A. 纳米金在食品真菌毒素中的应用
纳米金
金的微小颗粒
纳米金即指金的微小颗粒,其直径在1~100nm,具有高电子密度、介电特性和催化作用,能与多种生物大分子结合,且不影响其生物活性。由氯金酸通过还原法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金,其颜色依直径大小而呈红色至紫色。
中文名
纳米金
外文名
AuNPs
直径
1~100nm,
类别
金的微小颗粒
作用
高电子密度、介电特性和催化
发展历史检测技术发展检测应用优点制备方法TA说
发展历史
自从16世纪欧洲现代化学的奠基人、杰出的医师、化学家Paracelsus制备出“饮用金”用来治疗精神类疾病以来,纳米金就开始登上了科学的舞台。1857年英国科学家法拉第在研究道尔顿的理论时,利用氯化金还原出含纳米金的溶液,发现在其中加入少量电解质后,可使溶液由红宝石色变为蓝色,并最终凝集为无色,而加入明胶等大分子物质便可阻止这种变化。尽管当时并不知道原因,但他的发现为纳米金的应用奠定了科学基础。1885年纳米金溶液在美国常作为治疗酗酒的主要成分;1890年Koch医生发现结核杆菌不能够在金的表面存活;1890年纳米金被用来治疗关节炎;1935年芝加哥外科专家Edward等人发现纳米金溶液能有效的减轻患者病痛,强健体质。1939年Kausche和Ruska用电子显微镜观察金颗粒标记的烟草花叶病毒,呈高电子密度细颗粒状。1971年Faulk和Taylor首次采用免疫金染色(immunogold staining,IGS)将兔抗沙门氏菌抗血清与纳米金颗粒结合,用直接免疫细胞化学技术检测沙门氏菌的表面抗原,开创了纳米金免疫标记技术。
检测技术发展
作为现代四大标记技术之一的纳米金标记技术(nanogold labelling techique),实质上是蛋白质等高分子被吸附到纳米金颗粒表面的包被过程。吸附机理可能是纳米金颗粒表面负电荷,与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合,而且吸附后不会使生物分子变性,由于金颗粒具有高电子密度的特性,在金标蛋白结合处,在显微镜下可见黑褐色颗粒,当这些标记物在相应的配体处大量聚集时,肉眼可见红色或粉红色斑点,因而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中。由于球形的纳米金粒子对蛋白质有很强的吸附功能,可以与葡萄球菌A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、抗生素、激素、牛血清白蛋白等非共价结合,因而在基础研究和实验中成为非常有用的工具。
纳米金溶胶
作为显微镜示踪物
1978年,Geobegan等将纳米金标记抗体用于普通光镜下检测B淋巴细脑表面膜免疫球蛋白,建立了光镜水平的免疫金染色(immunogold staining,IGS)。1981年 Danscher用银显影方法增强金颗粒的可见度,并提高了灵敏度。Holgate等人于1983年建立了用银显影液光镜下金颗粒的可见性的免疫金银染色法(immunogold-siliver staining,IGSS),利用银的增强作用,加大单独金粒子在光镜下可视粒子的半径,增加了小颗粒金粒子的标记密度,提高了灵敏度。1986年Fritz等人又在IGSS法基础上成功地进行了彩色IGSS法,使得结果更加鲜艳夺目。尽管如此,由于亚硝酸银化合物是光敏性的,需要在暗室里进行标记,实验操作非常的不便,改用非光敏的醋酸银化合物,价格又过于昂贵,所以纳米金在光镜中的应用日渐减少。而利用纳米金的高电子密度,能在电镜下清晰的分辨颗粒,作为在透射电镜(TEM)、扫描电镜(sEM)和荧光显微镜的示踪物在电镜免疫化学和组织化学中得到了广泛应用。
应用于均相溶胶颗粒免疫测定技术
均相溶胶颗粒免疫测定法(sol particle immunoassay, SPIA)是利用免疫学反应时金颗粒凝聚导致颜色减退的原理,将纳米金与抗体结合,建立微量凝集试验检测相应的抗原,如间接血凝一样,用肉眼可直接观察到凝集颗粒。已成功地应用于PCG的检测,直接应用分光光度计进行定量分析。
应用于流式细胞仪
应用荧光素标记的抗体,通过流式细胞仪(Flow CytoMeter,FCM)计数分析细胞表面抗原,是免疫学研究中的重要技术之一。但由于不同荧光素的光谱相互重叠,区分不同的标记很困难。Boehmer等研究发现,纳米金可以明显改变红色激光的散射角,利用纳米金标记的羊抗鼠Ig抗体应用于流式细胞术,分析不同类型细胞的表面抗原,结果纳米金标记的细胞在波长632nm时,90度散射角可放大10倍以上,同时不影响细胞活性。而且与荧光素共同标记,彼此互不干扰。因此,纳米金可作为多参数细胞分析和分选的有效标记物,分析各类细胞表面标志和细胞内含物。
应用于斑点免疫金银染色技术
斑点免疫金银染色法(Dot-IGS,IGSS)是将斑点ELISA与免疫纳米金结合起来的一种方法。将蛋白质抗原直接点样在硝酸纤维膜上,与特异性抗体反应后,再滴加纳米金标记的第二抗体,结果在抗原抗体反应处发生金颗粒聚集,形成肉眼可见的红色斑点,此称为斑点免疫金染色法(Dot-IGS)。此反应可通过银显影液增强,即斑点金银染色法(Dot-IGS/IGSS)。
应用于免疫印迹技术
免疫印迹技术(immunoblotting,IBT)也称为免疫转印技术,其原理是根据各种抗原分子量大小不同,在电泳中行走的速度不同,因而在硝酸纤维素膜上占据的位置也不同;把含有特异性抗体的血清和这一薄膜反应,那么特异性的抗原抗体反应就显色。而纳米金免疫印迹技术相比酶标记免疫印迹技术具有简单、快速、具有相当高的灵敏度。而且应用纳米金将硝酸纤维素膜上未反应抗体进行染色,评估转膜效率,校正抗原一抗体反应的光密度曲线,即可进行定量免疫印迹测定。
应用于斑点金免疫渗滤测定技术
斑点金免疫渗滤测定法(dot immuno-gold filtration assay,DIGFA)是斑点免疫测定法(dot immunoboding assay,DIBA)中的一种,是1982年由Hawkes等人在免疫印迹技术基础上改良发展起来的一项免疫学新技术。其原理完全同斑点免疫金染色法,只是在硝酸纤维膜下垫有吸水性强的垫料,即为渗滤装置。在加抗原(抗体)后,迅速加抗体(抗原),再加金标记第二抗体,由于有渗滤装置,反应很快,在数分钟内即可显出颜色反应。与斑点免疫渗滤测定法(d o t immunotietration assay,DIFA)相比,所不同的是免加底物液,直接由红色胶体金探针显色,结果鲜艳,背景更清楚,可以在室温下保存。该方法已成功地应用于人的免疫缺陷病病毒(HI)的检查和人血清中甲胎蛋白的检测。使用的有HCG试剂盒,AFP试剂盒,消化道肿瘤筛检试剂盒。
应用于免疫层析技术
免疫层析法(gold immunochromatography assay, GICA)是将各种反应试剂以条带状固定在同一试纸条上,待检标本加在试纸条的一端,将一种试剂溶解后,通过毛细作用在层析条上渗滤、移行并与膜上另一种试剂接触,样品中的待测物同层析材料上针对待测物的受体(如抗原或抗体)发生特异性免疫反应。层析过程中免疫复合物被截留、聚集在层析材料的一定区域(检测带),通过可目测的纳米金标记物得到直观的显色结果。而游离标记物则越过检测带,达到与结合标记物自动分离之目的。GICA特点是单一试剂,一步操作,全部试剂可在室温长期保存。这种新的方法将纳米金免疫检测试验推进到~个崭新的阶段。
