Критерии оценки препаратов коллоидного золота

Критериями оценки коллоидного золота являются размер и форма частиц, дисперсионный состав, наличие конгломератов, адсорбционные свойства приготовленного препарата.

Для определения размера частиц традиционно используют метод электронной микроскопии.

При проведении электронной микроскопии образцы НКЗ наносят на медные сеточки, покрытые пленкой-подложкой из поливинилформаля. Снимки препаратов НКЗ получают на электронном трансмиссионном микроскопе JEM-1011 («Jeol», Япония) при ускоряющем напряжении 80 кВ и увеличении 320000. Фотографии в цифровой форме анализируют в программе «Image Tool». Средний размер частиц определяют с помощью анализа снимков наночастиц КЗ, полученных при электронной микроскопии. По данным литературы кондиционными являются препараты коллоидного золота с размером частиц 25±5 нм. Именно частицы с данным размером являются наиболее оптимальными для эффективной сорбции антител на тест-полоску, миграции меченных КЗ антител через пористую структуру тест-полоски и для визуальной детекции сигнала с максимальной чувствительностью [40].

Кроме определения размера частиц, методом электронной микроскопии можно оценить качество приготовленного коллоидного золота, анализируя форму наночастиц, их однородность и наличие конгломератов. Для кондиционного золота при оценке методом электронной микроскопии характерны сферическая форма, однородность наночастиц, и отсутствие конгломератов.

Качественный раствор коллоидного золота не содержит осадок, имеет цвет от оранжевого до темно-красного и представляет собой гомогенную взвесь наночастиц определенного размера правильной сферической формы. Неправильные формы наночастиц (многогранники, треугольники, неправильные овалы) придают раствору фиолетовый оттенок и образуют нестабильные комплексы с белками и агрегаты, что приводит к снижению чувствительности и специфичности тест-системы (рис. 13).

Рис. 13 – Наночастицы золота правильной формы (верхняя строка) и неправильной формы (нижняя строка) [36].

Также для контроля качества растворов КЗ используют спектрофотометрический метод. Поглощение света металлическими золями достигает максимума при определенных значениях длины волны и радиуса частиц. На рисунке 14 показана зависимость поглощения света золями золота от длины волны падающего света и от дисперсности золя.

Рис. 14 – Зависимость поглощения (адсорбция) света золотыми золями от длины волны света и дисперсности золя (дисперсность увеличивается в порядке возрастания номера кривых) [51].

Из данных, представленных на рисунке 14, следует, что при увеличении степени дисперсности золя максимум на кривой светопоглощения сдвигается в сторону коротких волн, причем значение этого максимума сначала возрастает, а затем падает.

Цвет высокодисперсных металлических золей зависит преимущественно от их абсорбционной способности. Опыт показывает, что кривая зависимости абсорбционной способности от длины волны имеет резкий максимум. Для малых частиц этот максимум сдвинут в область более коротковолновой части спектра [51]. Для золей золота, радиус которых 20 нм наблюдается поглощение в зеленой части спектра – λ = 530 нм, они имеют ярко - красный цвет;

r = 40-50 нм – желтая часть спектра, λ_max =590-600 нм;

r = min – высокодисперные растворы, синяя часть спектра,
λ_max = 440-450 нм [52].

По данным STREEM CHEMICALS, INC. существует зависимость длины волны пика поглощения от среднего диаметра частиц КЗ (табл. 3).

Таблица 3 – Отношение среднего диаметра частиц КЗ и длины волны пика поглощения

Анализ данных, представленных в таблице 3, позволяет сказать, что при увеличении среднего диаметра наночастиц КЗ увеличивается длина волны пика поглощения. Используя результаты определения длины волны пика поглощения, можно приблизительно определить размер приготовленных наночастиц КЗ. Так, при определении по результатам спектрофотометрии пика поглощения у приготовленного препарата 526 нм ориентировочный размер наночастиц КЗ будет составлять 30 нм.

По данным, полученным при измерении спектров поглощения на спектрофотометре, строится кривая зависимости оптической плотности от длины волны. Кондиционное КЗ имеет значение оптической плотности, близкое к 1 ЕД. Спектрофотометрический график кондиционного КЗ должен быть равнобедренным, что свидетельствует о хорошем дисперсионном составе наночастиц [53]. По данным оптической плотности и максимума пика поглощения находится значение FHWM (ширина на уровне половинной амплитуды), которое для кондиционных образцов КЗ должно находиться в диапазоне 90-120 нм. Наличие на графике дополнительного пика свидетельствует о неравномерности частиц по форме и/или размеру [53].

Для определения среднего размера и оценки полидисперсности золотых наночастиц также был предложен метод спектроскопии дифференциального статического рассеяния света с использованием модифицированной флуорометрической приставки к спектрофотометру. Можно сказать, что данный метод не уступает методу спектроскопии поглощения в определении размера частиц и превосходит его в оценке полидисперсности.

Еще одним методом для определения размеров частиц является метод динамического рассеяния света (ДРС). Этот метод также слабо воздействует на исследуемый образец, работает в широком диапазоне размеров частиц и позволяет восстанавливать распределение золотых частиц по размерам.

Реже для характеристики частиц и конъюгатов используют рассеяние, масс-спектрометрию, рентгеновскую дифракцию и др. методы [18].

Оценку адсорбционных свойств коллоидного золота методом определения «золотого числа» как одного из наиболее важных критериев, учитываемых при выборе препарата для приготовления конъюгата с антителами, рассмотрим ниже.