展，而是在固体表面上缩成一液珠，如同水滴加到

疏水塑料大卡表面时看到的现象，这种情况叫不润湿，不润湿时接触角是大于90°的。图3 液滴在平滑表面的润湿与接触角 1. 表面活性剂的润湿作用原理

表面活性剂的润湿作用具体表现在两个方面 （1）在固体表面发生定向吸附

表面活性剂以极性基团朝向固体，非极性基团朝向气体吸附于固体表面，形成定向排列的吸附层，使自由能较高的固体表面被碳氢链覆盖而转化为低能表面，达到改变润湿性能的目的。这种吸附通常发生在高能表面。例如云母为硅酸盐矿物，表面自由能较高，水在其上可以铺展。把云母片浸入离子表面活性剂的溶液中，当溶液浓度达到接近临界胶束浓度时，云母片表面变成疏水表面。这是由于表面活性剂的作用，以亲水的极性头吸附于云母的表面上，以疏水的碳氢链伸入水中，以但分子层覆盖了云母的高能表面，使其自由能和水的相容性降低，水不能在其上府展，润湿性变差（如图4a）。

但当该离子表面活性剂的浓度大于临界胶束浓度以后，表面又变得亲水，水可以在其 上铺展。这是因为表面活性剂的粘度增大使，活性剂的负离子的碳氢链可以通过疏水基质检的相互作用（分子间力），在云母表面形成双分子吸附层，活性剂的负离子极性头伸入水中，构成亲水表面，能够被水润湿（如图4b）。可见表面活性剂在固体表面的吸附状态是影响固体表面润湿性的重要因素。 （a）单分子吸附层（b）双分子吸附层 图4 离子表面活性剂在云母表面的吸附 （2）提高液体的润湿能力

水在低能固体表面（NC 膜、玻纤、聚酯膜、无纺布等）不能铺展，为改善体系的润湿性质，常在水中胶乳表面活性剂，降低水的表面张力γLV，使其能润湿固体的表面。 1.4.1.3 常见润湿剂

一种好的润湿剂通常其碳氢链中具有分支结构，且亲水基位于长碳链的中部。润湿剂 不仅具有较高的表面活性，还有良好的扩散和渗透性，能迅速地渗入固体颗粒地缝隙间或孔性固体的内表面并发生吸附。

目前作为润湿剂的主要是阴离子和非离子表面活性剂。阴离子型润湿剂有磺酸盐型、硫酸盐型、羧酸盐型和磷酸盐型，非离子润湿剂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单硬脂酸酯型和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。

通常表面活性剂在润湿方面常应用于矿物的泡沫浮选、金属的防锈与腐蚀、织物的防 水防油处理、农药润湿等方面。 ii. 乳化作用 1.4.2.1 乳化过程

乳化作用是指两种不相混溶的液体(如油和水)中的一种以极小的粒子(粒径为10～1μm) 均匀地分散到另一种液体中形成乳状液的作用。把油滴分散到水中称为水包油型乳状液(0/W)，水滴分散到油中则称为油包水型乳状液(W/O)。把能起乳化作用的表面活性剂称为乳

化剂。油水

图5 乳化剂分子在乳液液滴表面定向吸附示意图（O/W 型乳液） 1.4.2.2 表面活性剂的乳化作用原理

作乳化剂使用的表面活性剂有两种主要作用。一是降低两种液体间界面张力的稳定作 用。因为当油在水中分散成许多微小粒于时，就扩大了它与水的接触面积，因此它和水之间的斥力也随之增加而处于不稳定状态。当加入一些表面活性剂作乳化剂时，乳化剂分子的亲油基端吸附在油滴微粒表面，而亲水基端伸人水中，并在油滴表面定向排列组

成层亲水性分子膜，使油水界面张力降低，并且减少油滴之间相互吸引力，防止油滴聚集重新恢复水油两层的原状，

二是保护作用。表面活性剂在油滴周围形成的定向排列亲水分子膜又是层坚固的保护 膜，能防止油滴碰撞时相互聚集。如果是由离子型表面活性剂形成的定向排列分子膜还会使

油滴带有电荷，油滴带上同种电荷后斥力增加，也可防止油滴在频繁碰撞中发生聚集。 1.4.2.3 乳化剂

乳化剂在乳液的形成和稳定中起着十分重要的作用，乳化剂种类很多，主要分为表面 活性剂、高分子化合物、天然化合物和固体粉末四大种。其中表面活性剂类如画机主要失阴

离子型和非离子型表面活性剂，阴离子型润湿剂有羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸盐型和磷酸

盐型，非离子乳化剂有聚醚型和Span、 Tween 等聚酯型表面活性剂。 1.4.3 悬浮分散作用 1.4.3.1 悬浮分散过程

把固体微粒均匀、稳定地分散到液体介质中，形成悬浮体的作用叫分散作用。表面活性剂有促进固体分散形成稳定悬浊液的作用，所以添加的表面活性剂又叫分散剂。

分散剂的作用原理与乳化剂基本相同，不同之点在于被分散的固体颗粒比被乳化的液滴的稳定性一般稍差些。图6 为表面活性剂在固体微粒离子分散过程中的稳定作用的分散。图 6 表面活性剂在离子分散过程中的稳定作用（静电斥力作用） 1.4.3.2 表面活性剂的悬浮分散原理

固体颗粒在外力的作用下，分散于液体介质中，得到一个均匀的分散体系。但是若分散的固体微粒聚集成聚集体，该分散体系就不稳定。导致不稳定性的主要原因有两方面：一是受重力影响粒子会发生沉积，多数情况下分散相粒子较小，布朗运动可在一定程度上阻止粒子下沉。但一经碰撞仍会使其聚集；另一方面由于具有较大的相界面和界面能，固体颗粒总会有自动相互聚集、较少界面的趋势，即热力学不稳定性。

表面活性剂在固体颗粒表面的吸附，能够增加纺织微粒重新聚积的能障，降低粒子聚积的倾向，提高分散体系的稳定性。在水介质中，表面活性剂主要通过范德华力以疏水基吸附于粒子表面，而以亲水基如离子基、聚氧乙烯链伸向水介质，以静电斥力使分散体系稳定（图

6）。在有机介质中，表面活性剂则以极性德亲水基团与粒子通过氢键。离子建等结合，而非极性碳链伸向介质中，其分散作用主要使靠空间位租产生斥力来实现的。 1.4.3.3 悬浮分散剂

对固体粒子其分散作用的分散剂主要有阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和有机胺 类阳离子表面活性剂。也有采用高分子表面活性剂，以获得更大的空间稳定效应。在应用过程中，必须针对不同的分散体系的特点，选择适当的分散剂。 1.4.3 增溶作用

