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20世紀(jì)中期,,以放射免疫技術(shù)為代表的標(biāo)記免疫技術(shù)相繼問世,,它將某種可微量或超微量測(cè)定的物質(zhì)(如放射性核素,、熒光素,、酶,、化學(xué)發(fā)光劑等)標(biāo)記于抗原(抗體)上制成標(biāo)記物,,加入到抗原抗體的反應(yīng)體系中與相應(yīng)的抗體(抗原)反應(yīng),以檢測(cè)標(biāo)記物的有無及含量間接反映被測(cè)物的存在與多少,。這些將標(biāo)記技術(shù)與抗原抗體反應(yīng)結(jié)合起來的免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)以其敏感性高,、準(zhǔn)確性好、操作簡(jiǎn)便,、易于商品化和自動(dòng)化等特點(diǎn)逐漸替代了凝集,、沉淀等經(jīng)典的免疫學(xué)檢驗(yàn)技術(shù),不僅用于抗原,、抗體,、補(bǔ)體、免疫細(xì)胞,、細(xì)胞因子等免疫相關(guān)物質(zhì)的檢測(cè),,也用于酶、微量元素,、激素,、微量蛋白等體液中各種微量物質(zhì)的檢查,可以說一切具有抗原性或半抗原性的物質(zhì)原則上均可利用現(xiàn)代免疫檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè),,使免疫學(xué)檢驗(yàn)滲透到醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。
目前,,免疫學(xué)檢驗(yàn)中的標(biāo)記技術(shù)主要包括酶免疫技術(shù),、熒光免疫技術(shù)、放射免疫技術(shù),、金免疫技術(shù),、化學(xué)發(fā)光免疫技術(shù)等。其中酶免疫技術(shù)是以酶標(biāo)記的抗體(抗原)作為主要試劑,,將抗原抗體反應(yīng)的特異性和酶催化底物反應(yīng)的性和專一性結(jié)合起來的一種免疫檢測(cè)技術(shù),。作為經(jīng)典的三大標(biāo)記技術(shù)之一,酶免疫技術(shù)在檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)中得到廣泛應(yīng)用并不斷得到更新。
一,、常用的酶及顯色底物
在酶免疫技術(shù)中用于標(biāo)記的酶應(yīng)具有催化活性高,、催化專一性強(qiáng);與抗原抗體偶聯(lián)后不影響抗原抗體的免疫反應(yīng)性和酶活性,;催化的底物易于配制,、保存且催化底物產(chǎn)生的信號(hào)產(chǎn)物易于觀察和檢測(cè);對(duì)人無害且價(jià)廉,、易得等特點(diǎn),,目前常用的酶及底物見表1。
表1 常用酶及底物
常用酶 | 底物 | 加終止液前顏色 | 加終止液后顏色 |
辣根過氧化物酶(HRP) | 鄰苯二胺(OPD) | 橙黃色 | 棕黃色 |
RZ>3.1 | 四甲基聯(lián)苯胺(TMB) | 藍(lán)色 | 黃色 |
堿性磷酸酶(AP) | 對(duì)硝基苯磷酸酯(p-NPP) | 黃色 | 黃色 |
二,、標(biāo)記物的制備
在酶免疫技術(shù)中制備標(biāo)記物的抗原應(yīng)純度高,、抗原性完整;制備標(biāo)記物的抗體應(yīng)特異性好,、效價(jià)高,、親和力強(qiáng)、比活性高,、能批量生物試劑和易于分離純化,。
制備酶標(biāo)記物的方法應(yīng)符合簡(jiǎn)單、產(chǎn)量高,;避免酶,、抗體(抗原)、酶標(biāo)記物各自形成聚合物,;標(biāo)記反應(yīng)不影響酶的活性和抗原抗體的免疫反應(yīng)性等原則,。標(biāo)記物制備的方法基本屬于兩類:
(一) 交聯(lián)法
交聯(lián)法是以一可同時(shí)與酶和抗體(抗原)結(jié)合的 交聯(lián)劑作為“橋”,分別連接酶與抗體(抗原)的方法,,此類方法中目前zui常用的是戊二醛交聯(lián)法,,形成的結(jié)合物為:酶-戊二醛-抗體(抗原)
(二) 直接法
直接法是用一活化劑首先將酶活化,被活化的酶分子上的基團(tuán)直接可與抗體(抗原)結(jié)合形成標(biāo)記物,,如過碘酸鈉法,。形成的結(jié)合物為:酶-抗體(抗原)。
三,、酶免疫技術(shù)類型
酶免疫技術(shù)按照抗原抗體系統(tǒng)是定位于組織細(xì)胞上還是存在于液體樣品中分為酶免疫組化技術(shù)和酶免疫測(cè)定(EIA),,酶免疫測(cè)定又可分為均相酶免疫測(cè)定和異相酶免疫測(cè)定。