生物传感器
生物传感器(biosensor)是指能感应(或响应)生物、化学量,并按一定规律将其转换成可用信号(包括电信号、光信号等)输出的器件或装置。在生物传感器方面,纳米金主要设计为免疫传感器,是利用生物体内抗原与抗体专一性结合而导致电化学变化设计而成。另外由于纳米金的氧化还原电位是+1.68V,具有极强的夺电子能力,能大大提高作为测定血糖的生物传感器葡萄糖氧化酶膜的活性,金颗粒越细,活性越大。
生物芯片
生物芯片是以膜、玻璃、硅等固相介质为载体,其最大的优点在于高通量、并行化、微型化。一次实验可同时检测多种或多份生物样品。生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片。生物芯片用于食品安全检测领域的应用主要包括农药、兽药残留检测,食品微生物检测、动物疫病监测、转基因动物植物检测等。2002年Park等在《Science》杂志上介绍了一种以纳米金为探针的基于电荷检测的新型基因芯片,该芯片具有非常好的灵敏度及特异性,可以在十万分之一比率中检测出单碱基突变的基因片段。
检测应用
食品检测分析一般采用化学分析法(CA)、薄层层析法(TLC)、气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC),但需要繁琐、耗时的前处理,样品损失也较大。相对于灵敏度较低的CA和TLC方法,GC、HPLC的灵敏度较高,但操作技术要求高、仪器昂贵,并不适合现场快速测定和普及,而以纳米金为免疫标记物的检测技术正弥补了这些技术的缺点,在现代食品分析检测中的运用也越来越多。
兽药残留
所谓兽药残留是指动物产品的任何可食部分所含兽药的母体化合物及,或其代谢物,以及与兽药有关的杂质的残留。兽药残留既包括原药也包括药物在动物体内的代谢产物。主要的残留兽药有抗生素类、磺胺药类、呋喃药类、抗球虫药、激素药类和驱虫药类。兽药通常是通过在预防和治疗动物疾病用药、在饲料添加剂中使用以及在食品保鲜中引入药物而带来对食品的污染。人长期摄入含兽药的动物性食品后,不但会对人体产生毒性作用,出现过敏反应,而且动物体内的耐药菌株可传播给人体,当人体发生疾病时,就给临床上感染性疾病的治疗带来一定的困难,延误正常的治疗。另外有些残留物还具有致畸、致癌、致突变作用。
Verheijen利用胶体金标记纯化的抗链霉素单克隆抗体,对链霉素的检测限为160ng/ml,检测方便快速,不需要其他试剂和仪器,时间仅需lOmintl41。而使用胶体金免疫层析试纸条,在检测虾肉等组织试样中残留氯霉素(chloramphenicol,CAP)残留时,灵敏度可达到 lng/ml,只需5~10min,并且与类似物没有交叉反应。Yong Jin等也使用金标法来检测动物血浆和牛奶中的新霉素残留,其检测限为10ng/mltl6J。盐酸克伦特罗即β2受体兴奋剂,俗称“瘦肉精”能增强脂解和减慢蛋白质分解代谢,若在畜牧生产中使用,可明显提高饲料转化率和瘦肉率;但使用剂量过大,则会对动物和人(间接)的肝脏、肾脏等器官产生严重的毒副作用。尽管欧盟于1996年禁止在畜牧生产中使用该药(EC Direc. tive 96/22/EC),我国农业部也于1997年明令禁止,但国内“瘦肉精”中毒事件时有发生。刘见使用金标试纸法快速检测检测盐酸克伦特罗,最小检测量达到40ng/ml。商品化的试纸条产品也比较成熟,比利时UCB Bio-procts公司开发的Tlhe Beta STAR检测法就是将特定的β-内酰胺受体固定在试纸条上,用胶体金有色微粒作为标记物,5min内可以检测到青霉素和头孢霉素残留。而国内的刘平在用生物电化学传感器检测牛奶中残留的青霉素时,认为使用纳米金将有助于提高传感器的检测限。
动物传染病
动物传染病不但会影响动物养殖经济,也对人类健康构成威胁,联合国粮农组织和世界卫生组织已把预防和控制严重的动物流行病作为其工作重点之一。虾白斑病毒(white spot syndrome virus,WSSV)是阻碍虾养殖业发展的主要因素,至今还没有有效的药物,所以及早检测出病毒,显得尤其重要。Wang Xiaojie等已成功研究了斑点免疫金渗滤法(DIGFA)t19~和金标试纸法来检测虾白斑病毒,其中金标试纸法的检测限为1 μg/ml,而使用银增强,可以达到0.01μg/ml。赖清金等使用金标试纸条来检测猪瘟病毒,10~15min就能检出结果,并可根据检测结果合理指导猪瘟免疫和建立适宜的免疫程序。禽流感病毒(AIV)是引起禽类急性死亡的烈性、病毒性传染病,而且能感染人,我国许多地区也先后报道有高致病性禽流感的发生,给养禽业造成了重大的经济损失,也严重威胁了人类的健康。刘永德等将兔抗禽流感H5、H9亚型病毒抗体纯化后,分别与制备的胶体金研制成免疫金探针,用改良的渗滤法安全快速地检测被检材料中禽流感H5、H9亚型病毒,3min即可得到结果,检测灵敏度分别为1.62ug/ml和1.25μg/ml。
农药残留
农药残留分析的困难包括:样品基质背景复杂、前处理过程繁琐,需要耗费较多的时间、被测成分浓度较低、分析仪器的定性能力受到限制、仪器检测灵敏度不够等一系列问题,但使用金标记的快速检测可以很好的解决以上问题。国内的王朔分别使用纳米金免疫层析和纳米金渗滤法检测西维因的残留,整个检测过程只需5min,检测限也分别达到100ug/L和50μg/L。国内的生物技术公司也开发出了成熟的商品化产品,如克百威农残速测试纸条等。
致病微生物检测
基于金标记的快速检测研究在致病微生物方面比较多,检测的种类也比较多。最早Hasan以免疫磁性分离技术为基础的免疫胶体金技术已成功应用于01群霍乱弧菌(Vibriocholerae)的检测。国内洪帮兴等人研究了以硝酸纤维膜为载体纳米金显色的寡核苷酸芯片技术,为在分子水平快速简便的鉴别致病菌提供了可能,甚至可以检出致病菌的耐药性变异。该芯片技术对大肠埃希氏菌、沙门氏菌、志贺氏菌、霍乱弧菌、副溶血弧菌、变形杆菌、单核细胞增生李斯特菌、蜡样芽孢杆菌、肉毒梭菌和空肠弯曲菌等10种(属)具有高灵敏度和特异性,检出水平可达10CFU/mlt251。殷涌光等在使用集成化手持式Spreeta TM SPR传感器快速检测大肠杆菌时,引入胶体金复合抗体作为二次抗体大幅度增加质量,进一步扩大了检测信号,同时延长胶体金复合抗体与微生物的结合过程,使检测信号进一步稳定与放大,从而显著提高了检测精度,使该传感器对大肠杆菌的检测精度由10.6 CFU/ml提高到10.1CFU/ml。金免疫渗滤法重要的食源性致病菌之一大肠埃希氏菌0157:H7,检测通常先以山梨醇麦康凯琼脂(sMAC)进行初筛,然后用生化和血清学试验做鉴定,一般需要24~48h,而采用胶体金免疫渗滤法检测却非常的简便,在很短时间即可得到结果。
