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文檔簡介
臨床檢驗(yàn)免疫學(xué)
一.緒論
免疫學(xué)教學(xué)內(nèi)容
1.基礎(chǔ)免疫學(xué)(Basicimmunology)
相關(guān)內(nèi)容:抗原、抗體、補(bǔ)體、細(xì)胞因子、HLA、免疫系統(tǒng)、免疫應(yīng)答。以免疫應(yīng)答為中心。
2.臨床免疫學(xué)(Clinicalimmunology)
1)抗感染免疫(Infectionimmunology)
2)超敏反應(yīng)(Hypersensitivity)
3)自身免疫(Autoimmunity)
4)腫瘤免疫(Tumo門mmunology)
5)移植免疫(Transplantationimmunology)
3.免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)(immunologicaltechniques)即:免疫學(xué)檢驗(yàn),根據(jù)免疫學(xué)基本理論建立起來的試驗(yàn)方法
二.抗原抗體反應(yīng)
抗原抗體反應(yīng)是抗原和相應(yīng)抗體之間所發(fā)生的特異性結(jié)合反應(yīng),這種結(jié)合具有高度特異性,它既可以發(fā)生
在體內(nèi),也可以發(fā)生在體外。
發(fā)生在體內(nèi)的抗原抗體反應(yīng),是機(jī)體體液免疫效應(yīng)的表現(xiàn)方式,具有溶菌、殺菌、中和毒素及調(diào)理吞噬的
作用。
發(fā)生在體外的抗原抗體反應(yīng),根據(jù)抗原的物理性狀(可溶性Ag或顆粒性Ag)及參加反應(yīng)的物質(zhì)不同,可分
為:沉淀反應(yīng)、凝集反應(yīng)、中和試驗(yàn)及補(bǔ)體參與的反應(yīng)等
由于抗體都來自于血清,因此,我們將體外的抗原抗體反應(yīng)又稱為血清學(xué)反應(yīng)。
本章講的抗原抗體反應(yīng)就是指發(fā)生在體外的抗原抗體反應(yīng)
抗原抗體反應(yīng)原理
l.Ag>Ab能特異性結(jié)合(內(nèi)因):
Ag、Ab能特異性結(jié)合,是由于Ag表位(抗原決定簇)和AbV區(qū)之間的特異性結(jié)合,二者在空間結(jié)構(gòu)上是
嚴(yán)格互補(bǔ)的。
2.Ag、Ab結(jié)合的動力(外因):
靜電引力(又稱庫侖引力):它是指抗原和抗體分子上帶有相反電荷-NH3+或-CO。一之間的相互吸引力。
例如Ab分子上賴氨酸離解層中含有-NH3+,Ag分子上天門冬氨酸離后含有-C。。,這兩者之間就可相互吸
引而產(chǎn)生靜電引力。
該力的大小與兩個電荷間距離的平方成反比。距離越近,靜電引力就越強(qiáng)。
范得華力(又稱電子云力):該力是原子與原子、分子與分子間所具有的一種吸引力。當(dāng)Ag、Ab兩分子外
層軌道上的電子相互作用時,電子云由于偶極擺動而產(chǎn)生吸引力,從而促使Ag、Ab的結(jié)合。該力大小小
于靜電引力。
氫鍵:該力是由于分子中的H原子和電負(fù)性較大的O、N、S原子間的相互吸引而形成的。Ag(-NH2、-COOH、
-OH、-SH)、Ab(-NH2、-COOH>-OH、-SH)可形成氫鍵橋梁,促使Ag、Ab的結(jié)合。
氫鍵對于維持生物大分子<AgAb)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)有重要作用。它的大小大于范得華力。
疏水作用力:A?是蛋白質(zhì),Ag少數(shù)是多糖,多數(shù)也是蛋白質(zhì),那么它們就是膠體物質(zhì),在水溶液中就帶
有-NH3+或-COCF極性基團(tuán),從而帶上正電或負(fù)電,成為親水膠體。當(dāng)Ag表位和AbFab段相互靠近時,親
水層消失,排斥掉兩者間的H20分子,促進(jìn)Ag、Ab的結(jié)合。疏水作用力在整個Ag、Ab反應(yīng)中提供的作
用最大。
在高濃度電解質(zhì)(如NaCI等)存在的條件下,NaCI可先與Ab分子結(jié)合(在Ab未與Ag相遇時),排斥H2。
分子,從而使Ab蛋白質(zhì)優(yōu)先沉降,稱為鹽析現(xiàn)象
由于抗原抗體反應(yīng)不含有共價鍵,因此抗原抗體反應(yīng)不為化學(xué)反應(yīng),不產(chǎn)生新的物質(zhì)。
Ag+Ab-*AgAb
抗原抗體反應(yīng)特點(diǎn)
1.特異性:
Ag、Ab的結(jié)合實(shí)質(zhì)上是抗原表位和抗體可變區(qū)之間的結(jié)合。Ab可變區(qū)可形成一個平穴槽,Ag則楔狀
嵌入,由于兩者在化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)上的互補(bǔ),使得它們的結(jié)合具有特異性。這種結(jié)合如同鑰匙與鎖的
關(guān)系,一把鑰匙只能開相應(yīng)的一把鎖.
