使用纳米材料检测来增强检验性能
□ Yli Remo P. Vallejo, Jing Li, and Ray Yin
许多免疫诊断和核酸检测方法都已普遍使用一种表面被生物活性包被的固体物质，包被物有抗体、抗原或寡聚合探针。类似的这些生物分子有复杂的长链结构，具有理想的三维构造且有特殊的结合部位或抗原决定部位基因点。但是，常见的生物分子沉积在固体表面上的效率很低而且是一个随机过程。例如，抗体能够很容易包被在塑料品表面，但是只有一小部分堆积分子具有获得反应的Fab结合部位（见图1）。这样的随机性限制了依赖于传统包被技术的化验的结合能力和敏感性。
图1 抗体的定向在传统包被中是随机的，使用NIDS纳米定向技术后能达到最佳定向
ANP科技公司（纽瓦克市，DE）设计的纳米-智能检测系统（NIDS）用于在纳米水平上控制生物活性分子的方向，是将一种聚合体脚手架以共价键的形式连接到像抗体之类的粘合物中。[1]有了这种共轭结构后，聚合体脚手架就会优先和固体表面结合，从而使抗体在固体表面扩散并产生有利的免疫反应。
缀合物适用于表面纳米导向抗体分子的自组排列。结果是包被表面呈现出更大的结合效率。这样的方向控制和自我组装的好处可以被应用到所有生物活性分子中。
已经将NIDS技术应用到微孔板的预涂层中，创造了一系列可用于药物发现以及临床潜伏期和临床研究的高敏性工具。ANP技术已经研发了NIDS活性的链霉亲和素和被称为HyperBind的中性亲和素包被板。抗体和其他蛋白质的生物素化是一个普通的过程，当与HyperBind板结合时，能让用户的检验更加灵敏，并且能减少试剂的使用数量。[2]生物素化能使研究者在不进行要求的复杂合成程序的情况下获得NIDS纳米操控技术的好处。HyperBind平板可以分别在比色法测定、荧光测定和化学发光测定中的透明、黑色和白色版式中获得。
HyperBind平板已经与许多其他的商业平板做过比较。将链霉亲和素或中性亲和素绑定到多聚体脚手架上实现的纳米级定向技术已使得仪器性能得到提高。
图2 HyperBind透明板的结合能力比其他商业板结合能力大
生物素化蛋白质的直接结合
与其他商业SA板相比较，HyperBind SA板已经对生物素化蛋白质显示出了更大的结合力（见图2）。在一项代表性研究中，以100μL的递增浓度在HyperBind板、Nunc 制动器、Pierce HBC Reacti-Bind和 R&D系统偶数包被板中添加生物素化鼠IgG抗体，并在平台混合器中将其培养一个小时。冲洗后，将绑定在辣根过氧化物酶上的100μL兔抗鼠IgG添加到微孔中并在平台混合器中培养一个半小时。完成冲洗步骤后，将含有过氧化氢和四甲基联苯胺氨的基质/色原试剂添加到微孔中。允许在20分钟内出现颜色，并用2N硫酸阻止颜色的形成，测得到吸光度是450nm。
图3 HyperBind黑色SA和NA板的结合能力比其他商业板结合力好
在用于荧光测定的黑色HyperBind SA和NA板上也进行了类似的比较。原始聚苯乙烯黑色微孔反应板包被的是链霉亲和素与中性亲和素，包被时使用的是透明板的最佳NIDS化学法。结果显示：当使用先前描述的生物素化鼠IgG和荧光酶基质试剂进行检测程序时，HyperBind板的绑定能力比Pierce Reacti-Bind和Nunc制动器黑色板要好（见图3）。
白色板也是用NIDS活性链霉亲和素处理的，用于化学发光基质的测定。结果显示：当使用先前描述的生物素化鼠IgG和化学发光基质试剂进行检测程序时，HyperBind板的绑定能力比Nunc制动器白色板要好。
从以上实验中可以得到的结论是：将给定浓度的生物素化抗体添加到微孔中时，HyperBind透明、黑色和白色反应板结合的蛋白质比Pierce, R&D 系统和Nunc 反应板结合的蛋白质多。这项发现可以带来更好的检验性能，降低试剂使用数量和费用的。
夹心酶联免疫法的性能
为了检测抗体的纳米定向法对夹心检验的灵敏性和信号范围的影响，使用模型夹心检验比较了HyperBind板和商业板。在下面的例子中，通过Pierce化学使用荧光夹心酶联免疫法（ELISA）将HyperBind黑色NA板与商业黑色Reacti-Bind NA板检测鼠IgG的性能进行了比较。
在一项初步实验中，用5 μg/mL 浓度的生物素化抗体包被时，Pierce板达到直接绑定生物素化抗体的最高水平。HyperBind板的最佳直接结合浓度是0.5 μg/mL，或少于Pierce板浓度的十分之一。
因此，生物素化羊抗鼠抗体以最佳浓度包被在每个反应板中：Pierce板是5μg/mL，HyperBind板是0.5μg/mL。测定的方法是将PBS/0.1%BSA中的100μL递增浓度的鼠IgG添加到每个微孔中，并将所有样本在混合器