在致病菌快速检测中金标试纸条的研究越来越广泛。谢昭聪等应用胶体金免疫层析法检测水产品中霍乱弧菌的研究中,增菌液霍乱弧菌含量为1CFU/ml,通过增菌12h后,即可应用胶体金免疫层析法诊断试剂检出,而一般水产品霍乱弧菌检测所采用的传统常规方法,检测时限长,增菌培养需8~16h,分离培养需14~20h,初步报告需30h以上,实际操作中,需要3d以上才能出报告。肠杆菌科的大属沙门氏菌可引起人的沙门氏菌性食物中毒,王中民等人采用免疫渗滤法可检出85%的引起食物中毒的沙门氏菌,灵敏度为2.4×107CFU/ml,对最常见的鼠伤寒、猪霍乱和肠炎沙门氏菌,检出率达100%,而采用胶体金免疫层析法的灵敏度为2.1×106CFU/mlt30j。被美国列为七种主要食源性致死病菌之一的李斯特菌,如果按照传统的分离培养和鉴定技术需要l~2周时间,而采用免疫胶体金层析法只需10min就能得到检测结果,灵敏度达到87.5%。
真菌毒素的检测
真菌毒素(Mycotoxin)是由真菌(Fungi)产生的具有毒性的二级代谢产物,广泛存在食品和饲料中,人类若误食受污染的食品,就会中毒或诱发一定疾病,甚至癌症。检测食品中的真菌毒素常用理化方法或生物学方法。但理化法需要较昂贵的仪器设备,操作复杂。而运用免疫技术检测真菌毒素敏感性高,特异性强,非常适用于食物样品的检测。D.J.Chiao等使用金标免疫层析法在10min之内即可检测50ng/ml的肉毒杆菌毒素B(BoNT/B),如果使用银增强则其检测限可以达到50pg/ml,而且对A、E型肉毒杆菌毒素没有交叉反应。貉曲霉毒素是曲霉属和青霉属产生的一类真菌毒素,其中毒性最大、与人类健康关系最密切、对农作物的污染最重、分布最广的是赭曲霉素A(OTA),赖卫华等研制的赭曲霉毒素A快速检测胶体金试纸条,检测限达到了10ng/mlt331,远远低于我国对赭曲霉毒素的限量要求5μg/L。黄曲霉毒素B z的快速检测国内也有很多研究,孙秀兰研制的黄曲霉毒素B,金标免疫试纸条,其最低检测限达到2.5ng/ml,而且能定性或半定量检测食品中的黄曲霉毒素B,含量。
优点
随着科学技术的不断发展,食品分析检测技术也在不断地更新、完善和迅速发展,尤其是快速检测技术更能适应现代高效、快速的节奏和满足社会的要求。仪器分析法可以保证数据的精确性和准确性,但其流程仍比较烦琐。尽管以纳米金为标记物的免疫分析法及其它速测技术的开发过程需投入较多资金和较长时间,但具有简单、快速、灵敏度高、特异性强、价廉、样品所需量少等优点,其灵敏度与常规的仪器分析一致,适合现场筛选,而且其中的金免疫层析技术正在向定量、半定量检测和多元检测的方向发展,更加体现出金标技术的优势。总之,快速检测技术的快速、灵敏、简便等优点,使之在食品卫生检疫和环境检测中有着广泛的应用价值和发展前景。
制备方法
配制浓度为2.44×10-3 mol/L 的HAuCl4·4H2O溶液、浓度为3.43×10-2 mol/L 的Na3C6H5O7·2H2O 溶液、浓度为1.00×10-4 mol/L 的 PVP 溶液, 以及浓度为0.391 mol/L 的NaBH4 溶液备用。在烧杯中加入10 mL 氯金酸溶液, 10 mL 或不加保护剂溶液, 80 mL 三蒸水, 将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上, 边加热边搅拌, 搅拌的转速设置为600 r/min, 加热至75℃, 恒温2 min, 用移液管移取一定体积的还原剂(Na3C6H5O7 或NaBH4)溶液,迅速一次加入到上述混合液, 开始计时, 使液体颜色恒定并持续加热一段时间共9 min, 停止加热, 继续搅拌5 min 后, 停止搅拌, 冷却至室温, 所得液体为纳米金溶胶。
B. eastern blot
eastern blot:电驱动转移等电聚焦电泳后的蛋白区带
biotting历史如下(来自电泳的原理应用及进展):
转印电泳最先是由Southern于1975年发明的。在电流作用下,他成功地将DNA片段从琼脂糖凝胶中转印到硝酸纤维膜上进行分子杂交分析,因此称为Southern-blotting。后来,Alwine用类似方法也成功地将RNA从电泳胶中转印到硝酸纤维膜上作分子杂交分析,但他并没有称这一技术为Alwine-blotting,而是称之为Northern-blotting,以便与Sourhern blotting相对应。1981年Burette又成功地将SDS-PAGE胶中的蛋白质转印到膜上进行免疫学分析(如抗原抗体结合、蛋白质与配基结合等),继之Alwine,Burette称这一技术为Western-blotting。这样一来,在转印电泳这个家族中,就有了Southernblotting,Northern-blotting和Western-blotting,仅仅缺一个Eastern-blotting。其实后来有人提议将IEF胶(即等电聚焦电泳)中的蛋白质转印到膜上的技术称为Eastern-blotting,但这一建议并未被广泛接受
C. 分子量120kDa,转膜条件求助
蛋白质从凝胶转印至膜
1 )半干电转移法
1. 用蒸馏水淋洗半干装置的平板电极。…
具体的你看看这个。
http://www.bioon.com/experiment/72358_3.shtml
D. 纳米金在生活中的用途
应用于均相溶胶颗粒免疫测定技术 均相溶胶颗粒免疫测定法(sol particle immunoassay, SPIA)是利用免疫学反应时金颗粒凝聚导致颜色减退的原理,将纳米金与抗体结合,建立微量凝集试验检测相应的抗原,如间接血凝一样,用肉眼可直接观察到凝集颗粒。已成功地应用于PCG的检测,直接应用分光光度计进行定量分析。 l.3 应用于流式细胞仪 应用荧光素标记的抗体,通过流式细胞仪(Flow CytoMeter,FCM)计数分析细胞表面抗原,是免疫学研究中的重要技术之一。但由于不同荧光素的光谱相互重叠,区分不同的标记很困难。Boehmer等研究发现,纳米金可以明显改变红色激光的散射角,利用纳米金标记的羊抗鼠Ig抗体应用于流式细胞术,分析不同类型细胞的表面抗原,结果纳米金标记的细胞在波长632nm时,90度散射角可放大10倍以上,同时不影响细胞活性。而且与荧光素共同标记,彼此互不干扰。因此,纳米金可作为多参数细胞分析和分选的有效标记物,分析各类细胞表面标志和细胞内含物。 1.4 应用于斑点免疫金银染色技术 斑点免疫金银染色法(Dot-IGS,IGSS)是将斑点ELISA与免疫纳米金结合起来的一种方法。将蛋白质抗原直接点样在硝酸纤维膜上,与特异性抗体反应后,再滴加纳米金标记的第二抗体,结果在抗原抗体反应处发生金颗粒聚集,形成肉眼可见的红色斑点,此称为斑点免疫金染色法(Dot-IGS)。此反应可通过银显影液增强,即斑点金银染色法(Dot-IGS/IGSS)。 1.5 应用于免疫印迹技术 免疫印迹技术(immunoblotting,IBT)也称为免疫转印技术,其原理是根据各种抗原分子量大小不同,在电泳中行走的速度不同,因而在硝酸纤维素膜上占据的位置也不同;把含有特异性抗体的血清和这一薄膜反应,那么特异性的抗原抗体反应就显色。而纳米金免疫印迹技术相比酶标记免疫印迹技术具有简单、快速、具有相当高的灵敏度。而且应用纳米金将硝酸纤维素膜上未反应抗体进行染色,评估转膜效率,校正抗原一抗体反应的光密度曲线,即可进行定量免疫印迹测定。 