交叉反應(yīng)(cross-reaction)一抗體對,具有相同或相似抗原表位的不同抗原的反應(yīng)稱為交叉反應(yīng)。
交叉反應(yīng)并沒有違背Ag、Ab特異性結(jié)合的原則,其產(chǎn)生的先決條件是不同抗原之間存在共同Ag表位。
交叉反應(yīng)的意義:
1.幫助免疫學(xué)診斷:eg外斐氏反應(yīng)等:用變形桿菌0X19、0X2、OXk作抗原查血清抗體,診斷斑疹傷寒(立
克次氏體感染所致)
2.可造成免疫病理損害:eg鏈球菌感染后易導(dǎo)致腎小球腎炎,其原因?yàn)殒溓蚓c人體腎小球基底膜有共同
Ag表位所致。
2.比例性:
Ag、Ab的結(jié)合并不是在任何比例下都進(jìn)行得充分、完全的。要形成我們?nèi)庋劭梢姷姆磻?yīng)(如沉淀、凝集
現(xiàn)象等),就涉及到最適比例問題。
以沉淀反應(yīng)為例:在一排試管中加入等量的Ab,然后依次向各管加入遞增量的可溶性Ag,根據(jù)形成的沉
淀物及抗原抗體比例可見:(圖)
①:Ab過剩區(qū),又稱前帶,此時,上清液中Ab過剩,大多出現(xiàn)的是可溶性抗原抗體復(fù)合物。
②:Ag過剩區(qū),又稱后帶,此時,上清液中Ag過剩,大多出現(xiàn)的也是可溶性抗原抗體復(fù)合物。
③:是Ag、Ab合適比例范圍,又稱等價帶。在這一帶中,Ag、Ab反應(yīng)充分,形成的沉淀物快而多;其中
有一管Ag、Ab反應(yīng)速度最快、形成的沉淀物最多,上清液中幾乎沒有游離的Ag或Ab存在。這時候,抗
原抗體之間的比例稱為最適比(頂點(diǎn)處)。
利用沉淀反應(yīng)對不同來源的抗血清比較后,發(fā)現(xiàn)抗體根據(jù)等價帶范圍不同可分為兩種類型:
①R型抗體:它以家兔免疫血清為代表,具有較寬的抗原抗體合適比例范圍,只有在Ag過剩時;才出現(xiàn)可
溶性抗原抗體復(fù)合物。大多數(shù)小動物的免疫血清屬于該類型。
②H型抗體:它以馬免疫血清為代表,抗原抗體合適比例范圍較窄,在Ag、Ab過剩時,都可出現(xiàn)可溶性
抗原抗體復(fù)合物。人和多數(shù)大動物的免疫血清屬于該類型。
3.可逆性:
Ag、Ab結(jié)合形成抗原抗體復(fù)合物,這一過程是一個動態(tài)平衡,在一定的條件下,反應(yīng)是可逆的:Ag+Ab-
AgAb,其主要原因?yàn)锳g、Ab結(jié)合是非共價鍵結(jié)合,不為化學(xué)反應(yīng)。
抗原抗體反應(yīng)的影響因素
自身因素:
1.Ag:與Ag的理化性質(zhì)、抗原表位的數(shù)目及種類有關(guān);
2.Ab:與Ab的來源有關(guān):是R型抗體或H型抗體;與Ab的特異性、親合性有關(guān);與Ab的濃度有關(guān)。
外界環(huán)境條件:
1.電解質(zhì):一般實(shí)驗(yàn)室所用電解質(zhì)都是生理鹽水(0.9%NaCI),濃度不能過高。濃度過高,會使Ab蛋白
質(zhì)優(yōu)先沉淀而出現(xiàn)鹽析現(xiàn)象。
2.PH:一般為PH6-8,當(dāng)PH<3時,可出現(xiàn)顆粒性的非特異性凝集,稱酸凝集;當(dāng)PH過高,可造成堿變性。
3.溫度:抗原抗體反應(yīng)的常用溫度為37。Co
抗原抗體反應(yīng)的類型
分5大類型:
沉淀反應(yīng);凝集反應(yīng);補(bǔ)體參與的溶血反應(yīng)、補(bǔ)體結(jié)合試驗(yàn);中和試驗(yàn);免疫標(biāo)記技術(shù)。
思考題:
1.抗原抗體反應(yīng)的原理
2.抗原抗體反應(yīng)的特點(diǎn)
3.影響抗原抗體反應(yīng)的主要因素
4.抗原抗體反應(yīng)分哪些種類?
5.什么是交叉反應(yīng),有無特異性,為什么?在臨床工作中有何意義?
三.沉淀反應(yīng)(precipitationreaction)
概念:可溶性抗原與相應(yīng)抗體結(jié)合,在電解質(zhì)存在,兩者比例恰當(dāng)時,可出現(xiàn)肉眼可見的沉淀現(xiàn)象。
Ag沉淀原Ab沉淀素(precipitin)
實(shí)驗(yàn)中為使抗原抗體比例(數(shù)量)恰當(dāng),應(yīng)稀釋Ag
顆粒性抗原:光鏡下可見,肉眼觀呈渾濁懸液,如細(xì)菌、RBC等。-凝集反應(yīng)
可溶性抗原:光鏡無形態(tài),肉眼觀呈澄清透明,如血清蛋白溶液、多糖抗原等。一沉淀反應(yīng)
分類:
液相沉淀:絮狀沉淀試驗(yàn)、環(huán)狀沉淀試驗(yàn)、免疫比濁測定法
凝膠擴(kuò)散:雙向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)、單向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)等
凝膠免疫電泳:免疫電泳、對流免疫電泳、火箭免疫電泳等
一.液相沉淀反應(yīng)
(-)絮狀沉淀試驗(yàn)(flocculation):抗原抗體結(jié)合,在電解質(zhì)存在的情況下出現(xiàn)絮狀/塊狀沉淀。既可在試
管內(nèi)進(jìn)行,也可在玻片上進(jìn)行。
用于:玻片法常用于定性測定試管法:半定量測定
在沉淀反應(yīng)前,應(yīng)測試抗原、抗體最佳稀釋度,一般采用方陣滴定法。
(二)環(huán)狀沉淀反應(yīng)
方法:在環(huán)沉管(0.2X3cm)中進(jìn)行。先加抗體,后加抗原。靜置30分鐘后觀察在Ag、Ab交界處是否有
白色沉淀環(huán),若有,為陽性)。
用途:多用于測抗原(法醫(yī)學(xué)上血跡鑒定等)
(三)免疫濁度法(immunoturbidimetry)
原理:免疫比濁實(shí)驗(yàn)是在一定量的Ab中加入遞增量的Ag,反應(yīng)一段時間后,形成可溶性AgAb復(fù)合物,
此復(fù)合物在PEG作用下,自液相析出,形成微粒,使檢測濁度發(fā)生改變,用濁度計檢測相應(yīng)濁度,濁度高
低與復(fù)合物含量成正比。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)濁度推算樣品中Ag含量。
1.免疫透射濁度測定法
原理:緩沖液中,先加入已知過量Ab,然后加入待測Ag,AgAb復(fù)合物的量隨Ag量的增加而增加,反應(yīng)
