许多人都采用过抗体烟鼠或验孕棒，可能也有许多人在采用过程中都注意到在它的名称后面还有一个括弧，写着“凝胶金法”。在这些中间体给我们带来惊喜或惊扰之余，是否有人试图弄清楚凝胶库季一类什么样的金呢？
HCG检测烟鼠图源：作者拍摄01凝胶库季什么？首先要说明的是，凝胶金真的瑙脂，只不过这些库季以凝胶方式存有的“凝胶”这个术语是英国生理学家 T.Graham 于 1861 年提出的他在研究水溶液中反应物分子的蔓延速度时辨认出：如果用纸张（作为熔体）隔绝某一水溶液和水时，一类化学物质如硝酸盐、菜油等能快速蔓延借由纸张到水中去，。
当混合物熔化时，它还容易成晶体分离出来；第二类化学物质如硼砂、盖基、蛋白质、硝酸汞等，蔓延速度较慢，而且难于即使不能借由纸张，熔化后会变成黏稠的胶体化学物质根据这一辨认出，他把化学物质分成两类：前者叫类若丽鱼（crystalloid）。
，后者叫凝胶（colloid）。
电视广告温顺者勿入！existed帕西基...恐怖的涅斯捷游戏那时开始！×Mundolsheim著作权相片，不许可转发然而，随着科学的发展，现代人辨认出这样的分类并不正确例如，俄国科学家Ensisheim辨认出：把硝酸盐盐类零散在尼古丁中，也具备蔓延较慢、透不过熔体等性质。
所以，到了现代的定义中，凝胶实际上指一类具备高度零散的零散体系，且凝胶中的零散光子很小，仅有 1~1000 奈米（本数据来源于《化学术语》，其中 1 奈米为 1 米的亿分之一）那时，当我们说起凝胶时，它已经不限于某些某一水溶液了。
凝胶的零散相能是固体、气体和液体，凝胶中的零散光子也能以固、液、气三种方式存有，而零散相和零散光子则能组合出多种的凝胶来。
云雾是一类凝胶，零散相是水蒸气，零散光子是水蒸气中的漂浮小胶体。Mundolsheim著作权相片，不许可转发
电视广告从秘书起步，十年内无人超越，以一己之力扭转乾坤成就一段传奇×泡沫是第二类方式的凝胶，以果汁为例，零散相是固体果汁，而零散光子则是微小的水蒸气泡02如何制作凝胶金？古时，黄金就因其璀璨的光泽和珍贵的特征被现代人广泛喜爱和深入探讨。
即使能说，现代化学是在“现代科学”的基础上起步的因此，现代人对凝胶金的制备历史，实际上比“凝胶”这个概念出现的还要早一些1857 年，迈克尔·法拉第（Michael Faraday）辨认出，通过添加二硫化碳，能稳定磷还原氯化金水水溶液形成的“微粒”，产生“美丽的红宝石流体”。
不过他当时并没有给该产物冠以“凝胶金”的名称时至今日，用于获得凝胶金的大多数合成方法遵循类似的策略，以混合物化的金盐作为前驱体，在表面保护剂的存有下对金盐进行还原保护剂能防止生成的金颗粒聚集，从而达到稳定凝胶金的作用。
凝胶金的透射电子显微镜照片图源：作者“红宝石流体”的出现与现代人传统印象中金的颜色截然不同其实这是凝胶金的特点——它能呈现出多种的鲜艳颜色，而不是单纯的金色这也是凝胶金能用作各种中间体的原因米氏（Mie）
采用麦克斯韦（Maxwell）电磁理论计算认为，凝胶的多色性来自于凝胶体系中含有的金颗粒对光的吸收和散射当光线照射到凝胶时，只有一部分光线能通过，其余部分则被吸收、散射或反射许多凝胶是无色的，因为它对可见光的各波段的光吸收均很弱，并且吸收大致相同。
如果凝胶对可见光中的某一波长有较强的选择性吸收，则透射光中该波长部分将变弱，这时透射光将呈现出该波长光的补色光以“红宝石”色的凝胶金为例，当凝胶金对 520 奈米左右波长的绿色光有较强的吸收时，凝胶金会呈现红色，也是绿色的补色。
除了体系的化学结构对光的吸收能产生影响外，凝胶中光子大小、形状的变化、以及界面结构性质也能引起颜色变化当凝胶金颗粒零散度很高且颗粒很小时，凝胶金呈现红色，此时散射很弱随着凝胶金中零散的颗粒尺寸逐渐增大，散射就增强，体系的最大吸收峰波长逐渐向长波方向移动，凝胶金的颜色也将由红色逐渐变成蓝色。
不同颜色的凝胶金示意图图源：作者而在制作凝胶金时，现代人能通过改变金离子、还原剂、以及稳定剂的比例来调控金颗粒的尺寸、形状，从而获得不同颜色的凝胶金不过这种精确的调控直到现代才实现，因为最初的研究者通过普通光学显微镜很难看清这些金颗粒的具体形貌。
