側向流層析技術是20世紀80年代末在抗體技術，標記技術和材料技術基礎上發展起來的一項新型的體外診斷技術，具有快速，簡便，經濟的優點，現已經廣泛的應用于醫院檢測，食品檢測，環監，農業和畜牧業，出入境檢驗檢疫，法醫等領域。

一個典型的側向層析檢測試紙條主要是由四個部分組成：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具有粘性的背襯上，每一部分之間會有不同程度的重疊從而使樣品的流動具有連續性，同時對整個體系提供支撐。這個體系通常會放在一個塑料的卡夾里，卡夾會有樣品窗和結果讀取的窗。同時整個體系至少需要兩種抗體，一種標記偶聯物，緩沖液和封閉劑等。

側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雜性所引起的：使用組件較多所導致的材料間兼容性以及材料本身的不完美性都會造成很多問題。

因此固相材料的選擇和不同材料之間的搭配通常會占據開發者的很多時間。為了克服傳統材料所帶來的局限性，Whatman創新性的研發了FUSION5。

FUSION5是一種以玻璃微纖維為主框架的復合材料，它包含特殊的高分子材料，可以在提高機械強度的同時擁有強大的親水特性。它的獨特之處在于，既可以可作為側向流系統中單一組分使用也可以成為側向流系統單一組成材料。

1、樣品墊

FUSION5是以玻璃纖維為基礎的材料，玻璃纖維的血液分離作用是眾所周知的。紅細胞被吸引到玻璃纖維表面并被困在材料的纖維中。當新鮮血液加到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和離心產生的血清成分（數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。這些結果表明，FUSION 5的檢測性能可以在各個測試平臺上進行推斷。?

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記微球，使其干燥后穩定的保存在其中，當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復合物一起流向反應膜。在側向產品的開發過程中釋放墊的選擇和優化通常被認為是非常關鍵的。但有時候結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。這是因為，通常膠體金在液態狀態下是很穩定的。這種穩定性可以持續一年以上，有時5年以上的膠體金使用起來也沒有問題。他們可以穩定的存在于液體狀態下是因為在膠體顆粒之間由相互排斥的電荷使它們不會聚集在一起。但是在側向流中，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傾向于聚集在一起，當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鍵的步驟。

側向流中使用的所有膠體金微球都是疏水的，帶有負電荷的，他們被抗體包被，從而和目標分子相互作用。FUSION5 是帶有負電同時親水的玻璃纖維。作為釋放墊，FUSION5和膠體金之間沒有強的相互吸引力，這樣在結合物釋放過程中不會有阻力。

作為釋放墊FUSION5的釋放效率非常高

當使用FUSION5 作為釋放墊需要注意以下幾點：

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。因為干燥后的釋放墊鹽的濃度會升高，這回造成微球的聚集;

2.3盡量減低蛋白濃度，這樣會減低干燥過程中的分子疏水作用力。

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

表1.?FUSION5的結合物釋放緩沖液

3、反應膜

如使用硝酸纖維素膜不同，使用FUSION5作為反應膜替代硝酸纖維酯膜不可直接將蛋白包備到材料表面，直接包備會減低蛋白載檢測線和對照線與目標物質結合量，從而降低反應的靈敏度。以Fusion 5作為反應膜使用，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，但這為生產過程增添了步驟，所以目前并沒有很多工業客戶真正采用FUSION5作為反應膜。

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，絕大多數的吸收墊還是以性價比較高的棉纖維材質為主。

除了傳統的側向流層析上的應用之外，側向流與核酸擴增相結合以及以及制備DNA擴增芯片也成為了未來發展的重要方向，很多學者在這兩個方向均做出了積極的貢獻：

Chua A., Yean CY.等以Fusion 5作為載體將側向層析技術與核酸擴增檢測有效結合的快速檢測方式(7)。目前大多數聚合酶鏈式反應或者恒溫核酸擴征反應都是使用SYBR green，Taq 探針?（Taq?probe）或者分子信標（molecular beacon）進行實時監測。或使用瓊脂糖凝膠進行在反應結束后監測目標物是否得到了擴增。但是實時監測需要有特定的儀器進行檢測，瓊脂糖凝膠則需要在實驗室的環境下進行。這都會增加聚合酶鏈式反應作為檢測技術的成本。但使用側向免疫層析技術檢測核酸擴增的結果則無需復雜的設備或嚴格的實驗環境使核酸檢測結果可現場讀取， 側向免疫檢測還可根據設計者在設計擴增引物時加入標定核酸序列呈現不同的醫療器械創新網。對于側向免疫層析技術檢測分子擴增的應用，目前也有不少成功的科研案例，同時也有部分公司已經上市類似的檢測產品。

02

以Fusion5為主要材料制備DNA 擴增芯片(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。從而和細胞裂解后的雜質分開。再通過pH的調節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分析：實時聚合酶鏈式反應（qPCR），微列陣 (Microarray）, 二代測序（NGS）等等。最近芯片實驗室 （lap-on-chip）的概念非常流行，未經純化的樣品直接放入一體化的芯片中，一定時間后直接在機器上讀出結果。芯片實驗室首先可以避免污染，一個封閉的系統對于高傳染性疾病檢測非常重要。實驗人員不必和樣品有過多的接觸就可以拿到鑒定結果。其次可以減少樣品用量，大多數芯片實驗室都是使用微流控技術設計芯片，少量的樣品在封閉的環境中通過在不同的反應室里進行裂解，吸附，洗脫，最后在擴增。這樣封閉的系統大大減少的樣品的損失。Fusion5 在不同的芯片實驗室的項目中都被作為脫氧核糖核酸的純化介體被組裝進不同的芯片中。而且不同的實驗室結果都顯示出，與其他玻璃纖維相比，Fusion5可以有效的提取高濃度脫氧核糖核酸（DNA）使下游檢測結果時間縮短（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物，從而提高整個檢測流程的敏感度。當然Fusion 5 在POCT新技術上的應用遠遠不止這兩項，這里就不再一一贅述。