液的濁度亦隨之增加,與一系列標(biāo)準(zhǔn)品對照,即可算出未知Ag含量。
優(yōu)點(diǎn):
該法操作方便、檢測快速。臨床上多用于檢測IgG、IgA、IgM、C3、C反應(yīng)蛋白(CRP)等。
缺點(diǎn):
反應(yīng)時間長,加促聚劑PEG。所需Ag/Ab量大。
2.免疫膠乳濁度測定法
原理:將已知Ab吸附在大小適中、均勻一致的膠乳顆粒上,當(dāng)遇到相應(yīng)Ag時,使膠乳顆粒發(fā)生凝集,減
少透光度。透光度減少程度與膠乳凝聚成正比,當(dāng)然也與Ag量成正比。
本法不易選擇適用的乳膠,同時Ab與膠乳結(jié)合也困難。
二.凝膠擴(kuò)散(agarimmunodiffusion)
在凝膠中進(jìn)行的沉淀反應(yīng)
凝膠擴(kuò)散試驗(yàn):可溶性抗原與相應(yīng)抗體在電解質(zhì)存在下,在瓊脂基質(zhì)中擴(kuò)散,當(dāng)兩者相遇,比例恰當(dāng)時結(jié)
合,可出現(xiàn)肉眼可見的沉淀線。
(一)雙向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)(簡稱雙擴(kuò)doubleimmunodiffusion)
方法:制瓊脂板(3ml1.5%NS瓊脂)
打孔(雙孔型/三角孔型/梅花孔型)
加樣(平孔沿加滿)
擴(kuò)散(37C、24h觀察結(jié)果)
優(yōu)點(diǎn):簡單、易行,用途廣
用途:
1.已知Ag或Ab測未知Ab或Ag:雙孔型
2.抗原性質(zhì)分析:三角孔型
3.測Ag有效稀釋度:梅花孔型
缺點(diǎn):敏感性低、出結(jié)果慢、只定性,不能定量
(二)單向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)(簡稱單擴(kuò)singleimmunodiffusion)
方法:已知Ab+瓊脂制板、打孔-一在瓊脂板小孔中加梯度Ag--Ag向四周擴(kuò)散形成沉淀環(huán)--Ag濃度與
沉淀環(huán)直徑呈線性關(guān)系,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線一一從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出并計算出待測標(biāo)本含量
用途:定量測定,如測IgG、IgA、IgM、C3等含量
三.凝膠免疫電泳(agargelimmunoelectrophoresis)
在電場作用下的凝膠擴(kuò)散
電泳技術(shù):帶電膠體顆粒在電場中向相反電極泳動,利用電泳現(xiàn)象研究某些化學(xué)組分的分離技術(shù)。
免疫電泳技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):
1.加快反應(yīng)速度
2.規(guī)定了抗原、抗體擴(kuò)散方向,提高反應(yīng)敏感性
3.可將某些帶電性不同的組分分開,再進(jìn)行抗原抗體反應(yīng)
影響電泳的因素:
1.與溶液的pH有關(guān):常用pH8~9,蛋白質(zhì)帶負(fù)電
2.與溶液離子強(qiáng)度有關(guān):愈高,泳動慢,一般0.02~0.2M
3.與電場強(qiáng)度有關(guān):愈高,愈快,一般4~6v/cm(瓊脂長),約40V左右
4.電滲作用的影響
電滲作用:電場中液體對于一固體的固定相對移動的現(xiàn)象。電滲方向與電泳方向相反。
(一)對流免疫電泳(counter-immunoelectrophoresis)
原理:定向加速的免疫雙擴(kuò)(雙擴(kuò)+電場,使抗原、抗體相對泳動)
方法:抗原、抗體分別在瓊脂板上不同孔內(nèi),抗原在負(fù)極端,抗體在正極端,電泳。
電壓:4~6v/cm(瓊脂長度)
電泳時間:45分鐘~1小時
優(yōu)點(diǎn)、用途:耗時短,反應(yīng)敏感性強(qiáng)。用于HBsAg、AFP等檢測
(二)火箭免疫電泳(rocketimmunoelectrophoresis)
原理:單擴(kuò)+電場,為定量試驗(yàn)
方法:已知Ab+瓊脂混合,制板---在玻板一端打孔、加梯度Ag……電泳……根據(jù)所知樣品悌度含量……
繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線一一查出待測樣品含量
優(yōu)點(diǎn)與用途:與單擴(kuò)相同,已知Ab定量測Ag,但出結(jié)果快。
(三)免疫電泳(immunoelectrophoresis)
多用于分析復(fù)雜抗原組分
原理:Ag區(qū)帶電泳+雙擴(kuò)結(jié)合
方法:
l.Ag電泳分出區(qū)帶
2.Ag、Ab免疫雙擴(kuò)
用途:常用于分析復(fù)雜Ag的組分。(如人全血清組分的分析)
優(yōu)點(diǎn):用樣品量小、特異性高、分辨力強(qiáng)
缺點(diǎn):由于復(fù)雜抗原中各成分含量差異大,不能全部顯出,敏感性不高。
用途:分析復(fù)雜抗原組分;多發(fā)性骨髓瘤等疾病的測定
思考題:
1.雙擴(kuò)、單擴(kuò)、對流免疫電泳、免疫電泳實(shí)驗(yàn)的原理,方法,用途。
2.影響電泳的因素有哪些?
四.凝集反應(yīng)(Agglutination)
概念:細(xì)菌、細(xì)胞等顆粒性抗原懸液加入相應(yīng)抗體,在電解質(zhì)存在下,兩者特異性結(jié)合,出現(xiàn)肉眼可見的
凝聚塊。
凝集反應(yīng)應(yīng)稀釋抗體。
Ag凝集原agglutinogen
Ab凝集素agglutinin
分類:
直接凝集反應(yīng)directagglutination
I間接凝集反應(yīng)indirectagglutinationorpassiveagglutination
一.直接凝集反應(yīng)(directagglutination):
細(xì)菌、螺旋體、細(xì)胞等顆粒性抗原(抗原是細(xì)胞表面結(jié)構(gòu))在適當(dāng)電解質(zhì)參與下,直接與相應(yīng)抗體結(jié)合,
出現(xiàn)肉眼可見的凝集現(xiàn)象。
育榜滯集反應(yīng)分類?
