仁济科普 | 神奇的“红线”——新冠病毒抗原检测（胶体金法）原理简介

新型冠状病毒的形态结构

病毒就像一颗包裹着橡皮糖夹心的什锦软糖。

“橡皮糖夹心”位于病毒体的中心，主要成分为核酸（ssRNA），为病毒的复制、遗传和变异提供遗传信息。外层的“软糖”是病毒体的蛋白质外壳，称“核衣壳”（N），可保护病毒核酸免受外界因素的破坏，并能介导病毒进入宿主细胞。而入口之前，“软糖”外包裹的一层“糖衣”便可以理解为病毒体的包膜，它是包绕在病毒核衣壳外面的双层膜。

新型冠状病毒的这层“糖衣”异常绚丽，其膜上有刺突糖蛋白（S）、包膜蛋白（E）和膜蛋白（M）。

备注：刺突蛋白( spike protein，S protein ) 、包膜蛋白 ( envelope protein，E protein) 、膜蛋白( membrane protein，M protein) 和核衣壳蛋白( nucleocapsid protein，N protein)

来源：V'kovski Philip,Kratzel Annika,Steiner Silvio et al. Coronavirus biology and replication: implications for SARS-CoV-2.[J] .Nat Rev Microbiol, 2021, 19: 155-170.

“新冠病毒抗原检测”检测的是什么？

在这些结构蛋白中，N蛋白在不同SARS-CoV-2病毒株系中高度保守，且具有良好的免疫原性，为病毒侵染细胞后表达量最高的结构蛋白，是良好的检测生物标志物。目前，新型冠状病毒抗原检测一般以检测N蛋白为主。

新型冠状病毒抗原检测原理

一块白板条，滴上数滴液体到样品孔中，为何数分钟后能出现神奇的“红线”？

这一抗原检测技术被称作“胶体金法”。以目前已在国内上市的新型冠状病毒（2019-nCoV）抗原检测试剂盒为例，我们来“浅”看一下“红线”的形成过程。

假设这是一份存在新冠病毒特定抗原（N蛋白）的口咽/鼻咽拭子，经拭子处理液的释放洗脱后，N蛋白随着处理液被滴入样品孔。

待测样本在纸纤维所形成的毛细力拉动下，从试纸的一端流向另外一端。在此过程中，N蛋白将经历三道关卡。

备注：第一关卡：金标抗体（金标记2019-nCoV抗体）；第二关卡：T线抗体（2019-nCoV抗体）；第三关卡：C线抗体（“金标记2019-nCoV抗体”二抗）

关卡1（样品垫处）：

关卡2（检测线处）：

其实这个出现红线的过程就好似上图士兵“举火把”，新冠病毒抗原（N蛋白）先和样品垫上的金标抗体结合，在毛细作用下向前移动，到达检测线处又被T线抗体捕获，形成“金标抗体-2019-nCoV抗原- T线抗体”复合物，由于胶体金在T线处大量聚集，形成一条红色线，判为阳性。反之，判为阴性。

关卡3（质控线处）：

那么质控线又是怎样形成的？试纸中的金标抗体多有富余，经过T线截留，多余的会继续流向C线，在C线处被C线抗体捕获，形成“金标抗体-C线抗体”复合物。同样由于胶体金在此处大量聚集，再次形成一条红色线。质控线的形成与否被用于判定实验有效与否。操作步骤上的不当导致层析失败或试剂盒无效等问题，都会引起质控线不显色。当质控线未出现条带，无论检测线是否出现条带，都表明结果无效，需重新取试纸条重测。

新冠抗原检测注意事项

① 采样规范，采集样本后的拭子应立即置于拭子处理液中，务必使液体从拭子中充分释放洗脱。以上操作的不规范可能导致假阴性结果的产生。

② 检测卡中过多或过少的样本均有可能影响检测结果。

③ 在规定的时间内观察结果，反应时间过长或过短均有可能影响检测结果。

④ 实验时，检测卡应平放于台面上，以免倾斜放置造成样品层析速度过快或过慢，影响检测结果。

⑤ 抗原检测完毕后，若结果为阴性将采样拭子、样品处理管、检测卡等放入试剂盒提供的生物安全袋或其他封闭塑料袋内丢弃。若检测阳性必须及时报告，在人员转运时一并交给医疗机构按医疗废物处理。

值得注意的是，在核酸检测基础上增加抗原检测作为补充，是进一步优化新冠病毒检测策略的举措，有利于在有社区传播的区域提高“早发现”能力。然而因其方法学局限性，新冠抗原检测结果不能替代核酸结果，核酸检测仍是新冠病毒感染的确诊依据。

新冠抗原、核酸检测为何可交替或叠加，请查阅《新英格兰杂志》新冠检测文献。

参考文献：

[1] Lu Roujian,Zhao Xiang,Li Juan et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding.[J] Lancet, 2020, 395: 565-574.

[2] Xu Xintian,Chen Ping,Wang Jingfang et al. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission.[J] Sci China Life Sci, 2020, 63: 457-460.

文 | 检验科 赵倩

上海交通大学医学院附属仁济医院

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原标题：《仁济科普 | 神奇的“红线”——新冠病毒抗原检测（胶体金法）原理简介》

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