1.6 应用于斑点金免疫渗滤测定技术 斑点金免疫渗滤测定法(dot immuno-gold filtration assay,DIGFA)是斑点免疫测定法(dot immunoboding assay,DIBA)中的一种,是1982年由Hawkes等人在免疫印迹技术基础上改良发展起来的一项免疫学新技术。其原理完全同斑点免疫金染色法,只是在硝酸纤维膜下垫有吸水性强的垫料,即为渗滤装置。在加抗原(抗体)后,迅速加抗体(抗原),再加金标记第二抗体,由于有渗滤装置,反应很快,在数分钟内即可显出颜色反应。与斑点免疫渗滤测定法(d o t immunotietration assay,DIFA)相比,所不同的是免加底物液,直接由红色胶体金探针显色,结果鲜艳,背景更清楚,可以在室温下保存。该方法已成功地应用于人的免疫缺陷病病毒(HI)的检查和人血清中甲胎蛋白的检测。目前使用的有HCG试剂盒,AFP试剂盒,消化道肿瘤筛检试剂盒。 1.7 应用于免疫层析技术 免疫层析法(gold immunochromatography assay, GICA)是将各种反应试剂以条带状固定在同一试纸条上,待检标本加在试纸条的一端,将一种试剂溶解后,通过毛细作用在层析条上渗滤、移行并与膜上另一种试剂接触,样品中的待测物同层析材料上针对待测物的受体(如抗原或抗体)发生特异性免疫反应。层析过程中免疫复合物被截留、聚集在层析材料的一定区域(检测带),通过可目测的纳米金标记物得到直观的显色结果。而游离标记物则越过检测带,达到与结合标记物自动分离之目的。GICA特点是单一试剂,一步操作,全部试剂可在室温长期保存。这种新的方法将纳米金免疫检测试验推进到~个崭新的阶段。
都是在网上搜的,这是别人的答案
E. 什么是Westernblot法及Westernblot法应用
什么是Westernblot法:Westernblot法是一种将电泳与KIJSA结合起来的技术,可分为电泳、转印、酶免疫测定3个阶段。Westernblot法结合了电泳的高分辨率和酶免疫测定的高敏感性和特异性,是一种能用于分析样本组分的免疫学测定方法。
Westernblot法应用:Westernblot法应用分子生物学、生物化学和免疫遗传学中时常会用到的一种实验方法,并且是一种能对蛋白进行定性和半定量的分析方法。是通过特异性抗体对凝胶电泳处理过的细胞或生物组织样品进行着色,并且通过分析着色的位置和着色深度获得特定蛋白质在所分析的细胞或组织中的表达情况的信息。
蛋白质分析中应用的Western杂交法与DNA分析应用的Southern杂交法相似,均是把电流分离的组分从凝胶转移至一种固相支持体,并均以针对特定氨基酸(Westernblot法)或核苷酸(Southern杂交法)序列所制备的特异性样品作为探针检测其相同或相似序列。 对于蛋白质来说,通常使用的探针是抗体,它与附着于固相支持体的靶蛋白所呈现的抗原表位发生特异性反应。Westernblot法的主要优点在于,它能够从生物组织的粗提物或部分纯化的粗提物中检测和识别几种特异的蛋白质。将聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)分离的蛋白质从聚丙烯酰胺凝胶上通过电转移到一张合适的印迹膜上,随后用和灵敏检测系统相偶联的抗体来识别结合在膜上的一种或几种蛋白质。这一技术的灵敏度能达到标准的固相放射免疫分析的水平而又无需俊免疫沉淀法那样必须对靶蛋白进行放射性标记。因此要对非放射性标记蛋白组成的复杂混合物中的某些特定蛋白进行鉴别和定量时,Westernblot法极为有用。此外,由于蛋白质的电泳分离几乎总在变性条件下进行,因此溶解、聚集以及靶蛋白与外来蛋白的共沉淀等诸多问题全都无需加以考虑。
伯乐生命bio-rad Trans-Blot 转印槽是一种多功能仪器,适用于多种Westernblot法应用。多组参数灵活可设,可调节的电压设置(从30V的过夜转印到到 200 V的1 小时快速实验)。电极间距设置为8cm可用于标准转印,设置为4cm用于高强度转印。采用特级冷却芯和水循环冷却装置来调节温度-是天然酶(4°C)或高强度转印的理想选择,随着转印时间增加(多达24小时),不会引起缓冲液耗竭。
F. 蛋白质的合成技术是谁发明的
1963年,美国洛克菲勒大学梅里菲尔德博士发明了一项新的蛋白质合成技术——固相合成法,蛋白质合成技术获得了飞跃的发展。这一技术是一种利用聚苯乙烯树脂颗粒表面拉长氨基酸长链的特殊方法。梅里菲尔德博士根据这种方法创制了全自动蛋白质合成装置,从此就能由机械来合成蛋白质了。
G. 纳米金 是什么意思
纳米金即指金的微小颗粒,其直径在1~100nm,具有高电子密度、介电特性和催化作用,能与多种生物大分子结合,且不影响其生物活性。由氯金酸通过还原法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金,其颜色依直径大小而呈红色至紫色。
以纳米金为免疫标记物的检测技术的发展
作为现代四大标记技术之一的纳米金标记技术(nanogold labelling techique),实质上是蛋白质等高分子被吸附到纳米金颗粒表面的包被过程。吸附机理可能是纳米金颗粒表面负电荷,与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合,而且吸附后不会使生物分子变性,由于金颗粒具有高电子密度的特性,在金标蛋白结合处,在显微镜下可见黑褐色颗粒,当这些标记物在相应的配体处大量聚集时,肉眼可见红色或粉红色斑点,因而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中。由于球形的纳米金粒子对蛋白质有很强的吸附功能,可以与葡萄球菌A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、抗生素、激素、牛血清白蛋白等非共价结合,因而在基础研究和实验中成为非常有用的工具。
1.1 作为显微镜示踪物
1978年,Geobegan等将纳米金标记抗体用于普通光镜下检测B淋巴细脑表面膜免疫球蛋白,建立了光镜水平的免疫金染色(immunogold staining,IGS)。1981年 Danscher用银显影方法增强金颗粒的可见度,并提高了灵敏度。Holgate等人于1983年建立了用银显影液光镜下金颗粒的可见性的免疫金银染色法(immunogold-siliver staining,IGSS),利用银的增强作用,加大单独金粒子在光镜下可视粒子的半径,增加了小颗粒金粒子的标记密度,提高了灵敏度。1986年Fritz等人又在IGSS法基础上成功地进行了彩色IGSS法,使得结果更加鲜艳夺目。尽管如此,由于亚硝酸银化合物是光敏性的,需要在暗室里进行标记,实验操作非常的不便,改用非光敏的醋酸银化合物,价格又过于昂贵,所以纳米金在光镜中的应用日渐减少。而利用纳米金的高电子密度,能在电镜下清晰的分辨颗粒,作为在透射电镜(TEM)、扫描电镜(sEM)和荧光显微镜的示踪物在电镜免疫化学和组织化学中得到了广泛应用。
1.2 应用于均相溶胶颗粒免疫测定技术