(-)玻片法:用已知抗體檢測未知抗原
玻片凝集試驗(yàn)(定性試驗(yàn)):
于玻片上先加已知抗體,再加入待測物(未知抗原),混勻。如發(fā)生凝聚,說明待測物中有與抗體相對應(yīng)
的抗原。
用途:ABO血型鑒定、菌種鑒定
(-)試管法:用已知抗原測未知抗體的效價,屬半定量試驗(yàn)。
試管凝集試驗(yàn):
方法:1~9號試管分別加不同稀釋度待檢血清(容量相同,Ab),10號加NS(對照),各管再加定量(濃
度、容量一樣)的Ag。
結(jié)果:以出現(xiàn)明顯凝集的血清最高稀釋度(即可以判為++者)作為該血清(Ab)的凝集效價。
舉例:
1.肥達(dá)氏反應(yīng)(Widaltest)
2.外斐氏試驗(yàn)(Weil-Felixtest)
二.間接凝集反應(yīng)(indirectagglutinationorpassiveagglutination)
將可溶性抗原或抗體吸附在某種載體(carrier)微球上,使之成為顆粒性抗原或抗體,然后再與相應(yīng)的抗體或
抗原結(jié)合,出現(xiàn)載體微球的凝集現(xiàn)象。
(-)載體要求與種類
要求:不干預(yù)免疫反應(yīng)、顆粒大小均勻
常用載體種類:紅細(xì)胞(綿羊、家兔、人。型)、活性炭粒、硅酸鋁顆粒、聚苯乙烯膠乳顆粒(人工合成
高分子材料)等。
致敏微粒或致敏顆粒:吸附有抗原或抗體的載體顆粒
間接凝集試驗(yàn)命名:根據(jù)載體不同而命名。
血凝試驗(yàn)(以RBC為載體)
乳膠凝集試驗(yàn)(以膠乳顆粒為載體)
(二)間接凝集試驗(yàn)的分類:
1.(正向)間接(血、膠乳)凝集試驗(yàn)
原理:將已知的可溶性抗原吸附于顆粒性載體匕檢測未知抗體。
2.反向間接(血、膠乳)凝集試驗(yàn)
原理:將已知抗體吸附于顆粒性載體上,檢測未知抗原。
如:反向間接血凝檢測HBsAg、AFP等
3.間接凝集抑制試驗(yàn)
原理:待測樣本(可溶性Ag?)+已知Ab-+已知致敏Ag顆粒(已成為顆粒性Ag)一觀察是否有凝集
現(xiàn)象。
不凝集為陽性,凝集為陰性。
如:用膠乳凝集抑制試驗(yàn)檢測尿液中絨毛膜促性腺激素(HCG)
4.協(xié)同凝集試驗(yàn)(coagglutination)
原理:實(shí)質(zhì)為反向間接凝集反應(yīng)。
葡萄球菌A蛋白(StaphylococcusproteinA,SPA)能非特異地與IgG的Fc段結(jié)合,當(dāng)與特異性抗原相遇時,IgG
的Fab段與抗原結(jié)合,出現(xiàn)金葡菌的凝集現(xiàn)象(屬特殊間接凝集試驗(yàn))。
協(xié)同凝集試驗(yàn)實(shí)際是用已知抗體檢測未知抗原,可用于多種抗原的檢測
沉淀試驗(yàn)與凝集試驗(yàn)的比較
沉淀試驗(yàn)?zāi)囼?yàn)
抗原性質(zhì)可溶性Ag顆粒性Ag
稀釋對象抗原抗體
結(jié)果現(xiàn)象沉淀現(xiàn)象凝集現(xiàn)象
敏感性低高
思考題:
1.玻片凝集試驗(yàn)和試管凝集試驗(yàn)的區(qū)別
2.反向間接凝集試驗(yàn)、間接凝集抑制試驗(yàn)的原理及實(shí)例
3.協(xié)同凝集試驗(yàn)的原理
4.比較沉淀試驗(yàn)和凝集試驗(yàn)的異同
五.免疫標(biāo)記技術(shù)
用可以微量檢測的標(biāo)記物(示蹤物質(zhì))標(biāo)記抗原或抗體,作為試劑,與相應(yīng)抗體或抗原結(jié)合反應(yīng)后,測定
抗原抗體復(fù)合物中的標(biāo)記物,從而推斷所測抗體或抗原有無及量的多少。
免疫標(biāo)記技術(shù)=免疫技術(shù)(抗原抗體反應(yīng):特異性)+標(biāo)記技術(shù)(示蹤物標(biāo)記:靈敏性)
常用標(biāo)記物:熒光素、酶、同位素、膠體金、可發(fā)光化學(xué)物質(zhì)。
試驗(yàn)命名:根據(jù)標(biāo)記物命名。如:免疫熒光技術(shù)、免疫酶技術(shù)等
免疫熒光技術(shù)(Immunologicalfluorescenttechnique,IF)
原理:用熒光素標(biāo)記抗原或抗體,與待測標(biāo)本中相應(yīng)抗體或抗原結(jié)合,通過檢測熒光,確定標(biāo)本中有無待
測的抗體或抗原。
免疫熒光技術(shù)分類:免疫熒光顯微技術(shù)(定性)
免疫熒光測定技術(shù)(定量)
一.熒光、熒光素及熒光顯微鏡
(-)熒光
一種光照射某種物質(zhì)時,該物質(zhì)可發(fā)出比照射光波長更長的光稱為熒光。照射光:可見光、紫外光
(二)熒光素
能產(chǎn)生熒光的物質(zhì),可作為染料。
常用熒光素:
1.異硫氟酸熒光黃(FITC):可發(fā)出黃綠色熒光
2.四乙基羅丹明(RB2OO):發(fā)橘紅色熒光
3.藻紅蛋白(PE):發(fā)出橙色熒光
(三)熒光顯微鏡
L結(jié)構(gòu):主要組成
A.白熾光源(超高壓汞燈):發(fā)射紫外光或蘭紫光;
B.兩組濾光板:激發(fā)濾板(選擇合適的激發(fā)光譜);抑制濾板(抑制紫外光或蘭紫光進(jìn)入視野,只允許熒
光通過。
C.顯微鏡:普通的光學(xué)顯微鏡。
光路程序:
白熾光源——發(fā)射紫外光or蘭紫光——激發(fā)濾板——紫外光——被檢物(熒光染色標(biāo)本)——紫外光+熒
光——抑制濾板一-熒光(顯微鏡下可見)
熒光顯微鏡據(jù)光源路徑分類:
透射式(光源從下面經(jīng)聚光器會聚后到達(dá)樣品,適用于觀察對光可透的標(biāo)本)