1.4.3.1 表面活性剂的增溶过程及原理

增溶作用指表面活性剂有增加难溶性或不溶性物质在水中的溶解度的作用。例如苯在水 中的溶解度仅为体积分数0.09%，如果在水中加入少量表面活性剂(油酸钠)，即可使它的溶解度增加为体积分数10%，而且溶液透明好像真溶液。 增溶作用的发生与表面活性剂在水中形成胶束分不开，胶束内部实际上是液态的碳氢化合物，因此苯、矿物油等不溶于水的非极性有机溶质较易溶解在胶束内部的碳氢化合物

中。增溶现象是胶束对亲油物质的溶解过程，是表面活性剂胶束的一种特殊作用。增溶具有以下 特点：

（1）增溶是一个自发过程，该作用发生后，体系更加稳定。其实质是增溶物进入了胶 束，而不同于在溶剂中溶解度的提高。

（2）增溶作用与乳化作用不同。乳化作用是一种液相分散到水(或另一液相)中得到的 不连续、不稳定的多相体系，而增溶作用得到的是增溶液与被增溶物处在同一相的单相均一稳定体系。有时同一种表面活性剂既有乳化作用又有增溶作用，但只有当它的浓度较大，溶液中存在较多胶束肘才有增溶作用。

（3）只有溶液中表面活性剂浓度在临界胶束浓度以上时，即溶液中存在较大较多胶束 时才有增溶作用，而且形成的胶束体积越大，增溶量越多。 1.4.3.2 增溶剂

在试剂应用中，表面活性剂的添加两一般都不大，其在相应的溶液中很难达到临界胶束浓度。特别是常见的阴离子表面活性剂，它们的临界胶束浓度普遍较高，如十二烷基硫酸钠，十四烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠。当使用非离子表面活性剂时，由于此类物质的临界胶束浓度较低，在添加量不打的额条件下，容易形成胶束，如脂肪醇聚氧乙烯醚系列表面活性剂等，在使用过程中就有增溶作用。 1.4.4 发泡作用

1.4.4.1 表面活性剂的发泡过程及作用原理

“泡”是液体薄膜包围着的气体。气体分散在液体中的状态称为气泡。如果某种液体容易成膜且不易破坏，这种液体在搅拌时就会产生许多泡沫。泡沫产生之后，体系中液－气表面积大大增加，使体系变得不稳定，因此泡沫易于破裂。向含有表面活性剂的水溶液中充气或施以搅拌。可形成被溶液包围的气泡。表面活性剂分子的疏水碳氢链伸向气泡的气相中，亲水的极性头伸向水中，在气泡的气－液界面形成定

向吸附的单分子膜。当气泡上升至液面时，进一步吸附液体表面的表面活性剂，露出水面与空气接触的部分形成了位于液面两端的双分子膜，此时的气泡由于表面活性剂分子吸附在气体与液体的界面形成定向排列的单分子膜，不但降低了气－液两相间的表面张力，而且由于形成一层具有一定力学强度的薄膜，而使泡沫不易破灭，有较长的寿命。随着气泡不断产生，堆积在液体表面形成泡沫（图7）。 图7 泡沫形成示意图 1.4.4.2 起泡剂

作为起泡剂的表面活性剂要具有较高的表面活性，降低水的表面活性能力越强，越有利 于产生泡沫。此外，起泡剂容易在气－液面形成定向排列的吸附膜。目前的研究和应用结果均表明，具有良好起泡性的通常是阴离子表面活性剂。 2.1金标\\乳胶快诊产品简介

1.5 该产品主要由五个部件组成(见图8)：样品垫（sample pad）、标记垫（lable pad）(一般

为标记好蛋白的金标或标记好蛋白的乳胶)、点好蛋白的NC膜（striped NC）、顶部垫（top pad）(一般为滤纸)和作为背衬的塑料大卡（plastic pad）。

该产品的作用原理是：往样品垫（sample pad）滴加一定数量的血清\\血浆\\全血、尿液 或唾液，由于毛细管作用，样品将会与lable pad上标记好的金标\\乳胶一起向前移动，当移动至固定有抗体\\抗原的T线区域时，样品中相应的抗原\\抗体即会与该蛋白发生特异性结合。由于使用免疫胶体金\\免疫乳胶染色，T线区域就会显示一定的颜色，从而实

现特异性的免疫诊断。根据标记物显色方式的不同，可分为夹心法（双抗原夹心法和双抗体夹心法）、竞争法和间接法。这种方法只需一步加样, 30 min内就能判定结果,因而具有敏感性高，特异性强，稳定性好，操作简便、快速,分析结果准确，易于判定的优点。当然随着胶体金快速检测技术的逐步完善，还可以对一个样品进行多项检测[3]，也可以进行半定量或定量检测等，使其更易得到市场的青睐，实现多项检测即在同一膜上作多种项目测定，一次检测可同时得到一组结果，这对于检测某些具有联检意义的物质具有很大的应用价值。

1.6 2.2 快诊产品中常用表面活性剂种类及作用

2.2.1 常用表面活性剂简介

在胶体金/乳胶快诊试纸条产品的研发过程中，不可避免的都会用到表面活性剂。各个 公司的研发人员纷纷选用不同的表面活性剂，添加到sample pad、lable pad、NC 膜、膜封闭液和跑板buffer 中，以改善产品的性能，得到质量优异的快诊产品。通常在研发阶段，研发人员会就产品的某一部件进行优化，常常会添加许多不同的表面活性剂，进行表面活性剂的筛选工作。由于表面活性剂种类和规格众多，这无疑是项耗时费力的工程。但是对于具有一定研发经验的人员而言，表面活性剂的筛选一般在一定范围内进行。该范围的选择通常视公司和产品开发的需求所定。相对而言，筛选工作缩小到一定范围，大大提高了工作效率。

目前来看，每个公司的表面活性剂筛选范围各有差异，但是大同小异。

在研发阶段，筛选表面活性剂工作一般围绕一个表面活性剂的套装范围展开。这个套装就是BIODOT 很早以前出品过表面活性剂的套装，分别以S 开头来编号，共25 种，即S1—S25，其基本介绍见表2。 1.7 此套装原来在国外有销售，国内只有少量代理经销商有货。

纵观国内外各大IVD 公司的快诊产品，不难发现，表面活性剂S9（Tetronic 1307）、S14（TRITON X-100）、S19（TWEEN 20）、S20（TWEEN 80）和S21(BRIJ 35)应用频率极高，所以通常研发人员在开发新产品或改进老产品时，在一定的表面活性剂范围内，首选以上这几个表面活性剂先进行相应的研究实验。 表2 BIODOT 表面活性剂套装简介 编号商品名种类 HLB值分子量作用

S1 NINATE 411 A 385 溶剂相容性，良好的增溶剂和乳化剂。

S2 Pluronic F68 N ＞24 8400 卓越的增溶剂和去污剂；可能具有非溶血性。 S3 Zony FSN 100 N 低浓度时是卓越的润湿剂，可溶于30％酒精和碱液。

