側(cè)向流層析技術(shù)是20世紀(jì)80年代末在抗體技術(shù)，標(biāo)記技術(shù)和材料技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新型的體外診斷技術(shù)，具有快速，簡便，經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于醫(yī)院檢測，食品檢測，環(huán)監(jiān)，農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)，出入境檢驗(yàn)檢疫，法醫(yī)等領(lǐng)域。

一個(gè)典型的側(cè)向?qū)游鰴z測試紙條主要是由四個(gè)部分組成：樣品墊，釋放墊，硝酸纖維酯膜和吸收墊。這四部分按順序貼在一個(gè)具有粘性的背襯上，每一部分之間會(huì)有不同程度的重疊從而使樣品的流動(dòng)具有連續(xù)性，同時(shí)對整個(gè)體系提供支撐。這個(gè)體系通常會(huì)放在一個(gè)塑料的卡夾里，卡夾會(huì)有樣品窗和結(jié)果讀取的窗。同時(shí)整個(gè)體系至少需要兩種抗體，一種標(biāo)記偶聯(lián)物，緩沖液和封閉劑等。

側(cè)向流裝置中的最常見的問題之一為不均一性，往往是由于裝置隱藏的復(fù)雜性所引起的：使用組件較多所導(dǎo)致的材料間兼容性以及材料本身的不完美性都會(huì)造成很多問題。

因此固相材料的選擇和不同材料之間的搭配通常會(huì)占據(jù)開發(fā)者的很多時(shí)間。為了克服傳統(tǒng)材料所帶來的局限性，Whatman創(chuàng)新性的研發(fā)了FUSION5。

FUSION5是一種以玻璃微纖維為主框架的復(fù)合材料，它包含特殊的高分子材料，可以在提高機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)擁有強(qiáng)大的親水特性。它的獨(dú)特之處在于，既可以可作為側(cè)向流系統(tǒng)中單一組分使用也可以成為側(cè)向流系統(tǒng)單一組成材料。

1、樣品墊

FUSION5是以玻璃纖維為基礎(chǔ)的材料，玻璃纖維的血液分離作用是眾所周知的。紅細(xì)胞被吸引到玻璃纖維表面并被困在材料的纖維中。當(dāng)新鮮血液加到FUSION5上后，分離出的血清量與離心分離出的血清量相似。在40微升的新鮮血液加到FUSION5上后，大概可以分理到21微升的血清樣品，這大約等于93%的離心法分離出的血清量。

圖1 顯示FUSION5和離心產(chǎn)生的血清成分（數(shù)字表示為離心值的百分比）（例如膽固醇，總蛋白和IgG）具有基本相同的特性。這些結(jié)果表明，F(xiàn)USION 5的檢測性能可以在各個(gè)測試平臺上進(jìn)行推斷。?

圖1.?FUSION5?分離的血清量占離心法分離血清量的比例

2、釋放墊

釋放墊的主要作用是吸收有顏色的標(biāo)記微球，使其干燥后穩(wěn)定的保存在其中，當(dāng)樣品的待測物流到釋放墊后，它又可以迅速的與液體融為一體并和待測物形成一個(gè)復(fù)合物一起流向反應(yīng)膜。在側(cè)向產(chǎn)品的開發(fā)過程中釋放墊的選擇和優(yōu)化通常被認(rèn)為是非常關(guān)鍵的。但有時(shí)候結(jié)合物釋放過程中的問題并不是由于釋放墊材料本身造成的。這是因?yàn)?，通常膠體金在液態(tài)狀態(tài)下是很穩(wěn)定的。這種穩(wěn)定性可以持續(xù)一年以上，有時(shí)5年以上的膠體金使用起來也沒有問題。他們可以穩(wěn)定的存在于液體狀態(tài)下是因?yàn)樵谀z體顆粒之間由相互排斥的電荷使它們不會(huì)聚集在一起。但是在側(cè)向流中，膠體金要釋放在釋放墊中，并且干燥后，長期保存在釋放墊中。干燥后膠體金顆粒會(huì)傾向于聚集在一起，當(dāng)他們聚集后就很難再彼此分開。所以，釋放墊的干燥是非常關(guān)鍵的步驟。

側(cè)向流中使用的所有膠體金微球都是疏水的，帶有負(fù)電荷的，他們被抗體包被，從而和目標(biāo)分子相互作用。FUSION5 是帶有負(fù)電同時(shí)親水的玻璃纖維。作為釋放墊，F(xiàn)USION5和膠體金之間沒有強(qiáng)的相互吸引力，這樣在結(jié)合物釋放過程中不會(huì)有阻力。

作為釋放墊FUSION5的釋放效率非常高

當(dāng)使用FUSION5 作為釋放墊需要注意以下幾點(diǎn)：

2.1?使用低濃度的親水多聚物（polymer）或表面活性劑（surfactant）減少微球之間的疏水作用力;

2.2 使用低離子濃度 (Ionic strength) 溶液。因?yàn)楦稍锖蟮尼尫艍|鹽的濃度會(huì)升高，這回造成微球的聚集;