随着电子显微学技术的产生与发展，现代人终于能看清凝胶金颗粒的形状和大小上世纪 50 年代，Turkevich 等首次观察到了凝胶金颗粒的形貌，他们采用柠檬酸钠还原生长的方法制备了直径在 16~150 奈米的金颗粒。
最初，现代人制备的凝胶金颗粒主要以球形为主，随着研究的深入，三角形、立方体、八面体、棒状等多种形状的金颗粒被合成出来
不同形状金颗粒示意图图源：作者03凝胶金免疫层析法是如何“工作”的呢？凝胶金的这些鲜艳的颜色使它成为一类良好的示踪标志物，被广泛应用于抗体—抗体检测领域：凝胶金颗粒的表面能修饰上蛋白质等分子，当用凝胶金标记的抗体与抗体反应时，这些标记物在固相载体上聚集达到一定密度时可呈现肉眼可见的红色至紫色。
1971 年，Faulk 等开创了凝胶金免疫标记技术，此后，该技术被广泛采用并得以迅速发展上世纪九十年代，结合凝胶金标记和薄层层析两项技术的凝胶金免疫层析技术诞生，并迅速成为一类新兴的快速诊断方法试想，不需要借助复杂的分析仪器，
通过肉眼就能判断检测结果，有些测试即使根本不需要去医院，在家中就能完成这种快捷的诊断方法很难不被现代人接受凝胶金免疫层析法往往以条状纤维层析材料为固相，凝胶金标记的抗体处于烟鼠的结合垫上，当待测样本滴入加样孔之后，样本开始由样品垫向吸收垫方向流动。
如果样本中有待测抗体，在结合垫处的金标抗体会识别并结合抗体，形成“待测抗体‑金标抗体”复合物在层析作用下，样本继续往前移动，当到达检测线（T）时，检测线处具备检测线抗体，则会形成“检测线抗体—待测抗体—金标抗体”复合物，所以检测线处凝胶金大量聚集从而显现红色。
过量的金标抗体则会继续从检测线处流向质控线（C）处，质控线处具备专门针对金标抗体的抗体，从而在这里形成“质控线抗体‑金标抗体”复合物，大量积聚后显红色最终，T线和C线都会显示红色（阳性结果）
凝胶金免疫层析烟鼠的结构和原理示意图相片来源：作者当样本里没有待测抗体时，在检测线（T）处不会形成复合物，也就不会显色大量的金标抗体会在质控线处形成“质控线抗体‑金标抗体”复合物，结果是只有 C 线会显示红色（阴性结果）。
质控线抗体识别金标抗体的能力极强，所以质控线一定会显红色，如果这条线没有显色，那么这次检测结果是无效的04多问一个“为什么”你会辨认出科技就在身边好了，凝胶金和凝胶金法的故事就讲完了，读到这里，大家有没有这样的感觉：“这也太复杂了！真想不到小小的检测试纸背后，经过了这么多发展，有这么多故事！”。
我们的生活中其实充满了各种方便快捷的工具或服务，它的背后，很有可能离不开一位位科学家、工程师的科学探索和奇思妙想；多问一个“为什么”，你会辨认出，看似有距离的“科学技术”，其实就在我们身边参考文献：[1] E. C. Dreaden et al., The golden age: gold nanoparticles for biomedicine, Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 2740–2779.
[2] T. Graham, X. Liquid Diffusion Applied to Analysis, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1861, 151, 183-224.
[3] J. Turkevichet al.,A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold, Discuss. Faraday Soc., 1951, 11, 55-75.
[4] 陈宗淇、王光信、徐桂英，凝胶与界面化学，高等教育出版社，2001出版（2003重印），138页[5] W. P. Faulk, G. M. Taylor, Immunochemistry, 1971，8(11), 1081-1083.。
出品：科普中国作者：鲁闻生 中国科学院化学研究所监制：中国科普博览
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