均相溶胶颗粒免疫测定法(sol particle immunoassay, SPIA)是利用免疫学反应时金颗粒凝聚导致颜色减退的原理,将纳米金与抗体结合,建立微量凝集试验检测相应的抗原,如间接血凝一样,用肉眼可直接观察到凝集颗粒。已成功地应用于PCG的检测,直接应用分光光度计进行定量分析。
l.3 应用于流式细胞仪
应用荧光素标记的抗体,通过流式细胞仪(Flow CytoMeter,FCM)计数分析细胞表面抗原,是免疫学研究中的重要技术之一。但由于不同荧光素的光谱相互重叠,区分不同的标记很困难。Boehmer等研究发现,纳米金可以明显改变红色激光的散射角,利用纳米金标记的羊抗鼠Ig抗体应用于流式细胞术,分析不同类型细胞的表面抗原,结果纳米金标记的细胞在波长632nm时,90度散射角可放大10倍以上,同时不影响细胞活性。而且与荧光素共同标记,彼此互不干扰。因此,纳米金可作为多参数细胞分析和分选的有效标记物,分析各类细胞表面标志和细胞内含物。
1.4 应用于斑点免疫金银染色技术
斑点免疫金银染色法(Dot-IGS,IGSS)是将斑点ELISA与免疫纳米金结合起来的一种方法。将蛋白质抗原直接点样在硝酸纤维膜上,与特异性抗体反应后,再滴加纳米金标记的第二抗体,结果在抗原抗体反应处发生金颗粒聚集,形成肉眼可见的红色斑点,此称为斑点免疫金染色法(Dot-IGS)。此反应可通过银显影液增强,即斑点金银染色法(Dot-IGS/IGSS)。
1.5 应用于免疫印迹技术
免疫印迹技术(immunoblotting,IBT)也称为免疫转印技术,其原理是根据各种抗原分子量大小不同,在电泳中行走的速度不同,因而在硝酸纤维素膜上占据的位置也不同;把含有特异性抗体的血清和这一薄膜反应,那么特异性的抗原抗体反应就显色。而纳米金免疫印迹技术相比酶标记免疫印迹技术具有简单、快速、具有相当高的灵敏度。而且应用纳米金将硝酸纤维素膜上未反应抗体进行染色,评估转膜效率,校正抗原一抗体反应的光密度曲线,即可进行定量免疫印迹测定。
1.6 应用于斑点金免疫渗滤测定技术
斑点金免疫渗滤测定法(dot immuno-gold filtration assay,DIGFA)是斑点免疫测定法(dot immunoboding assay,DIBA)中的一种,是1982年由Hawkes等人在免疫印迹技术基础上改良发展起来的一项免疫学新技术。其原理完全同斑点免疫金染色法,只是在硝酸纤维膜下垫有吸水性强的垫料,即为渗滤装置。在加抗原(抗体)后,迅速加抗体(抗原),再加金标记第二抗体,由于有渗滤装置,反应很快,在数分钟内即可显出颜色反应。与斑点免疫渗滤测定法(d o t immunotietration assay,DIFA)相比,所不同的是免加底物液,直接由红色胶体金探针显色,结果鲜艳,背景更清楚,可以在室温下保存。该方法已成功地应用于人的免疫缺陷病病毒(HI)的检查和人血清中甲胎蛋白的检测。目前使用的有HCG试剂盒,AFP试剂盒,消化道肿瘤筛检试剂盒。
1.7 应用于免疫层析技术
免疫层析法(gold immunochromatography assay, GICA)是将各种反应试剂以条带状固定在同一试纸条上,待检标本加在试纸条的一端,将一种试剂溶解后,通过毛细作用在层析条上渗滤、移行并与膜上另一种试剂接触,样品中的待测物同层析材料上针对待测物的受体(如抗原或抗体)发生特异性免疫反应。层析过程中免疫复合物被截留、聚集在层析材料的一定区域(检测带),通过可目测的纳米金标记物得到直观的显色结果。而游离标记物则越过检测带,达到与结合标记物自动分离之目的。GICA特点是单一试剂,一步操作,全部试剂可在室温长期保存。这种新的方法将纳米金免疫检测试验推进到~个崭新的阶段。
1.8 生物传感器
生物传感器(biosensor)是指能感应(或响应)生物、化学量,并按一定规律将其转换成可用信号(包括电信号、光信号等)输出的器件或装置。在生物传感器方面,纳米金主要设计为免疫传感器,是利用生物体内抗原与抗体专一性结合而导致电化学变化设计而成。另外由于纳米金的氧化还原电位是+1.68V,具有极强的夺电子能力,能大大提高作为测定血糖的生物传感器葡萄糖氧化酶膜的活性,金颗粒越细,活性越大。
1.9 生物芯片
生物芯片是以膜、玻璃、硅等固相介质为载体,其最大的优点在于高通量、并行化、微型化。一次实验可同时检测多种或多份生物样品。生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片。目前,生物芯片用于食品安全检测领域的应用主要包括农药、兽药残留检测,食品微生物检测、动物疫病监测、转基因动物植物检测等。2002年Park等在《Science》杂志上介绍了一种以纳米金为探针的基于电荷检测的新型基因芯片,该芯片具有非常好的灵敏度及特异性,可以在十万分之一比率中检测出单碱基突变的基因片段。
纳米金技术在食品安全快速检测中的应用
目前食品检测分析一般采用化学分析法(CA)、薄层层析法(TLC)、气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC),但需要繁琐、耗时的前处理,样品损失也较大。相对于灵敏度较低的CA和TLC方法,GC、HPLC的灵敏度较高,但操作技术要求高、仪器昂贵,并不适合现场快速测定和普及,而以纳米金为免疫标记物的检测技术正弥补了这些技术的缺点,在现代食品分析检测中的运用也越来越多。
2.1 兽药残留
所谓兽药残留是指动物产品的任何可食部分所含兽药的母体化合物及,或其代谢物,以及与兽药有关的杂质的残留。兽药残留既包括原药也包括药物在动物体内的代谢产物。主要的残留兽药有抗生素类、磺胺药类、呋喃药类、抗球虫药、激素药类和驱虫药类。兽药通常是通过在预防和治疗动物疾病用药、在饲料添加剂中使用以及在食品保鲜中引入药物而带来对食品的污染。人长期摄入含兽药的动物性食品后,不但会对人体产生毒性作用,出现过敏反应,而且动物体内的耐药菌株可传播给人体,当人体发生疾病时,就给临床上感染性疾病的治疗带来一定的困难,延误正常的治疗。另外有些残留物还具有致畸、致癌、致突变作用。
Verheijen利用胶体金标记纯化的抗链霉素单克隆抗体,对链霉素的检测限为160ng/ml,检测方便快速,不需要其他试剂和仪器,时间仅需lOmintl41。而使用胶体金免疫层析试纸条,在检测虾肉等组织试样中残留氯霉素(chloramphenicol,CAP)残留时,灵敏度可达到 lng/ml,只需5~10min,并且与类似物没有交叉反应。Yong Jin等也使用金标法来检测动物血浆和牛奶中的新霉素残留,其检测限为10ng/mltl6J。盐酸克伦特罗即β2受体兴奋剂,俗称“瘦肉精”能增强脂解和减慢蛋白质分解代谢,若在畜牧生产中使用,可明显提高饲料转化率和瘦肉率;但使用剂量过大,则会对动物和人(间接)的肝脏、肾脏等器官产生严重的毒副作用。尽管欧盟于1996年禁止在畜牧生产中使用该药(EC Direc. tive 96/22/EC),我国农业部也于1997年明令禁止,但国内“瘦肉精”中毒事件时有发生。刘见使用金标试纸法快速检测检测盐酸克伦特罗,最小检测量达到40ng/ml。现在商品化的试纸条产品现在也比较成熟,比利时UCB Bio-procts公司开发的Tlhe Beta STAR检测法就是将特定的β-内酰胺受体固定在试纸条上,用胶体金有色微粒作为标记物,5min内可以检测到青霉素和头孢霉素残留。而国内的刘平在用生物电化学传感器检测牛奶中残留的青霉素时,认为使用纳米金将有助于提高传感器的检测限。