落射式(光源從上面到達(dá)樣品,經(jīng)標(biāo)本反射進(jìn)入物鏡。適用于觀察透明度不好的標(biāo)本及各種活性組織等)
2.使用注意事項(xiàng):
染色后立即檢查(熒光易猝滅)
準(zhǔn)備好后開啟白熾光源,不能隨時啟滅。打開后15分鐘才能關(guān)閉
每次使用2小時
保持室內(nèi)通風(fēng)
3.熒光素可以標(biāo)記(染色)抗原,也可以標(biāo)記抗體,一般免疫熒光顯微技術(shù)均標(biāo)記抗體
二.免疫熒光顯微技術(shù)
(--)熒光抗體的制備:
純化的一定量抗體……加-定量FITC(攪拌使結(jié)合)---去除游離熒光素---測抗體效價、測熒光素
與蛋白質(zhì)(Ab)結(jié)合比(F/P)——小量分裝保存?zhèn)溆?/p>
(-)片子的制作:
1.常做切片、涂片、印片,要求薄、均勻,并與玻片充分固定。固定后不能被洗脫。
2.注意保持抗原完整性
3.不同材料固定方法不同(無水已醇、丙醇、聚甲醛等)
(三)熒光抗體染色法
1.直接法
待測標(biāo)本固定(Ag?)+Ab--洗滌--AgAb
特點(diǎn):快、直接、干擾因素少。
用于檢測抗原。
每檢測一種抗原需標(biāo)記相應(yīng)的熒光抗體,較麻煩
2.間接法
分兩步:
第一步:熒光素標(biāo)記抗抗體(如熒光標(biāo)記的羊抗人IgG);
第二步:已知Ag固定+待測標(biāo)本(Ab?)——洗滌,+熒光標(biāo)記的抗抗體——洗滌,熒光顯微鏡鏡檢
間接法用得最多
優(yōu)點(diǎn):制備一種熒光標(biāo)記二抗(抗抗體)可用于多種Ab檢測。
靈敏度高
3.補(bǔ)體法:
第一步:熒光素標(biāo)記抗補(bǔ)體;
第二步:已知Ag固定+待測標(biāo)本(Ab?)+補(bǔ)體——洗滌,+熒光標(biāo)記的抗補(bǔ)體——洗滌,熒光顯微鏡
鏡檢
特點(diǎn):靈敏度高,制備一種熒光抗補(bǔ)體用于多種檢測
干擾因素多,補(bǔ)體不穩(wěn)定,易失活,
該法少用
4.雙標(biāo)記法
用兩種熒光素(FITC、羅丹明)分別標(biāo)記針對同一Ag上不同抗原表位的抗體,對同一標(biāo)本染色,當(dāng)Ag
有兩種相應(yīng)抗原表位存在時.,可同時見到黃綠和橙紅兩種熒光。
(四)免疫熒光顯微技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
1.特異性、敏感性高
2.快速
3.可定位
4.既可測Ag又可測Ab
缺點(diǎn):
L需要熒光顯微鏡
2.存在非特異熒光干擾(產(chǎn)生原因:自發(fā)、抗體不純、交叉反應(yīng)、技術(shù)問題)
3.定性測定、判斷結(jié)果不客觀
4.制備的片子難以長期保存(熒光猝滅)
三.時間分辨熒光免疫測定(液相檢測)
原理:用箱(Eu)等具有較長熒光壽命的稀土金屬作熒光標(biāo)記物來標(biāo)記Ab或Ag,從而檢測待測標(biāo)本中相應(yīng)
Ag或Ab的新技術(shù)。
其特點(diǎn)是:利用時間分辨熒光儀延緩檢測時間,排除非特異性干擾熒光。
靈敏度可達(dá)0.2~1ng/mL.
思考題:
1.免疫標(biāo)記技術(shù)的原理
2.免疫熒光技術(shù)中最常用的熒光素是什么?
3.免疫熒光顯微染色的各種方法及優(yōu)缺點(diǎn)?
4.免疫熒光顯微技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)?
5.熒光顯微鏡的光源分幾種?
六.免疫酶技術(shù)(Immunoenzymetechnique)
概述:70年代初在免疫熒光技術(shù)基礎(chǔ)上建立。較IF、RIA(radioimmunoassay)更優(yōu)越,具有敏感、安全、穩(wěn)
定、易觀察結(jié)果等優(yōu)點(diǎn)。
原理:利用酶標(biāo)記Ag或Ab后不改變Ag、Ab反應(yīng)特異性,同時又不影響酶的活性,結(jié)合在AgAb上的酶
催化底物,生成有色產(chǎn)物,根據(jù)產(chǎn)物顏色深淺推測出待測物中相應(yīng)物質(zhì)(Ab、Ag)有無及含量多少。
Ag+AbE---AgAbE+底物一呈色反應(yīng)
免疫酶技術(shù)具有:
特異性一Ag、Ab反應(yīng)
敏感性一能的高效催化作用
兩種方法:
酶免疫組織化學(xué)染色技術(shù)(免疫組化)
酶免疫測定法(酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn),
Enzyme-Linkedimmunosorbentassay;ELISA)
常用的酶:
(一)選擇酶的要求
1.自然界存在廣,易獲得
2.易純化、性穩(wěn)、活力高
3.形成的酶結(jié)合物穩(wěn)定,并保留醐、抗體或抗原的活性
4.底物來源方便并易保存
5.反應(yīng)后有色產(chǎn)物能快速測定
6.酶分子量不能太大,太大不易進(jìn)入組織細(xì)胞內(nèi),影響組化染色定位
(-)常用的酶:
辣根過氧化物酶、堿性磷酸酶、葡萄糖氧化酶等
辣根過氧化物酶(Horseradishperoxidase,HRP):?種鐵嚇琳蛋白質(zhì),分子量4.4萬,能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。
酶活性強(qiáng),酶結(jié)合物可長期保存。最適pH為5.5左右。選用時注意酶純度和活性
純度:RZ表示,反映酶含量與蛋白含量之比,最好要RZ值為3.0左右