S4 Aerosol OT100% A 445 在溶剂/TMB 系统中具有功效，优良的润湿剂和乳化 剂，具有优良的防雾、典型的释放和分散性质。

S5 GEROPON T-77 A 425 具有良好的润湿和扩散性质。

S6 BIO-TERGE AS-40

A 315 温和，溶剂相溶性。

S7 STANDAPOL ES-1

A 345 强阴离子表面活性剂。结构中含有两部分月桂醇硫 酸五钠盐。 S8 苯甲胺氯

（C8-C18）

C 混合物抗菌，溶剂相容性。

S9 Tetronic 1307 M ＞24 18600 非溶血性，溶剂相容性，抗静电，优良的消泡剂和 分散剂。

S10 Surfynol 465 N 13 混合物非溶血性，优良的润湿剂和消泡剂。

S11 Surfynol 485 N 17 混合物非溶血性，酶相容性，优良的润湿剂和消泡剂。 S12 IGEPAL CA210 N 4.6 272 溶剂相容性，优良的乳化剂。 杭州格伦坤科技有限公司

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S13 TRITON X-45 N 10.4 426 溶剂相容性，优良的乳化剂和分散剂。

S14 TRITON X-100 N 13.5 625 乳化剂、润湿剂和分散剂，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，优良的润湿剂和乳化剂。 S16 SILWET L7600 N 13-17 4000 非溶血性，含硅成分，具水溶性和防雾性。 S17 OHODASURF ON-870

N 15.4 1148 乳化剂，增溶剂和分散剂。

S18 Creamophpr EL N 12-14 非溶血性, 溶剂相容性，乳化剂和增溶剂。 S19 TWEEN 20 N 16.7 1228 非溶血性, 水溶性极佳，增溶剂和乳化剂。 S20 TWEEN 80 N 15 1310 非溶血性, 水溶性极佳，增溶剂和乳化剂。 S21 BRIJ 35 N 16.9 1200 优良的乳化剂。 S22 CHEMAL LA9 N 13.3 583 蛋白增溶剂。

S23 Pluronic L64 N 12-18 2900 非溶血性，溶剂相容性，优越的润湿剂，优良的乳 化剂。

S24 SURFANTTANT 10G

N 12.4 混合物非溶血性，酶形容性佳，低起泡性，优良的润湿剂。 S25 SPAN 60 N 4.7 431 油溶性，溶剂相容性，水不溶性。

N：非离子表面活性剂 A：阴离子表面活性剂 C:：阳离子表面活性剂 M：两性表面活性剂

2.2.2 典型表面活性剂介绍

表面活性剂一般以S9（Tetronic 1307）、S14 （TRITON X-100）、S19（TWEEN 20）、 S20（TWEEN 80）和S21(BRIJ 35) 居多，其中数S9（Tetronic 1307）、S14 （TRITON X-100）

使用范围最广，各大系列产品中几乎都有添加。下面就常用的表面活性剂作一简要介绍。 2.2.2.1. Tween

吐温为司盘和环氧乙烷的缩合物，即聚氧乙烯去水山梨醇单月桂酸酯和一部分聚氧乙烯双去水山梨醇单月桂酸酯的混合物。由于其分子中有较多的亲水性基团一聚氧乙烯基，故亲水性强，为一种非离子型去污剂[4-6]。

1.8 Tween20 为聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸单酯，吐温系列的Tween 80 为聚氧乙烯失水山

梨醇单油酸酯。吐温-20 和吐温80 外观上均是浅黄色粘稠液体，可溶于水、乙醇、油脂等。

Tween-20 有复性抗原的作用，可提高特异性的识别能力。

Tween 和同类型的后面讲到的Triton X-1OO(聚乙二醇辛基苯基醚) 同属非离子型去

污剂在乳化蛋白时，不破坏蛋白的结构，可减少对蛋白质之间原有的相互作用的破坏。而离子型表面活性剂如SDS 则会破坏蛋白的结构。

1.9 阳离子和阴离子表面活性剂，不但毒性大，而且还有较强的溶血作用。吐温类的溶血作

用通常比其他含聚氧乙烯基的表面活性剂小，其溶血作用的顺序是：吐温20>吐温60>吐温40>吐温80。。

Tween 80 含亲水性和疏水性的长链,在使用过程中最好控制浓度，不要一位追求高灵敏度，添加该表面活性剂浓度过高。因为它的分子结构中PEG 长链带来过多的的空间位阻，从而会影响了活性蛋白之间的作用，降低产品的灵敏度。

2.2.2.2. Triton X-1OO

Triton X-100 外观为棕色油状液体，能溶于冷水，并有强烈的起泡性能，是优良的乳 化剂、润湿剂和分散剂。

Triton X - 100 是一种不带电荷的非离子型表面活性剂,对氨基酸、蛋白类物质没有类 似的变性作用[7,8]。这点性质对于其应用于免疫层析领域有着主要作用。因为像产见的十二烷基磺酸钠( sodium dodecyl sulfate,SDS) 属于带负电荷的离子型表面活性剂,是一种破坏性较强的蛋白变性剂，所以在免疫层析检测中绝对慎用此类表面活性剂。免疫细胞化学中，Triton X-100 常用浓度为1%和0.3%，但通常是先配制成30%的Triton X-100 储备液，临用时稀释至所需浓度。它能溶解脂质，以增加抗体对细胞膜的通透性。1%的Triton X-100常用于漂洗组织标本，0.3%的Triton X-100 则常用于稀释血清，配制BSA 等。

2.2.2.3 Tetronic 1307

Tetronic 属于聚氧乙烯型两性离子表面活性剂，具有较高的相对分子质量，可达

30000。由环氧乙烷与环氧丙烷与二元胺发生共聚反应，环氧乙烷与环氧丙烷的比例可以从50∶50 至90∶10 或10∶90。Tetronic 为其商品名，其结构如图10。

Tetronic 为聚乙二醇辛基苯基醚，其亲脂端为聚乙二醇辛基苯基，亲水端为醚链，其 分子式为C34H62O11 ，结构式为(CH3)3CCH2C(CH3)2C6H4(OCH2CH2)10OH，是常用的非离子性表面活性剂,增溶作用较离子型表面活性剂强[9]。由于氮原子上有孤对电子对，所以具有弱氧离子的效应，但相对分子质量较大时，氮原子上的孤对电子对被掩盖，儿失去氧离子的效应。因此Tetronic 产品常用作消泡剂和破乳剂。Tetronic 1307 是环氧丙烷-环氧乙烷-乙烯基二元胺共聚物，属典型的两性离子表面活性剂。其HLB 值大于24，是在免疫层析技术范围内少见的水溶性极为优越的表面活性剂。 图10Tetronic 的结构