2.2 动物传染病
动物传染病不但会影响动物养殖经济,也对人类健康构成威胁,联合国粮农组织和世界卫生组织已把预防和控制严重的动物流行病作为其工作重点之一。虾白斑病毒(white spot syndrome virus,WSSV)是阻碍虾养殖业发展的主要因素,至今还没有有效的药物,所以及早检测出病毒,显得尤其重要。Wang Xiaojie等已成功研究了斑点免疫金渗滤法(DIGFA)t19~和金标试纸法来检测虾白斑病毒,其中金标试纸法的检测限为1 μg/ml,而使用银增强,可以达到0.0lμg/ml。赖清金等使用金标试纸条来检测猪瘟病毒,10~15min就能检出结果,并可根据检测结果合理指导猪瘟免疫和建立适宜的免疫程序。禽流感病毒(AIV)是引起禽类急性死亡的烈性、病毒性传染病,而且能感染人,我国许多地区也先后报道有高致病性禽流感的发生,给养禽业造成了重大的经济损失,也严重威胁了人类的健康。刘永德等将兔抗禽流感H5、H9亚型病毒抗体纯化后,分别与制备的胶体金研制成免疫金探针,用改良的渗滤法安全快速地检测被检材料中禽流感H5、H9亚型病毒,3min即可得到结果,检测灵敏度分别为1.62ug/ml和1.25μg/ml。
2.3 农药残留
农药残留分析的困难包括:样品基质背景复杂、前处理过程繁琐,需要耗费较多的时间、被测成分浓度较低、分析仪器的定性能力受到限制、仪器检测灵敏度不够等一系列问题,但使用金标记的快速检测可以很好的解决以上问题。国内的王朔分别使用纳米金免疫层析和纳米金渗滤法检测西维因的残留,整个检测过程只需5min,检测限也分别达到100ug/L和50μg/L。国内的生物技术公司也开发出了成熟的商品化产品,如克百威农残速测试纸条等。
2.4 致病微生物检测
目前基于金标记的快速检测研究在致病微生物方面比较多,检测的种类也比较多。最早Hasan以免疫磁性分离技术为基础的免疫胶体金技术已成功应用于01群霍乱弧菌(Vibriocholerae)的检测。国内洪帮兴等人研究了以硝酸纤维膜为载体纳米金显色的寡核苷酸芯片技术,为在分子水平快速简便的鉴别致病菌提供了可能,甚至可以检出致病菌的耐药性变异。该芯片技术对大肠埃希氏菌、沙门氏菌、志贺氏菌、霍乱弧菌、副溶血弧菌、变形杆菌、单核细胞增生李斯特菌、蜡样芽孢杆菌、肉毒梭菌和空肠弯曲菌等10种(属)具有高灵敏度和特异性,检出水平可达10CFU/mlt251。殷涌光等在使用集成化手持式Spreeta TM SPR传感器快速检测大肠杆菌时,引入胶体金复合抗体作为二次抗体大幅度增加质量,进一步扩大了检测信号,同时延长胶体金复合抗体与微生物的结合过程,使检测信号进一步稳定与放大,从而显著提高了检测精度,使该传感器对大肠杆菌的检测精度由10 6 CFU/ml提高到10 1CFU/ml。金免疫渗滤法重要的食源性致病菌之一大肠埃希氏菌0157:H7,目前的检测通常先以山梨醇麦康凯琼脂(sMAC)进行初筛,然后用生化和血清学试验做鉴定,一般需要24~48h,而采用胶体金免疫渗滤法检测却非常的简便,在很短时间即可得到结果。
在致病菌快速检测中金标试纸条的研究越来越广泛。谢昭聪等应用胶体金免疫层析法检测水产品中霍乱弧菌的研究中,增菌液霍乱弧菌含量为1CFU/ml,通过增菌12h后,即可应用胶体金免疫层析法诊断试剂检出,而一般水产品霍乱弧菌检测所采用的传统常规方法,检测时限长,增菌培养需8~16h,分离培养需14~20h,初步报告需30h以上,实际操作中,需要3d以上才能出报告。肠杆菌科的大属沙门氏菌可引起人的沙门氏菌性食物中毒,王中民等人采用免疫渗滤法可检出85%的引起食物中毒的沙门氏菌,灵敏度为2.4×107CFU/ml,对最常见的鼠伤寒、猪霍乱和肠炎沙门氏菌,检出率达100%,而采用胶体金免疫层析法的灵敏度为2.1×106CFU/mlt30j。被美国列为七种主要食源性致死病菌之一的李斯特菌,如果按照传统的分离培养和鉴定技术需要l~2周时间,而采用免疫胶体金层析法只需10min就能得到检测结果,灵敏度达到87.5%。
2.5 真菌毒素的检测
真菌毒素(Mycotoxin)是由真菌(Fungi)产生的具有毒性的二级代谢产物,广泛存在食品和饲料中,人类若误食受污染的食品,就会中毒或诱发一定疾病,甚至癌症。检测食品中的真菌毒素常用理化方法或生物学方法。但理化法需要较昂贵的仪器设备,操作复杂。而运用免疫技术检测真菌毒素敏感性高,特异性强,非常适用于食物样品的检测。D.J.Chiao等使用金标免疫层析法在10min之内即可检测50ng/ml的肉毒杆菌毒素B(BoNT/B),如果使用银增强则其检测限可以达到50pg/ml,而且对A、E型肉毒杆菌毒素没有交叉反应。貉曲霉毒素是曲霉属和青霉属产生的一类真菌毒素,其中毒性最大、与人类健康关系最密切、对农作物的污染最重、分布最广的是赭曲霉素A(OTA),赖卫华等研制的赭曲霉毒素A快速检测胶体金试纸条,检测限达到了10ng/mlt331,远远低于目前我国对赭曲霉毒素的限量要求5μg/L。黄曲霉毒素B z的快速检测国内也有很多研究,孙秀兰研制的黄曲霉毒素B,金标免疫试纸条,其最低检测限达到2.5ng/ml,而且能定性或半定量检测食品中的黄曲霉毒素B,含量。
小 结
随着科学技术的不断发展,食品分析检测技术也在不断地更新、完善和迅速发展,尤其是快速检测技术更能适应现代高效、快速的节奏和满足社会的要求。仪器分析法可以保证数据的精确性和准确性,但其流程仍比较烦琐。尽管以纳米金为标记物的免疫分析法及其它速测技术的开发过程需投入较多资金和较长时间,但具有简单、快速、灵敏度高、特异性强、价廉、样品所需量少等优点,其灵敏度与常规的仪器分析一致,适合现场筛选,而且其中的金免疫层析技术正在向定量、半定量检测和多元检测的方向发展,更加体现出金标技术的优势。总之,快速检测技术的快速、灵敏、简便等优点,使之在食品卫生检疫和环境检测中有着广泛的应用价值和发展前景。
应用领域
食品、玻璃、生物体的著色剂。
用于遗传基因的鉴定技术。
用于环境净化产品的提炼。
用于食品、化妆品的防腐剂。
加入到化妆品中起到美白、抗衰老、润肤的作用。
生产抗菌、抑菌、消炎类药品,医疗器械,保健用品,美容护理器械。
生产与人们生活息息相关的各类生活日用品、食品、饮品等。如纳米金香皂,牙刷,各种美容面膜。
H. 赛智半干转印系统好用吗
好用。
1、赛智半干转印系统相对湿式转印来说速度要快很多,同等条件下需要的试剂和耗材的量也减少很多,流程也会相对干净。
2、转印系统可以在10分钟内完成蛋白质凝胶转印,快速高效。一个转印盒一次可以有效转印单块Mini凝胶(7.0x8.5cm)或两块Mini凝胶。
I. eastern blotting
southern:用DNA作为探针杂交DNA.检测目标DNA的存在与否
northern:用DNA或RNA探针杂交RNA.检测目标RNA的存在与否
western:用抗体和目的蛋白结合进行杂交.检测目标蛋白的存在与否.
没有eastern杂交.少数人提议将IEF胶(即等电聚焦电泳)中的蛋白质转印到膜上的技术称为Eastern-blotting,但这一建议并未被广泛接受.
