看待试纸条应从系统化的角度去看,放眼全局后去分析单个结构的功能及作用。下面小伙伴们就跟着我的视角,一起来深入了解试纸条!
如上图所示常规试纸条主要由7个部分组成:
1. 底板
2. 吸水纸
3. NC膜
4. 质控线
5. 检测线
6. 结合垫(可与样品垫合并为一体垫)
7. 样品垫
不要小看了这7个简单的结构,看似简单其实每个结构都暗藏乾坤。每个结构对整个检测系统的贡献和影响都不容小觑!且在整个产品研发的过程中对产品性能都有一定的影响。下面开始划重点。
很多做过研发的朋友们可能会忽略底板的重要性,有的人会觉得底板就只起到固定试纸条的作用,实际上远不止如此。市面上的底板也有不少分类,针对不同的项目我们应选择合适的底板,避免影响检测性能。
底板的规格:底板的宽度对试纸条的结构影响很大,一般60*300mm,66*300mm,80*300mm 等也可以根据项目需要单独定制。确定好底板的宽度,下面就是划线位置,一般有两线和三线,根据划线的位置来粘贴辅料。底板的划线位置大小影响吸水纸,结合垫,样品垫宽度。NC膜的宽度是固定的,一般有20mm和25mm规格,所以要提前确定好产品的工艺,才能确定在什么位置和距离划线以及底板的合适宽度是多少。因为吸水纸和结合垫以及样品垫的宽度对试剂的性能都有影响,这个后面会细说。此外分割线的位置,并不是固定的,根据不同项目的工艺不同,可以寻找厂家单独定制。
底板的材质:底板的材质一般有PVC和PS胶板,同时还有抗老化能力区分。抗老化与否影响的是底板的稳定性。底板的稳定性这点目前还未验证对产品的性能有什么影响。之前使用过过期3年的底板做过实验,对定量检测试剂的性能没什么影响。
底板使用的胶:底板使用的胶,这点可能在做定量试剂时有些讲究。特别是荧光定量项目,因为有些底板使用的胶内可能含有荧光物质,对检测结果的荧光信号形成干扰,可能会引起检测值的波动。因此在做荧光定量项目选择底板时应该注意选择荧光项目专用底板。
因此吸水纸的型号一旦确定好,我们只能在试纸条结构中通过改变吸水纸的宽度,来调整其吸水能力。一般确定好宽度的吸水纸的吸水量应大于滴加的样品的液量,这样才能保证滴加的样品有充足的动力往前方移动。不然可能会导致液体的“反流”。
NC膜又名硝酸纤维素膜,表面是疏松多孔的网状结构。目前在免疫层析平台使用的膜不管是进口膜还是国内一些厂家的膜基本上都是按照成品膜毛细管爬速大小将膜分为很多种类。以赛多利斯为例,将膜根据毛细管爬速分为95,110,140,150,180DX膜,单位为S/40mm。指的是使用4mm该膜,用纯化水测试从膜底端爬行到顶端所需要的时间,即毛细管爬速。如95膜的爬速为 65 - 115 s/40 mm,110膜的爬速为90–130 s/40 mm,140膜的爬速为95 - 155 s/40 mm。
那么膜的参数底影响什么?我们先来一项一项看:
背衬:背衬可以起到隔离胶板上的粘连胶防止对检测结果造成影响,同时也对硝酸纤维素膜有一定支撑作用,让膜更加坚固稳定。为膜上的免疫反应提供一个稳定的平台。
膜的厚度:NC膜是疏松多孔的纤维结构,厚度越大,承载的蛋白越多。假设膜是个二维平面,当厚度增加变成三维结构时,单位区域内可接触的硝酸纤维表面积就会增加,可附着的蛋白自然就越多。
膜的毛细管流速:流速越快,留给抗原抗体接触反应的时间就越少,在相同条件和加样下产品灵敏度就越低。相反流速慢的抗原抗体在膜上会有相对较多的反应时间灵敏度相对比来说就越高。每种流速不同的膜在点膜/划膜时都有其极限蛋白承载量。因此在选择膜时应根据项目灵敏度,线性,CV等性能要求选择合适的膜。
膜的储存:NC膜应储存在恒温恒湿的环境中,避免反复在温湿度差异比较大环境中长时间放置。因为膜在过于干燥的环境中,因为湿度较低,膜表面容易有静电。带有高静电的膜,如果要进行划膜,建议在室温和湿度为45%的环境中平衡30min后,再进行划膜,较高的静电会使划线时的线条质量不好,这种情况可在划膜所需的缓冲液中添加些可消除静电类物质如3-5%甲醇或乙醇。在过于潮湿的环境中容易让膜表面有不同程度的受潮,这会影响膜的层析速率,从而影响产品的CV。