(一) 均相酶免疫測(cè)定
均相酶免疫測(cè)定是利用酶標(biāo)記物結(jié)合成抗原抗體復(fù)合物后,,標(biāo)記酶的活性就受到抑制,,因而反應(yīng)后不需分離結(jié)合的和游離的酶標(biāo)記物,直接測(cè)定系統(tǒng)中的總標(biāo)記酶的活性的變化,,即可確定結(jié)合的酶標(biāo)記物的數(shù)量,,從而得到待測(cè)物的含量的一種技術(shù)。常用于半抗原或小分子抗原如藥物、激素等的測(cè)定,。常用的技術(shù)類型有:
1.酶免疫增強(qiáng)測(cè)定技術(shù)(EMIT):酶免疫測(cè)定增強(qiáng)技術(shù)中酶活性的抑制是由于標(biāo)記抗原與抗體結(jié)合后空間位阻了酶與底物結(jié)合的部位而造成的,。反應(yīng)模式常用競(jìng)爭(zhēng)法,即當(dāng)未標(biāo)記抗原多,,競(jìng)爭(zhēng)性的與抗體結(jié)合多,,則標(biāo)記抗原與抗體結(jié)合少,酶的活性受到抑制少,,酶活性高,。因此,zui終測(cè)得的酶活性與未標(biāo)記物的含量呈正相關(guān),。
2.克隆酶供體免疫分析(CEDIA):克隆酶供體免疫分析中酶是以供體和受體兩個(gè)片段存在的,,只有兩個(gè)片段結(jié)合在一起形成全酶才能具有活性,當(dāng)標(biāo)記了供體酶的抗原與抗體結(jié)合后就空間位阻了酶供體(ED)與酶受體(EA)的結(jié)合,,從而不能形成有活性的全酶,,酶活性受到抑制。在反應(yīng)模式上同樣為競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合分析方法,,zui終測(cè)得的酶活性與未標(biāo)記抗原的含量呈正相關(guān),。
(一) 異相酶免疫測(cè)定
異相酶免疫測(cè)定與均相酶免疫測(cè)定的zui大區(qū)別是抗原抗體反應(yīng)平衡后,在反應(yīng)體系中同時(shí)存在著游離的和結(jié)合的兩種酶標(biāo)記物,,兩種標(biāo)記物上的酶都具有酶活性,,而只有結(jié)合的酶標(biāo)記物的形成與含量才代表待測(cè)物的存在與含量。因此,,需將游離的和結(jié)合的酶標(biāo)記物分離,,測(cè)定結(jié)合狀態(tài)的酶標(biāo)物的活性推算待測(cè)物的含量。因分離游離和結(jié)合的標(biāo)記物的方法不同,,異相酶免疫測(cè)定又分成液相酶免疫測(cè)定和固相酶免疫測(cè)定兩類方法,。液相酶免疫測(cè)定,由于游離的和結(jié)合的標(biāo)記物都存在于液相中,,故需用分離劑將二者分開后才能測(cè)定結(jié)合狀態(tài)的酶標(biāo)記物的活性,。而固相酶免疫測(cè)定,是通過載體將結(jié)合狀態(tài)的酶標(biāo)記物吸附在固相支持物上,,只需洗滌就可將游離的酶標(biāo)記物去除,。目前固相酶免疫測(cè)定以酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)為zui常用。
綜上所述酶免疫技術(shù)的類型可歸納為:
一,、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)
(一) 基本原理
酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)的基本原理是將過量抗體(抗原)包被于載體上,通過抗原抗體反應(yīng)使酶標(biāo)記抗體(抗原)也結(jié)合在載體上,,經(jīng)洗滌去除游離的酶標(biāo)記抗體(抗原)后,,加入底物顯色,定性或定量分析有色產(chǎn)物確定待測(cè)物的存在與含量的檢測(cè)技術(shù)。
(二) 技術(shù)類型
酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)的主要技術(shù)類型有雙抗體夾心法,、間接法,、競(jìng)爭(zhēng)法、捕獲法等,。
1.各種技術(shù)類型的原理如下:雙抗體夾心法用于檢測(cè)抗原,。它是利用待測(cè)抗原上的兩個(gè)抗原決定簇A和B分別與固相載體上的抗體A和酶標(biāo)記抗體B結(jié)合,形成抗體A-待測(cè)抗原-酶標(biāo)抗體B復(fù)合物,,復(fù)合物的形成量與待測(cè)抗原含量成正比,,屬非競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)類型。