Tetronic 1307 既具有良好的界面活性，又兼备阴、阳离子表面活性剂的优点，同时还 具有良好的乳化能力、分散能力和抗静电作用等[9 ]。与其他表面活性剂比较，两性表面活性剂既不易受无机电解质的影响，又无浊点现象，而且无论吸附到正电荷还是负电荷的界面上都不会形成疏水表面，这些特点使其在许多领域比非离子表面活性剂具有更广泛的应用潜力[10-12]。所以， Tetronic 1307 （S9）在快诊试纸条产品中的应用频率略显大于其他表面活性剂。这也是研发人员喜好首选此表面活性剂的原因之一。 但是两性离子表面活性剂的生产和研究起步较晚，品种远少于非离子型表面活性剂，因而限制了它们的应用。目前在使用的试剂盒中，25 种的表面活性剂仅有一个Tetronic 1307为两性离子表面活性剂，而非离子表面活性剂居多。

2.2.2.4 BRIJ 35

Brij 35 是十二烷基聚乙二醇醚，其亲脂端为硬脂基，亲水端为聚乙二醇PEG(poly ethylene glycol) 1000 长链，属于非离子性表面活性剂。由于其亲脂端与蛋白的疏水基团一致,这样其亲水端PEG 可以有效地与样品中的液体结合,从而起着一定的润湿作用。

另外，用带有PEG 长链的非离子性表面活性剂Brij 35通过在蛋白的表面形成水化膜来提高蛋白的稳定性。商品名为苄泽、布里杰。

Tween 80 和Brij 35 均是常见的药用活性剂,含亲水性和疏水性的长链,在使用过程中 最好控制浓度，因为浓度过大，产品的灵敏度不仅不会按照预期的增大，反而会下降。其原因很可能是由表面活性剂高分子中的PEG长链带来过多的的空间位阻，从而阻断了活性蛋白与标记物表面受体蛋白的作用。 2.3 表面活性剂在快诊产品的样品垫中的应用 2.3.1 样品垫sample pad 简介

样品垫（sample pad）是免疫快速测试试剂条中重要组成部分。样品垫作用通常为接手 待检样品，使样品均匀分布，一般含有化学试剂可以修饰样品组成，还起到预过滤作用。 样品垫有许多不同材质，常见的有玻纤（glass fiber）、滤纸(filter paper)、无纺布(nonwovenfabric)等，其中以玻纤居多。以下的介绍也以玻纤为主。

1.10 样品垫的物理性质、化学成分、处理方式以及样品垫材质本身的材料质地都对测试试纸

条的实验结果产生重要的影响。大量的实验表明：样品垫材料的特性直接影响快诊产品的灵敏度和特异性，这恰恰是产品质量好坏的标准。所以在调试快速测试试纸条产品的时候，不能忽视该部件的作用。另外，在对产品改进的同时，该部件是一个重要的环节。 玻纤是一种性能优异的无机非金属材料。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺，最后形成各类产品。玻璃纤维单丝的直径从几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5 ，每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成。玻纤在处理前称为光玻纤，通常光玻纤不能用在测试试纸条中，必须经过一系列的工艺处理之后，才能使用在快诊测试试纸条中。通常处理玻纤溶液含有添加蛋白质、去污剂、粘性增强剂、缓冲盐等物质。 2.3.2 表面活性剂在玻纤中的应用 2.3.2.1 玻纤处理液构成

光玻纤要可使用一些化学物质浸渍处理，减少样品成分的差异并提高试验的灵敏性。通常加入表面活性剂、粘度增强剂、封闭剂和盐溶液润湿玻纤然后加以干燥。这个处理避免了使用复杂的缓冲溶液，并使之成为真正的一步检测。下面主要结合本人在乙肝HBsg-302a产品基础性实验的玻纤优化部分作一介绍。

一般缓冲液的构成是：磷酸缓冲液（或其他缓冲液）＋作用物质（针对某一特定问题）＋pH调整。通常而言，配方宜简不宜繁，根据需要调加作用物质，原来很多需要添加的作用物质，由于目前膜制造技术的改进已经不需要再添加（这个在后面内容会有涉及）。总之，优秀的样品垫，是以上几种物质作用综合的结果, 而并不只是单一物质发生作用。 2.3.2.2 玻纤处理液的缓冲盐成分

在设计快诊产品的玻纤溶液时，首先考虑选用一定的缓冲溶液。推荐的缓冲体系为 0.01MPBS pH7.0-7.4 这样的环境下，许多抗原抗体都有较好的适应性。但是是否这个缓冲环境最好，很难确定。因为对于不同的抗原抗体，都有各自的特性，筛选最合适的缓冲体系，还是需要作进一步的考察。

目前产品的玻纤缓冲溶液一般为PBS 磷酸缓冲液、Tris 盐酸缓冲液和硼砂缓冲液。例 如对于人的尿液等标本，要求比较稳定的玻纤系统，尿液 PH 值在5 到10 之间，PH 值和离子强度的变化会影响产品的灵敏度和特异性，增强蛋白质的非特异性结合，所以一般在吸收尿液的玻纤中加入适当的硼酸盐缓冲液，可以增加稳定性。

本人在近期的乙肝HBsg-302a 基础性实验中发现，对乙肝表面抗原的玻纤溶液体系， 磷酸缓冲盐溶液、Tris 盐酸缓冲液和硼砂缓冲液对蛋白的特性影响均不明显，三种缓冲液在配加相同浓度的表面活性剂（S91%）处理的玻纤，搭配相同的片材和金标，灵敏

度和特异性均没有出现差异。所以推测可能乙肝表面抗原抗体对缓冲体系的适应性较好，一般常见的缓冲体系均能作为乙肝HBsg-302a 产品玻纤处理液的缓冲成分。

当然研发人员在筛选缓冲体系过程中，倘若发现同时有几个缓冲体系适合，就可能会根据个人或公司风格，综合考虑成本因素，确定某一缓冲体系。

1.11 多数产品的样品垫处理液是选用Tris-Casein 体系，即在样品垫中添加的缓冲盐成分为

Tris。像在传染病产品中的HP、丙肝、爱滋、StrepA、Mono、RSV 还有心肌产品大多就是使用Tris 体系的玻纤作样品垫。而乙肝快诊试纸条中，需求最多的产品是HBsg-302a，其玻纤的缓冲体系是硼砂缓冲体系，而

乙肝的其他产品，特别是乳胶产品，大多数选用Tris 缓冲体系。 2.3.2.3 玻纤处理液的表面活性剂成分 A.表面活性剂的大致作用[13-17]