2.3盡量減低蛋白濃度，這樣會(huì)減低干燥過程中的分子疏水作用力。

2.4 結(jié)合物的pH要維持再蛋白等電點(diǎn) (pI) 以上，這樣才能保證所有組分帶負(fù)電。

表1.?FUSION5的結(jié)合物釋放緩沖液

3、反應(yīng)膜

如使用硝酸纖維素膜不同，使用FUSION5作為反應(yīng)膜替代硝酸纖維酯膜不可直接將蛋白包備到材料表面，直接包備會(huì)減低蛋白載檢測線和對照線與目標(biāo)物質(zhì)結(jié)合量，從而降低反應(yīng)的靈敏度。以Fusion 5作為反應(yīng)膜使用，需要將蛋白包備到微球表面，再將微球包備到材料的表面，雖然信號值能夠滿足要求，但這為生產(chǎn)過程增添了步驟，所以目前并沒有很多工業(yè)客戶真正采用FUSION5作為反應(yīng)膜。

4 、吸收墊

雖然玻纖材料也可以作為吸收墊材料，但是考慮成本因素，絕大多數(shù)的吸收墊還是以性價(jià)比較高的棉纖維材質(zhì)為主。

除了傳統(tǒng)的側(cè)向流層析上的應(yīng)用之外，側(cè)向流與核酸擴(kuò)增相結(jié)合以及以及制備DNA擴(kuò)增芯片也成為了未來發(fā)展的重要方向，很多學(xué)者在這兩個(gè)方向均做出了積極的貢獻(xiàn)：

Chua A., Yean CY.等以Fusion 5作為載體將側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)與核酸擴(kuò)增檢測有效結(jié)合的快速檢測方式(7)。目前大多數(shù)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)或者恒溫核酸擴(kuò)征反應(yīng)都是使用SYBR green，Taq 探針?（Taq?probe）或者分子信標(biāo)（molecular beacon）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。或使用瓊脂糖凝膠進(jìn)行在反應(yīng)結(jié)束后監(jiān)測目標(biāo)物是否得到了擴(kuò)增。但是實(shí)時(shí)監(jiān)測需要有特定的儀器進(jìn)行檢測，瓊脂糖凝膠則需要在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下進(jìn)行。這都會(huì)增加聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)作為檢測技術(shù)的成本。但使用側(cè)向免疫層析技術(shù)檢測核酸擴(kuò)增的結(jié)果則無需復(fù)雜的設(shè)備或嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)環(huán)境使核酸檢測結(jié)果可現(xiàn)場讀取， 側(cè)向免疫檢測還可根據(jù)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)擴(kuò)增引物時(shí)加入標(biāo)定核酸序列呈現(xiàn)不同的醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)。對于側(cè)向免疫層析技術(shù)檢測分子擴(kuò)增的應(yīng)用，目前也有不少成功的科研案例，同時(shí)也有部分公司已經(jīng)上市類似的檢測產(chǎn)品。

02

以Fusion5為主要材料制備DNA 擴(kuò)增芯片(6)。玻璃纖維含有高濃度的二氧化硅。在特定的pH 鹽溶液中帶負(fù)電的脫氧核糖核酸可以特異性的吸附到玻璃纖維表面。從而和細(xì)胞裂解后的雜質(zhì)分開。再通過pH的調(diào)節(jié)將吸附到玻璃纖維膜上的脫氧核糖核酸洗脫下來。洗脫后的脫氧核糖核酸適用于多種分子生物學(xué)分析：實(shí)時(shí)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（qPCR），微列陣 (Microarray）, 二代測序（NGS）等等。最近芯片實(shí)驗(yàn)室 （lap-on-chip）的概念非常流行，未經(jīng)純化的樣品直接放入一體化的芯片中，一定時(shí)間后直接在機(jī)器上讀出結(jié)果。芯片實(shí)驗(yàn)室首先可以避免污染，一個(gè)封閉的系統(tǒng)對于高傳染性疾病檢測非常重要。實(shí)驗(yàn)人員不必和樣品有過多的接觸就可以拿到鑒定結(jié)果。其次可以減少樣品用量，大多數(shù)芯片實(shí)驗(yàn)室都是使用微流控技術(shù)設(shè)計(jì)芯片，少量的樣品在封閉的環(huán)境中通過在不同的反應(yīng)室里進(jìn)行裂解，吸附，洗脫，最后在擴(kuò)增。這樣封閉的系統(tǒng)大大減少的樣品的損失。Fusion5 在不同的芯片實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目中都被作為脫氧核糖核酸的純化介體被組裝進(jìn)不同的芯片中。而且不同的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果都顯示出，與其他玻璃纖維相比，F(xiàn)usion5可以有效的提取高濃度脫氧核糖核酸（DNA）使下游檢測結(jié)果時(shí)間縮短（5）。這說明將Fusion5用于脫氧核糖核酸的提取可以有效的提取到高濃度目標(biāo)物，從而提高整個(gè)檢測流程的敏感度。當(dāng)然Fusion 5 在POCT新技術(shù)上的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這兩項(xiàng)，這里就不再一一贅述。