活性:每lmg酶中所具有的活性單位,應(yīng)大于250u/mg
HRP的底物:鄰苯二胺(OPD),四甲基聯(lián)苯胺(TMB)---反應(yīng)體系中作為供氫體
DH2+H2O2——D+2H2O
供氫體受氫體HRP有色產(chǎn)物
OPD特點(diǎn):
有色產(chǎn)物為黃色
空白對照接近無色
敏感度高,有致癌作用
TMB特點(diǎn):
有色產(chǎn)物為藍(lán)色
無致癌作用
底物系統(tǒng)(包括供氫體、受氫體)臨用時配,配后避光保存
酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(Enzyme-Linkedimmunosorbentassay,ELISA)
一.原理:將酶分子與Ab或Ag連接成一酶結(jié)合物(酶標(biāo)記物),當(dāng)它與固相載體中相應(yīng)Ag或Ab相遇,形
成酶標(biāo)記的AgAb復(fù)合物,加入底物,酶催化底物,生成有色產(chǎn)物,根據(jù)顏色深淺可測出溶液中Ag或Ab
的量。
固相載體:聚苯乙烯
實(shí)驗(yàn)中所需酶標(biāo)抗體的制備方法同熒光抗體制備:純化后的抗體+酶-―-透析去除游離酶---測定酶標(biāo)抗體
工作濃度
試驗(yàn)中有關(guān)術(shù)語及試劑:
包被(coat):將Ag或Ab吸附在固相載體上的過程,又稱固相化或吸附。包被后,不能被洗脫。包被緩沖
液:PH9.6CB
洗滌(wash):PH7.2-7.4PBS
酶結(jié)合物:酶標(biāo)抗體或酶標(biāo)抗原
終止液:2MH2SO4
OPD:HRP催化后其有色產(chǎn)物為黃色,H2SO4終止后變?yōu)槌壬ㄗ厣?/p>
TMB:HRP催化后其有色產(chǎn)物為藍(lán)色,H2s04終止后變?yōu)辄S色
二.方法類型和操作步驟
(■')雙抗體夾心法
雙抗體夾心法步驟:包被已知Ab---洗滌一一加待測標(biāo)本(測Ag?)一一洗滌---加前標(biāo)Ab--一洗滌一一
加底物--加終止液---觀察結(jié)果
特點(diǎn):該法主要用于檢測抗原
包被的抗體與酶標(biāo)抗體屬同一種類抗體
每檢測一種抗原就需制備相應(yīng)的酶標(biāo)抗體,較麻煩
(二)間接法測抗體
步驟:包被已知Ag+待測標(biāo)本(測Ab?)——反應(yīng)一段時間后,洗滌——加酶標(biāo)抗抗體(酶標(biāo)羊抗人IgG)
——洗滌——加底物——加終止液,觀察結(jié)果。
特點(diǎn):該法主要用于測抗體
酶標(biāo)記一種抗抗體可以用于多種抗體的檢測
間接法測抗原:包被抗體……加標(biāo)本(抗原)---加抗體一加酶標(biāo)抗抗體
(三)雙位點(diǎn)一步法
步驟:包被抗體A+待測標(biāo)本+酶標(biāo)抗體B——洗滌,+底物——終止液,觀察結(jié)果
(檢測Ag,Ag至少含A、B兩個抗原表位)
特點(diǎn):該法是一次性加入標(biāo)本和酶標(biāo)抗體,試驗(yàn)程序簡單,提高了檢測的特異性
用于檢測Ag,且Ag是具有至少2種抗原表位的多價抗原
反應(yīng)系統(tǒng)中固相Ab與酶標(biāo)Ab的量相對于待測Ag是過量的,因此復(fù)合物的形成量與待測Ag含量成
正比(在方法可檢測范圍內(nèi))
(四)競爭法
步驟:
待測管:已知Ab包被+待測標(biāo)本(Ag?)——洗滌,+酶標(biāo)Ag——洗滌,+底物——顯色
(五)應(yīng)用親和素和生物素的EUSA
親和素(avidin):糖蛋白,-分子由四個亞基組成,每一亞基可以與一分子生物素結(jié)合
生物素(biotin):維生素H,可與蛋白質(zhì)、糖類、酶類等結(jié)合,與親和素特異結(jié)合后極穩(wěn)定
三.ELISA結(jié)果的判定
(-)肉眼判定
與陽性、陰性對照顏色比較:
1.若待檢孔顯色深于或等于陽性對照孔則判定為陽性;
2,若待檢孔顯色介于陰性對照孔和陽性對照孔之間則判定為弱陽性。
3.若待檢孔顯色淺于陰性對照則判定為陰性;
(二)酶標(biāo)光度儀檢測A492值(吸光率):比色法
1.與陽性、陰性對照測定值比較
2.P/N比值:大于2.0為陽性,小于2.0為陰性
P:positive(待測吸光度值)N:negative
四.ELISA試驗(yàn)的影響因素
(1)固相載體
常用固相載體材料:聚苯乙烯。其特點(diǎn)為吸附Ag或Ab的能力強(qiáng),一但吸附后,不能被洗脫。
固相載體:酶標(biāo)板可分軟、硬板。一次性使用,不可回收
酶標(biāo)板要求:吸附性能好、空白值低、透明度高
板批間、孔間性能相近
(―)抗原、抗體
Ag:需純化
Ab:需效價高、親和力強(qiáng)、純化
(三)試驗(yàn)條件
1.包被:一般用pH9.6CB(carbonatebuffer),0.05M,有利于蛋白質(zhì)吸附
包被濃度:0.1~100ug/ml,一般常用10ug/ml
包被時間、溫度:4℃過夜或37℃l-3h
包被量:1003
封閉:用0.1~5%牛血清白蛋白緩沖液浸泡0.5小時
2.抗原抗體反應(yīng)的條件
(1)微堿性有利于抗原抗體結(jié)合,故用pH7.4PBS(phosphatebuffersaline)洗滌
(2)去污劑有利于AgAb形成,洗液中加0.05%Tween-20
(3)Ag、Ab反應(yīng)時間、溫度:一般37℃、30~40min
3.洗滌:采用PH7.2-7.4PBS洗滌,規(guī)一化,每次浸泡l~2min,拍干,共洗滌3~4次