而对于作用物质而言，一般肯定会添加表面活性剂，以增加亲水性，还可避免线条中空现象，还可增色。 a. 增加亲水性

这一点特性，显而易见。因为光玻纤是一种多孔性物质，有着巨大的表面，且光玻纤很难快速吸收水分子。这对于光玻纤能否应用于快诊试纸条无疑是个致命弱点。但是，往玻纤处理液中添加一定的表面活性剂之后，光玻纤难以润湿的现象立刻改观。因为当添加有表面活性剂的玻纤与滴加的液体标本接触时，原来的固-气和液-气表面消失而形成新的固-液界面子，当溶液沿着玻纤铺展时会渗到纤维的空隙里并将空气驱赶出去，把原来的空气-玻纤接触面变成液体与玻纤的界面，玻纤被润湿。而样品溶液同时会进入玻纤内部，玻纤被渗透。这样有助于更多更快地吸收样品标本，并实现快速地与玻纤内各种组份发生作用，在一定的缓冲体系下，抗原或抗体维持一定的空间构型和构象，连续均匀地释放到快诊试纸条的上一部件标记垫中，有助于待检测物质与金标/乳胶标记物发生结合。 1.12 膜方面的作用同样值得指出，应用于快诊试纸条的硝酸纤维素膜是疏水性的，虽然膜制

造商会应客户要求对NC 膜进行一定的亲水性改进，但是对于快诊产品的跑板而言，这没有太大作用。所以，往玻纤中添加一定浓度的玻纤十分必要。添加了表面活性剂的玻纤，在进行测流检测时，大大改善膜的疏水性，赋予其一定的亲水性，有助于样品标本和金标/乳胶标记物在NC 膜上以适当的速度跑板并发生特异性结合，显示一定的灵敏度。另外一方面，由于光玻纤一般不会直接应用于快诊试纸条，所以通常会采用配置玻纤处理液，人工手动加液或机器浸泡处理光玻纤。但是由于玻纤处理液中一般会添加了盐、蛋白、防腐剂、粘度增强剂等成分，使得处理光玻纤时浸润过程较为困难，添加一定的表面活性剂后，处理过程的润湿渗透环节相对快速容易了。

还有一点，某些快诊试纸条的玻纤中会添加有一定量的抗原或抗体或是某些蛋白（BSA,Casein, Goat serum），表面活性剂的存在也起着一定的稳定作用。

最后还要说明的是，在检测快诊试纸条的时候，某些试纸条会出现略微的T 线反白现

象，。当确定下玻纤处理液的缓冲盐成分后，接下来开展的表面活性剂筛选过程中，就有好多添加了表面活性剂的玻纤出现反白现象，而且有些严重些，有些程度较轻。关于反白现象，在试验摸索和研究过程中，慢慢作出总结和体会。

首先，在玻纤处理液中只含有缓冲盐成分不添加表面活性剂，相应的试纸条会出现很明显的T 线反白现象，还出现背景不干净，金标残留现象（见图10）。之后，往含有缓冲盐成分的玻纤处理母液中添加S9（Tetronic 1307）、S14 （TRITON X-100）S19（TWEEN 20）、S20（TWEEN 80）和S21(BRIJ 35)这五种表面活性剂，当然每种表

假阳性，有时候可以改变蛋白构象，促使更多的结合位点暴露在外从而更易于和标记物结合，导致产品灵敏度的提高。

概括地说，玻纤在检测试纸条中有多种作用：首先，可以提高标本的均一性，控制标本释放速度，使标本连续均匀地释放到聚酯膜中。其次，当在玻纤中添加其它成分，增强玻纤的粘性，调节标本的释放，提高被检测物质在玻纤中的溶解能力，消除一定的假阳性，使最终T 线上的免疫蛋白结合物更加稳定。表面活性剂的添加可以很好的促进产品的性能，但是在使用过程中尤其要注意表面活性剂与玻纤处理液中其他成分的相互作用，某些时候添加不当达不到预期目的，还会导致干扰作用。大多数产品的玻纤溶液，pH 调整一般为7.0－8.6左右。

2.3.3 表面活性剂在滤纸、无纺布中的应用

由于不同公司有不同的设计风格，所以有些快诊产品选用滤纸或是无纺布作为sample 杭州格伦坤科技有限公司像某公司的Flu 和Malaria 快诊产品，就是选用未经处理的滤纸作为样品垫。而有些公司产品就是用经过浸泡处理的滤纸作为样品垫的。选用的滤纸有经处理和不处理的差异。某些公司的Flu 和Malaria 产品选用未处理的滤纸的原因，主要是在加样的同时，额外在样品垫上直接滴加Bufer 帮助跑板。而两类产品均选用滤纸主要是由于它可以承受的标本体积较大。而另外一些公司的Flu 产品就是选用未经任何处理的无纺布作为样品垫的。所以选用何种材料作为样品垫，关键看材料可以承载的标本体积，以及公司的研发风格。

2.4表面活性剂在标记垫（label pad）中的应用 2.4.1 常用表面活性剂种类

表面活性剂在标记垫上的应用一般是直接添加在标记液载体的处理液中（聚酯膜居多、也有FLU 和StrepA 产品选用滤纸作为金标载体）。Triton X100( S14)， Tween 20( S20) 和Triton X305( S15)等公司都有应用在产品标记垫中。目前对于标记好的金标溶液和乳胶溶液，大多数是通过机器直接喷在聚酯膜上，也有少数产品（如FLU, IHI-402g）是人工片处理用移液枪将金标溶液处理到滤纸上的。直接购买来的聚酯膜具有一定的疏水性，需要进行一定的处理，通常聚酯膜处理液中会含有一定浓度 的表面活性剂，如Triton，Tween。 2.4.2 标记颗粒要求

还有在快诊产品的开发和生产过程中，胶体金颗粒大小应该保持批次之间的一致。因为劣质的金颗粒会发生膜上的聚集，无法在膜上自由跑板。所以作为体外检测产品的生产公司，必须保证生产所使用的胶体金颗粒尺寸符合要求且批与批之间尽量一致。2.4.3 标记颗粒在载体表面作用机理

金颗粒或乳胶颗粒从聚酯膜表面的作用过程与液体微粒的作用过程机理有些不同，它们粘附在物体表面主要靠分子间作用力的吸附作用而不是靠静电引力。当产品跑板时，金标或乳胶释放过程中，含有表面活性剂的水溶液首先把金颗粒及聚酯膜表面润湿，接着表面活性剂分子会吸附到金颗粒（乳胶颗粒）和聚酯膜表面上，由于表面活性剂吸附层的形成加大了金颗粒（乳胶颗粒）与聚酯膜表面间的距离，从而削弱了它们之间的分子间吸引力。由于金颗粒（乳胶颗粒）与聚酯膜表面所带电荷一般相同，从而增强了它们之间的排斥力，使微粒粒子在聚酯膜表面上的粘附强度减弱，在毛细层析外力作用下就容易从表面上去除，并被表面活性剂稳定地分散到跑板的样本水溶液中。还有一点需要指出，固体颗粒越大，越易被去除，而小于o.1μm 的颗粒由于会牢固地吸驸在物体表面就很难被去除。而标记好的金颗粒和乳胶颗粒由于尺寸较小，在跑板过程中，除了表面活性剂的润湿、分散作用之外，毛细层析的作用也很重要。当然在使用快诊产品过程中，可以发现，若是金标或乳胶颗粒太大，会较强的吸附在聚酯膜上，出现释放不干净