J. 打印机的知识~!
打印机概述
打印机(printer)是计算机的输出设备之一,用于将计算机处理结果打印在相关介质上。衡量打印机好坏的指标有三项:打印分辨率,打印速度和噪声。
打印机简介
将计算机的运算结果或中间结果以人所能识别的数字 、字母、符号和图形等,依照规定的格式印在纸上的设备。打印机正向轻、薄、短、小、低功耗、高速度和智能化方向发展。
打印机的种类很多,按打印元件对纸是否有击打动作,分击打式打印机与非击打式打印机。按打印字符结构,分全形字打印机和点阵字符打印机。按一行字在纸上形成的方式,分串式打印机与行式打印机。按所采用的技术,分柱形、球形、喷墨式、热敏式、激光式、静电式、磁式、发光二极管式等打印机。
串式全形字符击打式打印机 柱形、球形、菊花瓣形和杯形均属此类。所有字符均完整地以反形凸刻于柱、球等字模载体上,字模载体在驱动源的驱动下能转动,并可上、下移动,以将所需字模送到打印位置,通过打印锤敲击字模载体或字模载体本身摆动,击打色带后在纸上印出所需打印的字符。这类打印机可印出质量高的全形字符,最大打印速度约为60字符/秒。缺点是打印字符数受字模载体所载字模数限定,不能打印汉字和图像,不能实现彩色打印,且噪声大。
串式点阵击打式打印机 打印头是由排成一列,并由电磁铁驱动的打印针构成。通过针的运动撞击色带,在纸上印出一列点。打印头可沿横向移动打印出点阵,这些点的不同组合就构成各种字符或图形。这类打印机能打印出接近全形字符质量的字符。它组字灵活,可打印图形和图像。通过使用彩色色带还可打印几种彩色。打印速度可达600字符/秒,结构简单,成本低,可打印多份拷贝。应用十分普及,已部分取代了低、中速行式打印机。缺点是噪声大。
行式全形字符击打式打印机 鼓式、链式、带式均属此类。反形字模载于字鼓、字链或字带上,对应于纸上一行每一个字符位置一般都设置对应数目的打印锤,当字模载体运动将所需字模送到打印位置时,对应的打印锤击打字模与色带,将这些字印在纸上。这类打印机印字质量高。带式的打印速度可达3000行/分,鼓式和链式可达 2000 行/分。缺点是打印字符数有限,不能打印汉字和彩色,噪声大。
行式点阵字符击打式打印机 梳型点阵针式打印机属此类。打印元件由若干水平排成一行的打印针组成,通过电磁铁驱动针撞击色带,在纸上印出一排点,根据字符点阵大小由几排点构成一行字符 。打印速度可达 500行/分。缺点是噪声大。
打印机分类
1、按原理分类
按照打印机的工作原理,将打印机分为击打式和非击打式两大类。
串式点阵字符非击打式打印机 主要有喷墨式和热敏式打印机两种。①喷墨式打印机。应用最广泛的打印机。其基本原理是带电的喷墨雾点经过电极偏转后,直接在纸上形成所需字形。其优点是组成字符和图像的印点比针式点阵打印机小得多,因而字符点的分辨率高,印字质量高且清晰。可灵活方便地改变字符尺寸和字体。印刷采用普通纸,还可利用这种打字机直接在某些产品上印字。字符和图形形成过程中无机械磨损,印字能耗小。打印速度可达 500字符/秒。广泛应用的有电荷控制型(高压型)和随机喷墨型(负压型)喷墨技术,近年来又出现了干式喷墨印刷技术。②热敏式打印机。流过印字头点电阻的脉冲电流产生的热传到热敏纸上,使其受热变色 ,从而印出字符和图像 。 主要特点是无噪声,结构轻而小,印字清晰。缺点是速度慢,字迹保存性差。
行式点阵字符非击打式打印机 主要有激光、静电、磁式和发光二极管式打印机。①激光打印机。激光源发出的激光束经由字符点阵信息控制的声光偏转器调制后,进入光学系统,通过多面棱镜对旋转的感光鼓进行横向扫描,于是在感光鼓上的光导薄膜层上形成字符或图像的静电潜像,再经过显影、转印和定影,便在纸上得到所需的字符或图像。主要优点是打印速度高,可达 20000行/分以上。印字的质量高,噪声小,可采用普通纸,可印刷字符、图形和图像。由于打印速度高,宏观上看,就像每次打印一页,故又称页式打印机。②静电打印机。将脉冲电压直接加在具有一层电介质材料的特殊纸上,以便在电介质上获得静电潜像,经显影、加热定影形成字符和图像。它的特点是印刷质量高,字迹不退色,可长期保存,生成潜像的功耗小,无噪声,简单可靠。但需使用特殊纸,且成本高。③磁式打印机。它是电子复印技术的应用和发展。采用磁敏介质形成字符潜像,不需要高功率激光源,其优点是对湿度和温度变化不敏感。印刷速度可达8000行/分。结构简单,成本低。④发光二极管式打印机。除采用发光二极管作光源外,其工作原理与激光打印机类似。由于采用发光二极管,降低了成本,减小了功耗。
2、按照工作方式分类
分为点阵打印机,针式打印机,喷墨式打印机,激光打印机等。针式打印机通过打印机和纸张的物理接触来打印字符图形,而后两种是通过喷射墨粉来印刷字符图形的。
3、按用途分类
办公和事务通用打印机
在这一应用领域,针式打印机一直占领主导地位。由于针式打印机具有中等分辨率和打印速度、耗材便宜,同时还具有高速跳行、多份拷贝打印、宽幅面打印、维修方便等特点,目前仍然是办公和事务处理中打印报表、发票等的优选机种。
商用打印机
商用打印机是指商业印刷用的打印机,由于这一领域要求印刷的质量比较高,有时还要处理图文并茂的文档,因此,一般选用高分辨率的激光打印机。
专用打印机
专用打印机一般是指各种微型打印机、存折打印机、平推式票据打印机、条形码打印机、热敏印字机等用于专用系统的打印机。
家用打印机
家用打印机是指与家用电脑配套进入家庭的打印机,根据家庭使用打印机的特点,目前低档的彩色喷墨打印机逐渐成为主流产品。
便携式打印机
便携式打印机一般用于与笔记本电脑配套,具有体积小、重量轻、可用电池驱动、便于携带等特点。
网络打印机
网络打印机用于网络系统,要为多数人提供打印服务,因此要求这种打印机具有打印速度快、能自动切换仿真模式和网络协议、便于网络管理员进行管理等特。
打印机著名品牌
1 HP(惠普)打印机 (1939年美国加州,世界品牌)
2 Epson(爱普生)打印机 (世界品牌)
3 Canon佳能 打印机 (世界品牌)
4 Samsung(三星) 打印机 (韩国品牌,世界500强大企业之一)
打印机应用
针式打印机在打印机历史的很长一段时间上曾经占有着重要的地位,从9针到24针,再到今天基本走出打印机历史的舞台,可以说针式打印机的历史贯穿着这几十年的始终。针式打印机之所以在很长的一段时间内能长时间的流行不衰,这与它相对低廉的价格、极低的打印成本和很好的易用性分不开的。当然,它很低的打印质量、很大的工作噪声也是它无法适应高质量、高速度的商用打印需要的根结,所以现在只有在银行、超市等用于票单打印的很少的地方还可以看见它的踪迹。
彩色喷墨打印机因其有着良好的打印效果与较低价位的优点因而占领了广大中低端市场。此外喷墨打印机还具有更为灵活的纸张处理能力,在打印介质的选择上,喷墨打印机也具有一定的优势:既可以打印信封、信纸等普通介质,还可以打印各种胶片、照片纸、卷纸、T恤转印纸等特殊介质,在下文中将作为重点的介绍。
激光打印机则是近年来高科技发展的一种新产物,也是有望代替喷墨打印机的一种机型,分为黑白和彩色两种,它为我们提供了更高质量、更快速、更低成本的打印方式。其中低端黑白激光打印机的价格目前已经降到了近2000元,达到了普通用户可以接受的水平。它的打印原理是利用光栅图像处理器产生要打印页面的位图,然后将其转换为电信号枣一系列的脉冲送往激光发射器,在这一系列脉冲的控制下,激光被有规律的放出。与此同时,反射光束被接收的感光鼓所感光。激光发射时就产生一个点,激光不发射时就是空白,这样就在接收器上印出一行点来。然后接收器转动一小段固定的距离继续重复上述操作。当纸张经过感光鼓时,鼓上的着色剂就会转移到纸上,印成了页面的位图。最后当纸张经过一对加热辊后,着色剂被加热熔化,固定在了纸上,就完成打印的全过程,这整个过程准确而且高效。虽然激光打印机的价格要比喷墨打印机昂贵的多,但从单页的打印成本上讲,激光打印机则要便宜很多。而彩色激光打印机的价位很高,几乎都要在万元上下,应用范围较窄,很难被普通用户接受,在此就不过多的进行介绍了。