4.酶促反應(yīng)條件:
溫度:37℃時間:lOminpH:5.5底物量:一致
5.排除干擾:多設(shè)對照
ELISA試驗(yàn)應(yīng)設(shè)對照:
應(yīng)設(shè)對照操作應(yīng)得結(jié)果
陽性對照同標(biāo)本一樣顏色深
陰性對照同標(biāo)本一樣顏色淺or無色
酶結(jié)合物對照加酶步加入無色
底物對照加底物步加入無色
空白對照只加終止液無色
(以間接法為例,每孔均已包被Ag)
血清100ul酶標(biāo)二抗100ul底物100ul終止液100ul
待測標(biāo)本待測血清+++
陽性對照陽性血清+++
陰性對照陰性血清+++
的結(jié)合物對照PBSlOOul+++
底物對照PBSlOOulPBSlOOul+
空白對照PBSlOOulPBSlOOulPBSlOOul+
五.ELISA試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):1.既可測抗原又可測抗體
2微.量、定性、定量
3.特異性、敏感性高
4.操作簡單,可不用特殊儀器
缺點(diǎn):1.影響因素多,多方把關(guān)
2.偶有假陽性、假陰性
六.膜載體的酶免疫測定
(一)斑點(diǎn)-ELISA
特點(diǎn):1.固相載體為硝酸纖維素膜
2.酶促反應(yīng)后在膜上形成有色沉淀物
(二)免疫印跡法(immunoblottingtestJBT)
七.應(yīng)用(包括所有標(biāo)記技術(shù))
(-)病原體的診斷及研究
1.病毒、細(xì)菌等傳染病的診斷(測抗原或抗體)
2.病毒、細(xì)菌表面抗原的研究
(二)某些疾病的診斷
1.某些微量物質(zhì)有關(guān)疾病的診斷
2.腫瘤的診斷及定位
3.自身抗體檢測協(xié)助自身免疫病診斷
4.寄生蟲疾病的診斷等
(三)免疫學(xué)方面的研究
T、B細(xì)胞的發(fā)生、演化、表面抗原改變等的研究
(四)微量物質(zhì)的檢測
體內(nèi):微量蛋白質(zhì)、激素、酶等抗原;藥物、糖等半抗原
工農(nóng)業(yè):微生物、微量物質(zhì)等
思考題:
1.ELISA的原理、方法(以間接法測抗體和雙抗夾心法為例)及影響因素。
2.ELISA試驗(yàn)應(yīng)設(shè)哪些對照,為什么?
3.判斷ELISA試驗(yàn)結(jié)果的方法。
發(fā)光免疫技術(shù)
發(fā)光免疫技術(shù)是將發(fā)光系統(tǒng)與免疫反應(yīng)相結(jié)合,來檢測抗原、或抗體的方法。
化學(xué)發(fā)光免疫測定
一.化學(xué)發(fā)光酶免疫測定(chemiluminescentenzymemunoassay,CLEIA)
試驗(yàn)前部分與ELISA一樣,改變所加底物,使產(chǎn)物能發(fā)光,用儀器檢測發(fā)光強(qiáng)度,判斷結(jié)果。如酶是用辣
根過氧化物酶,常用底物是魯米諾或其衍生物。
二.化學(xué)發(fā)光標(biāo)記免疫測定(chemiluminescentmunoassay,CLIA)
是用化學(xué)發(fā)光劑作為標(biāo)記物直接標(biāo)記抗原或抗體的免疫測定方法。
金免疫技術(shù)
采用膠體金作為標(biāo)記物
膠體金又稱金溶膠,是金鹽(氯金酸)被還原(還原劑:檸檬酸鈉)成原子金后形成的金顆粒懸液
膠體金的特性:
1.膠體金性質(zhì):顆粒穩(wěn)定均勻,分散懸浮,l~100nm
2.呈色性:顏色與顆粒大小有關(guān)
2~5nm:橙黃色10-20nm:酒紅色30-80nm:紫紅色
?.斑點(diǎn)金免疫滲濾試驗(yàn)(dotimmunogoldfiltrationassay,DIGFA)
原理:采用膠體金標(biāo)記抗體,以硝酸纖維素膜為載體,使抗原抗體反應(yīng)和洗滌在同一滲濾膜上,反應(yīng)后根
據(jù)在膜中央形成的紅色斑點(diǎn)(膠體金聚集)有無來判斷結(jié)果。
技術(shù)類型:雙抗體夾心法(測Ag);間接法(測Ab)
二.斑點(diǎn)免疫層析試驗(yàn)(dotimmunochromatographicassay,DICA)
以硝酸纖維素膜為載體,利用微孔膜毛細(xì)管作用,使膜一端的液體慢慢向另一端滲移,猶如層析。
HCG金標(biāo)試紙:帶條中均勻含有膠體金標(biāo)記的鼠抗人HCG單抗
尿中HCG與金標(biāo)記的鼠抗人HCG單抗結(jié)合形成免疫復(fù)合物;隨層析作用向上移動,至檢測線與鼠抗人HCG
抗體結(jié)合而聚集顯色。
在檢測線未結(jié)合的金標(biāo)記鼠抗人HCG單抗(IgG)隨著尿液上行,到達(dá)質(zhì)控線與羊抗鼠IgG(二抗)結(jié)合而顯色,
作為質(zhì)控對照。
思考題:
1.發(fā)光免疫技術(shù)、金免疫技術(shù)的原理
2.用金標(biāo)記免疫法(斑點(diǎn)免疫層析試驗(yàn))檢測HCG的原理
七.免疫血清的制備
一.概述:
1.免疫5清:含有某種抗體的血清。它是免疫化學(xué)和細(xì)胞免疫的主要試劑,其質(zhì)量的好壞由Ab的效價、特
異性決定。
2.來源:山Ag免疫動物而來。Ag可以是純Ag(如白蛋白),也可以是復(fù)雜Ag(如人全血清)
二.免疫血清的制備:
(-)動物的選擇:
1.常用動物:哺乳類較多:馬、羊、豬、猴、兔、豚鼠等;禽類:雞
2.選擇原則:
免疫的Ag與動物的種類要求越遠(yuǎn)越好(即免疫原性好);