的状况，直接导致产品的灵敏度降低。 注意事项

2.4.4 注意事项

对于标记好的溶液，需要尽量避免表面活性剂。

标准金颗粒表面包被一个负离子层。在离子结合中，蛋白质的正电荷紧密结合在颗粒 表面上。当使用柠檬酸盐处理金颗粒时，颗粒会与赖氨酸之类的氨基酸结合。疏水氨基酸（如色氨酸、酪氨酸）通过疏水作用与金颗粒表面结合。对于氨基酸含量很高的蛋白质（如免疫球蛋白）来说，疏水作用起着重要作用。这也是结合颗粒长时间接触含有表面活性剂的缓冲液后反应活性降低的原因。

金巯键平分了金颗粒和巯基之间的一对孤对电子对，形成一个牢固的链接。金颗粒与 免疫球蛋白中的半胱氨酸残基结合，这可能是其吸附抗体或是抗原的最重要作用力。因此，应该避免沾到含有巯基的缓冲液或表面活性剂。所以这是我们在聚酯膜上添加表面活性剂而不在标记溶液中直接添加的根本原因。

2.5 在硝酸纤维素膜（Nitrocellulose Membrane）上的应用 2.5.1 硝酸纤维素膜简介

制作膜的原料是硝化纤维和硝化纤维/纤维素醋酸盐混合物，这些原料都是疏水的。所 以对于供应商提供的NC 膜，若是直接应用于快诊产品，由于其疏水性较强，会影响跑板和蛋白结合，很难达到使用要求。

目前我们的硝酸纤维素膜之所以很容易被润湿，是因为在NC 膜的制造过程中加入一些表面活性剂，而且不影响蛋白质吸附和测试功能。虽然大多数情况下膜中加入一些表面活性剂不能完全改善亲水性，快诊产品的技术人员还是会根据具体的快诊产品特性，进一步改进膜的性质。当我们利用表面活性剂和某些封闭剂进行后期处理，可以改善颗粒流动性，消除测试组分间的非特异性相互作用。当然在膜的制造过程中，表面活性剂具体使用的种类和浓度是根据免疫层析检测的需求而调整的。主要有四个方免需要注意，包括表面活性剂对膜毛细速度、蛋白质吸收、C/T 线条和线条结合宽度的影响，在下面会有详细阐述。另外，必须指出，快诊产品中，膜的孔径是重要的性能参数，决定了可供蛋白质结合的表面积以及样品通过试纸移动的毛细流速。由于NC 膜具有疏水性能所以表面活性剂的应用十分必要。所有的表面活性剂都会和膜以及蛋白作用，由此会减少蛋白的结合特性。膜和IVD 制造商对于他们使用的表面活性剂都是保密的。实际的应用策略就是鸡尾酒法，即混合应用不同类型的表面活性剂和添加剂，以促进总体上的蛋白结合，并保持较佳的层析跑板速度，同样，另一个措施就是膜表面的优化改进，可以是添加交叉结合的聚合物或者通过物理性质的处理[18]。 2.5.2 表面活性剂对膜毛细速度的影响

表面活性剂只要在很低的浓度就可以使得原本疏水的硝酸纤维素膜变成亲水性的。一旦表面活性剂在膜中的浓度达到这个低浓度之后，继续增加表面活性剂的浓度对膜的亲水性改进就不会明显。但是在膜生产中，为了够保持膜毛细速度的稳定，表面活性剂的浓度要高一点。当然具体选用何种表面活性剂和该表面活性剂使用多少的浓度，与表面活性剂在样品垫的使用一样，都是在生产过程中慢慢摸索和调整出来的。 2.5.3 表面活性剂对蛋白质吸收的影响

表面活性剂会影响膜对蛋白的吸收，这点在点膜的时候尤其突出。在前面的样品垫中添加表面活性剂内容中也有描述这一作用。有点需要注意，如果表面活性剂在膜里面的浓度太高就会阻止蛋白质和膜结合。当然一般膜内表面活性剂的浓度是由膜生产商控制的。有时，设计产品中所选择的材料会对蛋白结合到NC 膜上产生影响。所有干扰蛋白与膜结合的物质大体上可以分为三种类型：非特异性蛋白，静电干扰物质、疏水作用干扰

物质。通常减少蛋白的结合的物质包括竞争结合位点的物质，如经典的蛋白类物质（BSA,动物血清），还有干扰氢键结合的物质（如尿素，甲酰胺），影响疏水作用的物质（如Tween，Triton或Brij 这一类表面活性剂)。如聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙二醇(PEG)这类人工多聚物也会以联合干扰的形式抑止一个或者多个蛋白和膜之间的结合。倘若与膜结合蛋白量不够多，或是蛋白与膜之间的结合力不够，就会出现相当多的问题。最显著的就是T 线检测结果出现问题。（见图 16）。如果与膜结合的蛋白量很少，导致T线强度变弱，检测结果的灵敏度就会降低（见图17）。如果蛋白与膜的结合效率很低，结合不牢固，蛋白会有扩散，T 线会变宽变弱，而不如正常情况下清晰色艳，有时候甚至会有蛋白与膜的物理结合实在太弱的情况出现，检测蛋白和表面活性剂一起跑板，经过T 线位置时，实际上会把原来点在膜上的蛋白冲走，此时检测结果就大受影响，检测线就会呈现宽线，或是几乎没有检测线，导致很难给出正确的检测结果(见图18)。

1.18 实际生产过程中会会发现表面活性剂和人工聚合物会给整个快诊产品带来很多的问题，

有时很棘手。Tween 20，Triton X-100，聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙二醇(PEG)这类化合物，能够在蛋白质与膜结合之前，就和相应的蛋白质结合成其他的化合物，从而阻止了蛋白质与膜的结合，直接影响产品的检测性能。所以应付的措施就是尽量避免在T/C线溶液固定在NC 膜上（点膜）之前， NC 膜污染到上述物质。 但是，在传染病产品中，IHI-402C 产品的T 线溶液配制中，会添加一定浓度的PVA 和Tween20。添加PVA 和Tween20 的目的是提高灵敏度，一般Tween20 的浓度为5－10mg/ml。虽然理论上感觉人工聚合物PVA 和表面活性剂Tween20 都会干扰膜对蛋白的吸收，当初在开发此产品时，发现在一定浓度范围内，添加此两种物质溶液还是有提高产品灵敏度的效果。当然有时候在调试该产品过程中，会有发现T 线会略有扩散现象。此时略微降低表面活性剂的浓度，或者略微降低喷量并适当提高T 线浓度，可以提高产品灵敏度，T 线显色档次可以提高。