間接法用于測(cè)定抗體,。它的原理是將已知抗原連接在固相載體上,,待測(cè)抗體與抗原結(jié)合后再與酶標(biāo)二抗結(jié)合,形成抗原-待測(cè)抗體-酶標(biāo)二抗的復(fù)合物,,復(fù)合物的形成量與待測(cè)抗體量成正比,,屬非競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)類型。
競(jìng)爭(zhēng)法既可用于檢測(cè)抗原又可用于檢測(cè)抗體,。它是用酶標(biāo)抗原(抗體)與待測(cè)的非標(biāo)記抗原(抗體)競(jìng)爭(zhēng)性的與固相載體上的*抗體(抗原)結(jié)合,,待測(cè)抗原(抗體)多,則形成非標(biāo)記復(fù)合物多,,酶標(biāo)抗原與抗體結(jié)合就少,,也就是酶標(biāo)記復(fù)合物少,因此,,顯色程度與待測(cè)物含量成反比,。
捕獲法用于測(cè)定IgM類抗體。固相載體上連接的是IgM的二抗,,先將標(biāo)本中的IgM類抗體捕獲,,防止IgG類抗體對(duì)IgM測(cè)定的干擾,此步驟也是其稱為捕獲法的原因所在,,然后再加入特異抗原和酶標(biāo)抗體,,形成抗體IgM-IgM-特異抗原-酶標(biāo)抗體的復(fù)合物,復(fù)合物含量與待測(cè)IgM成正比,,也屬非競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)類型,。
2.各種技術(shù)類型的主要區(qū)別:見表2 。
表2 ELISA常用技術(shù)類型比較
類型 | 固相載體上 的包被物 | 待測(cè)物 | 酶標(biāo)記物 | 顯色程度與待測(cè)物含量間的關(guān)系 |
雙抗體夾心法(一步法) | 抗體A | 抗原 | 酶標(biāo)抗體B | 正相關(guān) |
間接法 | 抗原 | 抗體 | 酶標(biāo)二抗 | 正相關(guān) |
競(jìng)爭(zhēng)法 | 抗原(抗體) | 抗體(抗原) | 酶標(biāo)抗體(抗原) | 負(fù)相關(guān) |
捕獲法 | 抗IgM | IgM | 酶標(biāo)抗體 | 正相關(guān) |
(三) 技術(shù)要求
1.常用的固相載體:ELISA中zui常用的固相載體用聚苯乙烯制備,,可制成微量反應(yīng)板,、小試管和小株,現(xiàn)多用微量反應(yīng)板,,它吸附性能好,、空白值低,、孔底透明度高、批間穩(wěn)定性好,、價(jià)格低廉且易于與自動(dòng)化儀器配套,。另外,聚乙烯,、聚氯乙烯酰胺等塑料制品也有使用,。除塑料外,還可使用膜載體(如硝酸纖維素膜),、磁化微顆粒等,。
2.固相包被物的制備:固相包被物的制備方法可以是吸附或化學(xué)偶聯(lián)。用聚苯乙烯做載體包被抗原(抗體)常用吸附的方法,。4℃放置一夜或37℃2~6h經(jīng)清洗后即可應(yīng)用,。為防止包被后載體上留有未包被的空隙而導(dǎo)致本底過高,常用1%~5%牛血清白蛋白封閉空隙,。
3.*工作濃度的選擇:在酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)中為防止本底高和靈敏度低,,需要對(duì)包被抗體(抗原)和酶標(biāo)抗體(抗原或二抗)進(jìn)行滴定和選擇*工作濃度。如夾心法*工作濃度的選擇是用棋盤滴定法同時(shí)選擇包被抗體和酶標(biāo)抗體的工作濃度,。如表三所示包被抗體選擇3個(gè)濃度酶標(biāo)抗體也選擇3個(gè)濃度分別與包被抗體的3個(gè)濃度配伍,,然后分別加入強(qiáng)陽性抗原、弱陽性抗原和陰性對(duì)照,,得到27個(gè)A值,,以強(qiáng)陽性抗原A值在0.8,陰性對(duì)照A值<0.1為*工作條件,,按照表3的測(cè)定結(jié)果可知包被抗體的*工作濃度是1mg/L,,酶標(biāo)抗體的工作濃度是1:5,000。
表3 雙抗體夾心法包被抗體和酶標(biāo)抗體工作濃度選擇的棋盤法
包被抗體的濃度 | 酶標(biāo)抗體稀釋度 | 強(qiáng)陽性抗原 | 弱陽性抗原 | 陰性對(duì)照 |
10mg/L | 1:1000 | 1.20 | 0.16 | 0.08 |
1:5000 | 0.48 | 0.04 | 0 | |
1:25000 | 0.13 | 0 | 0 | |
1 mg/L | 1:1000 | >2 | 0.26 | 0.10 |
1:5000 | 0.90 | 0.12 | 0.01 | |
1:25000 | 0.24 | 0.01 | 0 | |
0.1 mg/L | 1:1000 | 0.43 | 0.13 | 0.12 |