质控线顾名思义是对试剂卡进行质量控制的线,又名C线。C线可以是独立的质控线也可以不是。独立质控线即NC膜C线上包被抗体与胶体金及微球上标记的抗原或抗体是一对独立的抗原抗体对,不参与其他反应。非独立的质控线,例如C线上包被的羊抗鼠多克隆抗体,如果胶体金或微球上标记的是鼠源的单克隆抗体,那么标记物经过NC膜的T线后,就会被C线捕捉到。如果C线出现不显色问题,说明结合垫上的标记物或者NC膜上的包被抗体等出了问题。证明该试剂卡有一定的质量问题。
独立质控线:在研发定量检测试剂时独立质控线如用DNP系统或使用兔源或者鸡源抗体。如兔r-IgG搭配羊抗兔IgG,鸡IgY搭配羊抗鸡IgY。根据经验建议使用DNP系统,因为即使是理论上不会产生交叉反应的兔源或鸡源的抗体。有的项目在临床样本的测试上还是会遇到交叉干扰问题。DNP系统相对来说更加保险一些,可以省去不少研发筛选物料的时间。市面上大多数DNP都还是可以的,价格也很便宜。可节省许多人力物力,个人观点,仅供参考。
非独立质控线:非独立质控线经常会用来做些定性项目,如使用胶体金法和乳胶法的试剂。优点只需要在NC膜上包被下多克隆抗体就可以检测,省去了标记抗体的物料节省了成本。缺点是该方法的C线的深浅会受到不同检测抗原或抗体浓度的影响。因为样本中的待检测物浓度越高,在一定程度上胶体金或微球标记物就会和抗原结合形成复合物的概率就越大,抗原抗体反应就越激烈。那么被T线上包被抗体捕获的复合物就越多。因为标记的胶体金和微球在结合垫内的量是固定的,被T线上包被抗体捕获的复合物越多,留给C线捕获的复合物或未与待测物形成复合物的标记胶体金或微球就越少。就会造成C线的颜色深浅有一定变化。这种变化的程度受待测物浓度大小的影响,理论上讲在测试较高浓度待测物时,变化会很明显。
检测线顾名思义,是用来检测某种物质的线,又名T线。T线是试剂卡的灵魂,没有T线试剂卡就没有任何意义。T线是用来检测待测物的线。T线上可以包被单克隆抗体,也可以包被抗原。这是根据待测物质是抗原还是抗体来决定的。T线上的抗原及抗体的特异性,亲和力,浓度等都会直接关系到产品的性能。因此抗体的筛选在研发前期尤为重要,好的抗体可以让研发过程事半功倍。
显微镜下的玻璃纤维垫
结合垫可以简单的理解为免疫标记物的载体。它上面有标记完抗原或抗体的胶体金或者微球。在样品垫和NC膜之间提供一定的缓冲和反应场所。结合垫的种类有很多,根据亲疏水能力分为亲水垫,疏水垫和介于两者之间的垫子,根据材质又可分为玻璃纤维垫,聚酯纤维垫。根据检测样本不同又可分为尿检专用垫,血清专用垫等。
结合垫在试纸条中的宽度及与样品垫的贴合时的重叠区域大小,会在一定程度上影响标记物的释放速度,从而影响检测灵敏度。不同材质的结合垫同样会影响标记物的释放均匀度和速度从而影响检测结果的CV及灵敏度。需要注意的是影响检测结果的CV及灵敏度的因素有很多,后续内容会详细说明,结合垫的材质及种类的影响仅仅是一方面。
因此在研发过程中结合垫的种类及材质选择非常重要,应把能控制优化的影响因素都给摆平才能出好的产品。
样品垫作用是对检测样本进行过滤和预处理。同时也为待测样本提供一定的毛细管动力。由于临床上检测样本类型不同以及成分复杂且可能会含有一些交叉反应或干扰物质。需要在样品垫中加入一些特定的阻断剂,可以起到减轻干扰的作用。比如针对类风湿因子(RF)和异嗜性抗体(HAMA)的干扰,市面上有专门针对的阻断剂,如果要检测全血样本,需要在样品中加入RBC或其他商品化抗体或者直接使用市面上的处理好的成品样品垫可省去自研的时间,这里就不详细介绍。
样品垫的材质一般就是玻璃纤维材质就可以满足需要。但不同的玻璃纤维垫需要根据项目,对亲水疏水性进行筛选,同时样品垫的吸水能力会影响待测物的释放速度,均一性。因此需要根据项目进行验证这些指标对于检测性能的影响。
本文仅仅从试纸条结构的角度出发,对其各个结构的作用进行概括说明。实际试剂研发中涉及到的内容远不止此,后续内容会给大家详细说明。如果本文内容对您有用,还望点个关注,后续内容会更加精彩,因为您的支持是我们前进的最大动力!更多精彩关注微信公众号:IVD研发宝