所以在使用表面活性剂的时候还是要根据快诊产品的特性，摸索使用方式和浓度。 2.5.4 表面活性剂对C/T 线条的影响

处理膜的表面活性剂浓度的增加，增大了膜的亲水性能，从而增强目标蛋白与膜结合的均一性，增加毛细层析的均一性。当然这个膜上的表面活性剂浓度是根据C/T 线在膜上的宽度来调整和优化的，不同的膜公司使用的表面活性剂种类可能会不同，浓度也可能不同，即使是同一膜公司，不同型号的膜上使用的表面活性剂的种类和浓度也可能会有差异，而且某些膜公司还可以根据IVD 公司客户的具体要求，定制特定类型的膜。 2.5.5 表面活性剂对线条结合宽度的影响

当表面活性剂在膜中的浓度增加的时候，在增大标记物与膜的结合，增强信号强度和产品灵敏度的同时，也会有标记物在膜上就会扩扩散的现象出现。而线条的扩散会造成信号强度的减弱和总体实验灵敏度的下降。所以不难发现表面活性剂浓度的增大，开始会出现检测信号增强，产品灵敏度增强的效果，但是达到一定浓度时，就会不会按照预期出现线条扩散信号强度减弱，灵敏度降低的状况出现（见图19）。这点在前面的表面

活性剂在样品垫的作用中也有提到。

2.5.6 表面活性剂对非特异性蛋白与膜结合的影响

一般快诊产品原料稳定优质，设计得当时，不太会出现大频率的非特异性信号的。但是某些时候原料出现问题，或是临床上会有交叉物质反应，这是就需要采取在膜上进行封闭处理的步骤。

对于某些需要封闭的快诊产品，在抗原(或抗体) 与膜结合后，随后还要进行两步处理。第一步是干燥或烘干，使抗原(或抗体) 能够维持免疫反应活性并与膜牢固结合。抗原(抗体)与硝酸纤维素膜牢固的结合需要足够的干燥温度和时间，如果不足会影响整个的试验稳定性。第二步是使用封闭剂将膜上未结合位点封闭以防非特异性吸附，在做封闭时，用惰性蛋白质或非离子去污剂封闭膜上的未结合位点可以降低抗体的非特异性结合。封闭剂应该封闭所有未结合位点而不替换膜上的靶蛋白、不结合靶蛋白的标委、也不与抗体或检测试剂有交叉反应。常用的封闭剂有各种蛋白质(凝胶、脱脂奶粉、干酪素、BSA) 、人工多聚物( PVP、PVA、PEG) 、表面活性剂( Tween 20 、Triton X－100)。表6 为其常用的工作浓度范围。像某些用到奶粉和鱼皮凝胶。每种产品都有各自特性，所以具体选用何种物质和选用何种浓度，还是要作大量的试验才能确定。如果要在封闭过程中使用表面活性剂，要尽可能的减低浓度。所以相同的物质在封闭液中的浓度往往小于在产品样品垫中的浓度。一般相应的推荐使用浓度tween-20 和triton-X100 小于0.05% （v/v），丙三醇小于1mg/ml , PVA，PVP 和PEG 小于0.5% (v/v)。不过对于离子型表面活性剂，例如十二烷基钠（SDS），和前面说的一样，因为会影响膜与蛋白质的结合，还会破坏蛋白结构和构象，所以不推荐使用。

表6 用于封闭的材料和所需浓度材料典型的工作浓度范围 编号试剂浓度( %)

1 凝胶或明胶 0.1－0. 5 2 脱脂奶粉 0.5－2

3 干酪素（酪蛋白） 0.5－2 4 BSA 1－2

5 Tween 20 0.01－2

6 Triton X－100 0.01－2 7 PVA(15kD) 0.1－5 8 PVP(33kD) 0.1－7 9 PEG(20kD) 0.05－3 10 Brij 0.05－3

2.5.7 表面活性剂在膜上使用的注意事项

多微孔硝酸纤维素膜对蛋白的高结合力不仅取决于硝酸纤维素对特定分子的高化学亲 和力作用，高床体积的多微孔膜对其也有决定性，因为这样的膜为可能吸收的蛋白分子提供了良好的接触机会和大大的内表面积。蛋白与硝酸纤维素的结合是瞬间发生的，但是其实际作用机理目前尚不清楚。可能是由硝酸偶极子引起的疏水和静电力相互作用所产生的。[19-21]硝酸纤维素膜是完全中性的，本身没有质子，但它们吸收蛋白质的能力却依赖于固定液的pH，pH 可以影响特定蛋白在特定膜上的结合能力。所以当在膜上点蛋白的时候，表面活性剂应当尽量避免使用。

表面活性剂会对蛋白质与硝酸纤维素膜之间的结合产生影响。虽然C、T 线原料蛋白溶液会因为蒸发而停留在C、T 线位置上，但并不是因为在分子水平上与硝酸纤维素膜结合了。如果生产时。稀释过程中在配制C、T 线原料溶液中添加了表面活性剂，那么相应的快诊产品在检测一开始，信号会出现（即会出现线条），而后因为C、T 线原料蛋白与硝酸纤维素膜脱离而流向上层滤纸，出现检测信号的消失[22-24]。如果为了避免非特异性反应或者减少背景颜色而不得不使用表面活性剂的时候，一般推荐将表面活性剂添加在玻纤和聚脂膜中。在理论上，研发人员应选择有助于确保产品的稳定性和可重复性的封闭剂。选择的封闭剂应同时降低非特异性背景，在长期保存条件下仍能结合在膜上，而且在样品检测时能保持NC 膜均一致的重湿润特性。同时，封闭剂也不应干扰捕

获线处的抗原抗体反应而降低检测的信号强度。鉴于理想封闭系统的关键特征，封闭剂的选择常常需要研发人员在以下四个方面寻找最佳的平衡点[25-28]： (1)爬行速率 (2)捕获线的强度 (3)捕获线的宽度

(4)非特异性背景的强度

可是上述几个关键指标常常互相矛盾。比如，封闭剂减少非特异相互作用同时也会降低特异性信号，而增加膜爬速的同时也会降低检测的灵敏度、增加检测线的宽度。笼统地说，这几种封闭剂主要分为三类： （1）表面活性剂； （2）人造聚合物； （3）蛋白质；

通常情况下，表面活性剂与人造聚合物至少两类封闭剂混合使用可起到较好的封闭效 果（见表6）。而蛋白质通常不是最有效的封闭材料，虽然蛋白质类封闭剂有助于减少非特异性信号，但是它们也会降低整个检测系统的爬行速度。

