科普 | 新冠病毒抗体检测（胶体金法）原理

这是新型冠状病毒（SARS-CoV-2）大小约为100nm，具体结构包括RNA、磷脂双分子层表面膜以及核衣壳蛋白、刺突蛋白、膜蛋白、包膜蛋白、血凝素蛋白。

新冠病毒感染人体后，刺激浆细胞产生特异性抗体（Antibody），能引起抗体生成的物质称为抗原（Antigen，缩写Ag），新冠病毒除了磷脂双分子层外，都能诱发机体产生免疫反应，生成与之结合的特异性抗体。

抗体是一类能与抗原特异性结合的免疫球蛋白（Ig Immunoglobulin），免疫球蛋白Ig大小约为10nm。

抗体为4条多肽链的对称结构，由两条较长的相对分子量较大的相同的重链（Heavychain H链）和两条较短的相对分子量较小的相同的轻链（lightchain L链）组成。

抗体按照功能可划分为抗原结合片段Fab段（fragment of antigen binding）和可结晶段Fc段（fragment crystallizable）。 

 Fab段位于“Y”的两臂，具有高度可变性，能高亲和力结合特异性抗原，一个抗体分子上的两个抗原结合部分是相同的，Fc段位于“Y”的柄部，Fc段较为保守，主要招募相关细胞（如吞噬细胞）发生免疫反应。

根据Fc段的不同重链分为五类，分别以希腊字母γ μ α δ ε 表示。重链的类型直接决定了抗体的类型，据此将抗体相应地分为IgG、IgM、IgA、IgD和IgE。

IgG为单体结构，广泛分布于组织液中，血管内、外间隙中，分布量大体相当，约占血清Ig总量的75%，是血清中抗细菌、抗病毒、抗毒素的主要抗体

IgM 为五聚体，分子量大，通常称为巨球蛋白，约占血清Ig总量的10%，是初次免疫应答中最早出现的抗体，机体抗感染的先头部队。

IgA分为血清型及分泌型，血清型IgA存在于血清中，大部分为单体，约占血清Ig总量的13%。分泌性IgA为二聚体，存在于分泌液中，如唾液、眼泪、初乳、肠道分泌液和支气管分泌液，参与局部的黏膜免疫。

IgD和IgE都为单体，两者在血清中的含量很低。IgD参与启动B细胞识别抗原IgE可抗寄生虫，但也可以引发过敏反应。

新冠病毒抗体检测法通过检测人体中是否存在与新冠病毒特异性结合的抗体，从而间接证明人体是否已感染新型冠状病毒。

截止到2020年7月1日，国家药监局批准新型冠状病毒抗体检测试剂盒21个，其中检测抗体对象类型分为IgG、IgM或者两者同时检测。主流检测方法为胶体金法（7个）和磁微粒化学发光法（7个）。

这里的“胶体金法”其实是指以胶体金为示踪标志物，具体为胶体金测流免疫层析法。

我们以IgG抗体检测胶体金法为例，其检测试剂盒里面包含了检测卡、样本稀释液、吸滴管。

检测步骤为吸取血样，往检测卡加样孔中滴入血样与稀释液，水平静置等待10分钟，在检测卡观察孔中查看检测线（T）与质控线（C）有无红色条带出现，

结果判读首先根据质控线，无红色条带出现，该次检测无效；有红色条带出现，其次根据检测线，无红色条带出现，阴性，体内不存在新冠病毒抗体IgG，有红色条带出现，阳性，体内存在新冠病毒抗体IgG。

检测卡外部为塑料卡壳，内部为试纸条。试纸条从左到右依次为样品垫、结合垫、硝酸纤维素膜和吸水垫。通过带有粘合剂的PVC背衬固定连接在一起。

结合垫处预先喷涂上胶体金标记的新冠病毒抗原，为胶体金与新冠病毒抗原（比如重组刺突蛋白）结合体。胶体金中心为金原子凝聚成的金颗粒，周围吸附了一层负离子，使得胶体金带负电，可以结合在蛋白质上作为标记，且不影响蛋白质的活性。

同时还喷涂有胶体金标记鼠IgG为胶体金与鼠IgG结合体，硝酸纤维素膜处包被有两条线，左边线为检测线，包被有鼠抗体IgG抗体，右边线为质控线，包被有羊抗鼠IgG抗体。

血样与稀释液加到加样孔后，样本在毛细作用下将沿试纸条从左向右移动。

如果样本中含新冠病毒抗体IgG，其将在结合垫处与胶体金标记的新冠病毒抗原结合，之后继续向右移动。

在检测线处IgG与鼠抗人IgG抗体结合，形成夹心复合物。由于鼠抗人IgG抗体被吸附在检测线上，胶体金会在此发生聚集沉淀而显示红色。这是由于聚集而颗粒变大的光学效应。

在质控线处，胶体金标记鼠IgG与羊抗鼠IgG抗体结合，同样由于羊抗鼠IgG抗体被吸附在质控线上，胶体金会在此发生聚集沉淀而显示红色，证明层析过程顺利完成，检测试纸条工作正常。

如果样本中不含有新冠病毒抗体IgG，检测线上并不会有胶体金截留而显色，但质控线处依然会显示红色。

这就是IgG抗体检测卡的试纸条，当检测对象为新冠病毒IgM时，只需将检测线处的包被物换为鼠抗人IgM抗体即可。当同时检测IgM/IgG时，分别设置IgM/IgG两条检测线即可。