1:5000 | 0.11 | 0.04 | 0.02 | |
1:25000 | 0.03 | 0 | 0 |
二,、酶免疫技術(shù)的發(fā)展
酶免疫測(cè)定具有高度敏感性,、特異性,而且它的試劑比較穩(wěn)定,,操作簡(jiǎn)單且無放射性危害,,特別是商品試劑盒和自動(dòng)化儀器的應(yīng)用,使其成為一種適用于各級(jí)檢驗(yàn)部門的免疫標(biāo)記技術(shù),。隨著檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展,,酶免疫測(cè)定的方法、技術(shù)也得到發(fā)展和更新,,斑點(diǎn)-ELISA,、發(fā)光酶免疫測(cè)定、免疫印跡法,、BAS-酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)等方法不斷得到應(yīng)用,。
(一)斑點(diǎn)-ELISA
斑點(diǎn)-ELISA的原理與ELISA的區(qū)別在于用對(duì)蛋白質(zhì)有*吸附力的硝酸纖維素膜代替塑料制品作為固相載體,,酶作用底物后在硝酸纖維素膜上形成有色沉淀而使膜著色。它的靈敏度較一般ELISA高6~8倍,、可達(dá)ng水平,試劑用量小,,不需其它設(shè)備條件,。
(二)免疫印跡法
免疫印跡法是將電泳與ELISA結(jié)合起來的一種方法。它先經(jīng)十二烷基磺酸鈉-聚苯烯酰胺凝膠電泳將樣品進(jìn)行分離,,通過轉(zhuǎn)印將被分離的各區(qū)帶原位轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜上,,然后把印有蛋白質(zhì)條帶的膜當(dāng)成包被抗原的固相載體,做酶免疫測(cè)定,。所以它的方法分為電泳,、轉(zhuǎn)印、酶免疫測(cè)定三個(gè)階段,。免疫印跡法結(jié)合了電泳的高分辨率和酶免疫測(cè)定的高敏感性和特異性,,是一種能用于分析樣品組分的免疫學(xué)測(cè)定方法。
(三)發(fā)光酶免疫測(cè)定
發(fā)光酶免疫測(cè)定與一般EIA的區(qū)別是酶所催化的底物是發(fā)光劑,。產(chǎn)物不是一般EIA的有色物質(zhì),,而是發(fā)光產(chǎn)物,所發(fā)出的光可用特定的儀器測(cè)定,。常用的酶是HRP和AP,,HRP的發(fā)光底物有魯米諾及衍生物、對(duì)-羥基苯乙酸,;AP的底物為3-(2--螺旋金剛烷)-4-甲氧基-(3-磷酸氧基)-苯基-1,,2-二氧乙烷和4-甲基傘形酮磷酸鹽。
(四)BAS-酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)
BAS-酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)是將生物素-親和素(BAS)放大系統(tǒng)與ELISA結(jié)合起來的一種技術(shù),。生物素(B)是一種小分子的生長(zhǎng)因子,,有兩個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu),其中一個(gè)可以和親和素結(jié)合,,另一個(gè)可以和包括酶,、抗原(抗體)的多種物質(zhì)結(jié)合。親和素(A)又稱卵白素,,有4個(gè)亞基,,都可與生物素穩(wěn)定結(jié)合,此為放大系統(tǒng)的關(guān)鍵,,即有1個(gè)親和素就能結(jié)合4個(gè)生物素,,親和素也可被酶標(biāo)記。
在BAS的應(yīng)用中正是利用了生物素和親和素的這些特點(diǎn),,設(shè)計(jì)了兩類反應(yīng)類型:一類是以游離親和素為“橋”,,分別連接生物素化抗原抗體反應(yīng)系統(tǒng)和酶標(biāo)生物素,。此種類型有BAB法和ABC法,另一類是直接用標(biāo)記親和素連接生物素化抗原抗體反應(yīng)系統(tǒng),,此種類型有BA法,。以雙抗體夾心法測(cè)抗原為例,各種類型的反應(yīng)式表示如下,。
BAB法的反應(yīng)式可表示為:固相抗體+待測(cè)抗原+抗體-生物素+親和素+生物素-酶+底物,。
ABC法的反應(yīng)式可表示為:固相抗體+待測(cè)抗原+抗體-生物素+親和素+生物素-酶-底物。
BA法的反應(yīng)式可表示為:固相抗體+待測(cè)抗原+抗體-生物素+親和素-酶+底物,。
這種通過BAS放大作用可將更多的酶聚集在固相載體上,,使酶免疫技術(shù)檢測(cè)的靈敏度進(jìn)一步得到提高。
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