当液体试剂与膜接触后，特别是在封闭过程中，直接往膜上添加封闭液，会造成膜中表面活性剂浓度的减少，从而影响整个膜的亲水性。通常我们为了消除这个影响或将这个影响降低到最低程度，最简单的办法就是在封闭液等液体溶液中直接加入一定量的表面活性剂，封闭液中的表面活性剂的使用浓度一般较样品垫中的使用浓度要低，一般为0.01%~0.05%v/v，在膜上使用封闭液处理。另外发现，测试时的pH 的改变或者离子浓度的增加会减弱这种处理手段的效果。其实封闭是最后的无奈之举。若是在前期研发过程中，优化玻纤或BUFFER 没有效果才选择这样的封闭技术。若是原料抗体抗原不好，使用过程中可能临床上有些物质有些交叉，会突然出现假阳性、假阴性，那么也会考虑使用膜封闭方法。当然封闭方法产见的有三种（见表7），需要视具体情况确定使用何种封闭方法。若是其他方法能够优化产品，则不推荐使用膜上封闭步骤。表7 现有的封闭技术和效果对比就目前传染病方面的产品而言，用到封闭液的产品相对较少，除STREP A 外还有早孕

1.19 封闭方法效果特点结论

膜上全部封闭高

均匀润湿，跑板均一性好 批次之间均一性好 利于储存

封闭设备投入或人工投入昂贵

在点完C/T 线之后，未粘样品垫的 时候就必须进行全部膜的封闭。 可能会使得C/T 线原料被洗脱再次 溶解。

封闭剂内的试剂可能会对C/T 线原 料的抗原性或对产品保质期有影响 在玻纤或聚脂膜 中添加封闭剂 一般，属于中等

操作简单，成本便宜。 不会造成C/T 线原料再溶

解。

将C/T 线原料和封闭剂分离 会减少不利的相互作用。 不如全部封闭膜有效 在点膜液中直接 加入表面活性剂 对C/T 线而言 效果高对膜而 言效果差

操作简单，成本便宜 不如全部封闭膜有效。

封闭剂内的试剂可能会对降低C/T 线原料的抗原性或影响产品保质 期。

封闭剂内的试剂会导致C/T 的明显

扩散。系列产品有些也是要喷封闭液的，具体在封闭液中添加的表面活性剂有差异，视具体情况而丁，不同产品不一样。像IST-501b 产品的封闭液中添加的是S7( Standapol ES-1)。有点需要指出，不是所有需要封闭液中都会添加表面活性剂的，像Binax 的Malaria 产品是要对点好

C、T 线的膜进行封闭的，但是在封闭液中就没有表面活性剂成分。 2.6 在Buffer的应用

在某些产品的Buffer 中，也会发现表面活性剂的踪影。比如丙肝产品的加样方式是样 品5 微升一滴，Buffer 一滴。在这个产品的Buffer 液中就添加了Tween20(S19)，RSV 产品IRS-501/502a 产品的加样方式是样品和Buffer2：1 形式混合溶液100 微升添加在样品垫上。此Buffer 中添加了 0.5% Chemal LA-9 (S22)表面活性剂，处理样品标本，以助跑板。

在Malaria 产品的Reagent A 液中，就添加了Triton X-100（S14）、Tween 20(S19)和 ZWITTERGENT 这三种表面活性剂，其中前面两种是常见的表面活性剂，后一种较为特殊，在此产品中起着去污、封闭的作用，还起着消除假阳性的作用。

在此产品的金标Drying Buffer 中也添加了低浓度的Triton X-100（S14）溶液，有助于 金标溶液快速被金标垫吸收，且吸收均匀，在60℃烘道内烘20 分钟，有助于水分蒸发，快速完成金标的干燥过程，有利于金标的稳定性。 2.7 其他方面的应用

StrepA 产品的裂解液中，也有添加了表面活性剂Tween20 (S19)。其作用在于与细胞膜 的磷脂双分子层膜作用，从而影响分子通透性，起到裂解细胞作用。在某些公司的Flu 产品的裂解液中就含有Triton X-100（S14）、Tween 20(S19)两种表面活性剂。

在爱滋产品的C、T 线溶液中就添加了一定浓度的表面活性剂Tween20 (S19) 和人工聚合物PVP。主要是因为在临床应用中，爱滋产品经常会出现假阳性的问题，将表面活性剂添加在检测线中可以适当的消除假阳性现象。

解。

将C/T 线原料和封闭剂分离 会减少不利的相互作用。 不如全部封闭膜有效 在点膜液中直接 加入表面活性剂 对C/T 线而言 效果高对膜而 言效果差

操作简单，成本便宜 不如全部封闭膜有效。

封闭剂内的试剂可能会对降低C/T 线原料的抗原性或影响产品保质 期。

封闭剂内的试剂会导致C/T 的明显

扩散。系列产品有些也是要喷封闭液的，具体在封闭液中添加的表面活性剂有差异，视具体情况而丁，不同产品不一样。像IST-501b 产品的封闭液中添加的是S7( Standapol ES-1)。有点需要指出，不是所有需要封闭液中都会添加表面活性剂的，像Binax 的Malaria 产品是要对点好

C、T 线的膜进行封闭的，但是在封闭液中就没有表面活性剂成分。 2.6 在Buffer的应用

在某些产品的Buffer 中，也会发现表面活性剂的踪影。比如丙肝产品的加样方式是样 品5 微升一滴，Buffer 一滴。在这个产品的Buffer 液中就添加了Tween20(S19)，RSV 产品IRS-501/502a 产品的加样方式是样品和Buffer2：1 形式混合溶液100 微升添加在样品垫上。此Buffer 中添加了 0.5% Chemal LA-9 (S22)表面活性剂，处理样品标本，以助跑板。

在Malaria 产品的Reagent A 液中，就添加了Triton X-100（S14）、Tween 20(S19)和 ZWITTERGENT 这三种表面活性剂，其中前面两种是常见的表面活性剂，后一种较为特殊，在此产品中起着去污、封闭的作用，还起着消除假阳性的作用。

在此产品的金标Drying Buffer 中也添加了低浓度的Triton X-100（S14）溶液，有助于 金标溶液快速被金标垫吸收，且吸收均匀，在60℃烘道内烘20 分钟，有助于水分蒸发，快速完成金标的干燥过程，有利于金标的稳定性。 2.7 其他方面的应用

StrepA 产品的裂解液中，也有添加了表面活性剂Tween20 (S19)。其作用在于与细胞膜 的磷脂双分子层膜作用，从而影响分子通透性，起到裂解细胞作用。在某些公司的Flu 产品的裂解液中就含有Triton X-100（S14）、Tween 20(S19)两种表面活性剂。

在爱滋产品的C、T 线溶液中就添加了一定浓度的表面活性剂Tween20 (S19) 和人工聚合物PVP。主要是因为在临床应用中，爱滋产品经常会出现假阳性的问题，将表面活性剂添加在检测线中可以适当的消除假阳性现象。

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