除了以上三种最为常见的打印机外,还有热转印打印机和大幅面打印机等几种应用于专业方面的打印机机型。热转印打印机是利用透明染料进行打印的,它的优势在于专业高质量的图像打印方面,可以打印出近于照片的连续色调的图片来,一般用于印前及专业图形输出 。大幅面打印机,它的打印原理与喷墨打印机基本相同,但打印幅宽一般都能达到24英寸(61cm)以上。它的主要用途一直集中在工程与建筑领域。但随着其墨水耐久性的提高和图形解析度的增加,大幅面打印机也开始被越来越多的应用于广告制作、大幅摄影、艺术写真和室内装璜等装饰宣传的领域中,又成为打印机家族中重要的一员。
美国ZCorp是专业三维打印机生产商,生产全球最快的三维打印机,也是唯一的真彩色三维打印机,加之极低的耗材使用成本使其得到全球众多用户的青睐.以色列2Objet快速成型机PolyJet技术,Eden系列三维打印机,16微米超高分辨率,FullCure系列材料,是现今世界上成型精度最高(层厚仅0.016mm)使用最简便的三维打印快速成型机
喷墨打印机发展史
互联网络的飞速发展,有人预言无纸时代即将来临,打印机的末日已到。然而全球纸张消费量每年以成倍的速度在增长,打印机的销量以平均接近8%的速度在增加。这一切都预示着打印机不但不会消失,而且会发展越来越来快,应用的领域越来越宽广。从1885年全球第一台打印机的出现,到后来各种各样的针式打印机、喷墨打印机和激光打印机,它们在不同的年代各领风骚,今天让我们寻觅历史的足迹,从技术、品牌与产品、应用市场及目标消费者三个方面,回顾喷墨打印机的光辉历史,同时对喷打未来的发展趋势作简单分析。
一、技术
喷墨打印机基本的工作原理都是先产生小墨滴,再利用喷墨头把细小的墨滴导引至设定的位置上,墨滴越小,打印的图片就越清晰。基本原理看起来很简单,但操作起来就没那么简单了。正如微积分原理也并不复杂,复杂是的如何运用一样。下面介绍喷墨打印机几次技术突破具有历史意义的纪事。
时间 事件纪要
1976年 全球第一台喷墨打印机诞生
1976年 压电式墨点控制技术问世
1979年 Bubble Jet气泡式喷墨技术问世
1980年8月 Canon公司第一次将其气泡喷墨技术应用到其喷墨打印机Y-80,从此开始了喷墨打印机的历史。
1991年 第一台彩色喷墨打印机、大幅面打印机出现
1994年 微压电打印技术问世
1996年 Lexmark利用EXCIMER氩(ARGON)/氟(FLUMRINE)雷射切割技术推出全世界第一台1200*1200dpi超高分辨率彩色喷墨打印机 Lexmark CJ7000
1998年 全球第一款同时具有1440dpi的最高分辨率和六色打印功能的彩色喷打EPSON Stylus Photo 700面世
1998年 全球首款7色照片打印机Canon BJC-7100诞生
1999年 第一台不使用计算机可打A4照片的彩色喷墨打印机EpsonIP-100横空出世
2000年 第一款支持自动双面打印的彩色喷墨打印机HP DJ970Cxi诞生。
2003年 全球第一款应用八色墨水技术的数码照片打印机HP Photosmart 7960问世
2005年春 全球首款9色照片打印机HP Photosmart 8758诞生
1976年,第一台喷墨打印机诞生
喷墨打印技术早在1960年就有人提出,但过了16年第一部商业化喷墨打印机才诞生在IBM,原始的 IBM4640采用欧洲瑞典路德工业技术学院的教授 Hertz 和他的同僚所开发,称之为连续式喷墨技术。所谓连续式喷墨,是无论印纹或非印纹,都以连续的方式产生墨滴,再将非印纹的墨滴回收或分散。但此技术几乎是用滴的方式将墨点印到纸上,效果之差可以想象,因此在现实中毫无实用价值。
1976年,压电式墨点控制技术问世
与IBM4640同年,西门子科技的三位先驱研究者Zoltan, Kyser 和 Sear在同年研发发展成功压电式墨点控制技术(EPSON 技术的前身),并将其成功运用在 Seimens Pt-80上,此款打印机在1978年量产销售,成为世界上第一部具有商业价值的喷墨打印机。
1979年,Bubble Jet气泡式喷墨技术问世
日本佳能的研究员成功地研究出 Bubble Jet气泡式喷墨技术,此技术利用加热组件在喷头中将墨水瞬间加热产生气泡形成压力,从而墨水自喷嘴喷出接着再利用墨水本身的物理性质冷却热点使气泡消褪,藉此达到控制墨点进出与大小之双重目的。这里引用该公司的一个小故事,1977年7月的一 天,东京目黑区的Canon 产品技术研究所的第22研究室的远藤一郎,在实验室进行实验时,偶然将加热的烙铁放在注射针的附件上时,从注射针上迅速地飞出了墨水。受此启发,2年后发明了气泡式喷墨技术。
与此同时,惠普也发明了与之本质相同的技术,HP和Canon 都不约而同地宣称是自己的研究人员率先发明了喷墨打印技术,以此建立自己在喷墨打印领域的地位。不过“气泡”这一概念已被佳能抢去,惠普只好将此命名为Thermal Ink-Jet。
1980年8月,Canon公司第一次将其气泡喷墨技术应用到其喷墨打印机Y-80。 从此开始了喷墨打印机的历史。
1991年,第一台彩色喷墨打印机、大幅面打印机出现
惠普HP deskjet 500C是全球第一台彩色喷墨打印机,1994年6月,国内才出现经本土改造过的产品HP DeskJet 525Q。HP DesignJet是惠普公司首次将其热喷墨打印技术应用到大幅面打印机中,推出的世界上第一台单色大幅面喷墨打印机。彩色喷墨打印机、大幅面打印的出现都是喷墨打印机史上最为重要的里程碑。
1994年,微压电打印技术问世
早在上个世纪的70年代,爱普生就开始了压电技术的研究,历经将近20年,终于成功地将微压电打印技术应用于打印机领域,实现了产品化。微电压技术的基本原理是将许多微小的压电陶瓷放置到喷墨打印机的打印头喷嘴附近,利用墨水在电压作用下会发生形变的原理,使喷嘴中的墨汁喷出,在输出介质表面形成图案。
此后,爱普生的智能墨滴变换技术、自然色彩还原技术、超精微墨滴技术等;佳能的专业照片优化技术、四重色控技术等;惠普的富丽图分层技术、智能色彩增强技术等。均进一步提升了喷墨打印机的技术含量。
随着科学的发展,人们可以用喷墨打印机制造出可供移植的人体器官?目前,科学家们已经使用喷墨盒“打印”出精确模式的干细胞,现在科学家们正将此技术应用到一个完全崭新的领域,探索打印细胞三维结构的途径。
目前,这项研究成果发表在出版的《自然》杂志上。美国马萨诸塞州大学材料科学家保罗·卡尔弗特说,三维技术将有助于揭开细胞之间的通信密码,或许在未来,人造人体器官能够通过这种喷墨打印机制造出来。
科学界利用喷墨打印机来研究干细胞早有传统。去年,美国科学家研制出一种培养干细胞的“喷墨打印机”,它可以帮助科学家们更好地利用干细胞。
打印机助干细胞发育
获取干细胞并将其培养成为所需的细胞并不容易,因为人体组织非常复杂,由各种不同类型的细胞组成,它们必须以正确的模式进行分层,才能正常运转。科学家想出了一套系统,他们把一层营养蛋白质放在一块2.54厘米见方的玻璃片上,然后用一个自动控制的喷墨式打印机在上面将少量蛋白质喷成一种特殊的形式,它可以让细胞生存、发育和分化。然后,将干细胞放在这种模具上发育,就会形成不同的细胞。
为了设计新的细胞打印机,卡尔弗特到电子器件商店购买了喷墨打印机,改装其核心部件并安装在实验室内一个由软件控制的装置上。卡尔弗特称:“你所看到的安装在机器中间的正是类似于喷墨盒的东西。然而喷头喷出的并不是各种颜色的墨,而是不同类型的细胞培养基。尽管这种细胞打印装置仍使用微型针式打印模式,但细胞培养基却并未受损。”
卡尔弗特希望此项技术能够制造出微型器官用于医学测试。他还希望,将来人类能够按照需求制造出可移植器官。