與免疫血清的量有關(guān):所需量大,用馬、羊、猴等大動物;所需量小,用兔、豚鼠等小動物;
動物的個體狀態(tài):雄性、適齡、健康、無感染;
其它:根據(jù)實(shí)驗(yàn)的特殊要求。
(-)抗原的條件:
具有良好的抗原決定簇(表位):易被LC識別而產(chǎn)生Ab;
具有可靠的純度;
具有足夠大的分子量及相對復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu);
注射量:嚴(yán)格掌握,寧可小,一般用25ug/kg動物;量大可出現(xiàn)免疫抑制
(三)佐劑的應(yīng)用:
佐劑(adjuvant):同Ag一起或預(yù)先注入機(jī)體,能增強(qiáng)機(jī)體對該Ag的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答類型的物質(zhì)。
多用于可溶性Ag,顆粒性Ag一般不用佐劑。
使用佐劑的目的:增加Ag的免疫原性,從而提高抗血清的效價
佐劑的種類:
1.福氏不完全佐劑(FIA):
組成:羊毛脂+石臘油,二者比例為4:1
FIA的制備:將Ag溶液逐滴加入羊毛脂和石臘油中,不斷研磨,使Ag溶液均勻混于佐劑中,形成“油包
水”乳劑,“水包油”不行。
要形成“油包水”乳劑的原因?yàn)椋?/p>
延緩Ag在體內(nèi)的破壞和消失,并緩慢釋放Ag;
刺激單核-巨噬細(xì)胞對抗原的處理和提呈能力;
刺激淋巴細(xì)胞的增殖、分化從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫應(yīng)答。
2.福氏完全佐劑(FCA):
組成:羊毛脂+石臘油+卡介苗
免疫效果更好,進(jìn)一步提高、加強(qiáng)了免疫反應(yīng),并使免疫反應(yīng)發(fā)生質(zhì)的改變。
表現(xiàn):促進(jìn)、誘發(fā)Ag產(chǎn)生強(qiáng)大、持久的細(xì)胞免疫反應(yīng);
促使機(jī)體合成新的1g種類
FCA特點(diǎn):
卡介苗同Ag一起加到羊毛脂和石臘油中,兒滴即可;
免疫效果好;
注射局部易形成肉芽腫,潰爛,但對Ab生成無危害。
3.另外還有明研佐劑、氫氧化鋁佐劑等非免疫原性佐劑
4.細(xì)胞因子佐劑:與Ag合用可以有效地激發(fā)機(jī)體免疫功能,增強(qiáng)免疫反應(yīng)。如IL-2、IFN-Y、IL-1等
(四)免疫程序及采血:
1.注射途徑:靜脈、皮內(nèi)、皮下、淋巴結(jié)、腹腔。采用一種途徑多點(diǎn)注射
可溶性Ag:常選用皮內(nèi)或皮下(皮內(nèi)易引起細(xì)胞免疫反應(yīng),對產(chǎn)生Ab有利)
顆粒性Ag:常選用靜脈或腹腔
若Ag量少,可直接注射淋巴結(jié)
2.注射間隔及次數(shù):
單次注射:Ab生成慢、持續(xù)時間短、效價低,但特異性好;
再次注射:注射2次,Ab效價上升快,持續(xù)時間長;
間隔一定時間多次注射:Ab效價高、生成時間長,但特異性差。間隔時間一般為7-10天
?般采用后兩種注射方法
3.注射量:蛋白質(zhì)Ag一般注射l-4mg/次,注射量過大易形成免疫耐受
4.制定免疫程序
5.試血和放血:
試血:末次Ag注射后,測定血清中Ab的效價,叫試血。
若Ab達(dá)到所需效價,即可放血。若未達(dá)到,繼續(xù)追加免疫Ag一次。
試血:可溶性Ag:用雙擴(kuò)(梅花孔型);顆粒性Ag:用直接凝集試驗(yàn)(試管法)
放血:直接頸動脈放血或直接心臟穿刺抽血。然后分離出血清,即可得到Ab
測抗體效價:雙擴(kuò)梅花孔型
試管凝集試驗(yàn):
方法:1-9號試管分別加不同稀釋度待檢血清(容量相同,Ab),10號加NS(對照),各管再加定量(濃
度、容量一樣)的Ag。
Ab效價判定:以出現(xiàn)明顯凝集現(xiàn)象的(記為:++凝集)抗體最高稀釋度作為該抗體的效價。又稱滴度Titer)
6.鑒定
Ab效價的鑒定:
可溶性Ag用雙擴(kuò)法(梅花孔型);
顆粒性Ag用直接凝集試驗(yàn)(試管法)
Ab特異性的鑒定:雙擴(kuò)法(雙孔型)
方法:在瓊脂上打兩排孔,左邊一側(cè)一孔加粗Ag(Ag粗提物),一孔加純Ag(特異性Ag),右邊一側(cè)兩孔
分別加免疫血清,放37°C、24ho
結(jié)果:若抗血清與粗Ag及純Ag之間皆出現(xiàn)一條沉淀線,且兩條線融合,則說明動物已產(chǎn)生單價特異性
Ab;若與純Ag出現(xiàn)1條線,與粗Ag出現(xiàn)多條線,則說明血清中有雜Ab。
Ab純度的鑒定:
SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳,若出現(xiàn)多條電泳帶,即提示免疫血清中有雜蛋白,需進(jìn)一步分離、純化
7.保存:
小包裝低溫保存:將血清分成小包裝-20°C保存,避免反復(fù)凍融,可保存5年,效價不下降:
冰凍干燥保存:用冰凍干燥器使免疫血清形成凍干粉,可保存5-10年;
4℃加防腐劑保存:可保存半年。如石炭酸、疊氮蘭、硫柳汞等防腐劑
1.免疫血清制備的主要程序。
2.佐劑概念、作用機(jī)理、福氏不完全/完全佐劑的組成。
八.免疫球蛋白的分離提純
(separationandpurificationofimmunoglobulin)
目的:有利于標(biāo)記
減少非特異性反應(yīng)
有利于ig定量
—,鹽析法
(-)原理:在不同濃度的中性鹽中蛋白質(zhì)會脫水,降低帶電電勢,由親水性變?yōu)槭杷?,分子間相互凝
聚而沉淀(鹽析作用)。
不同蛋白質(zhì)鹽析所需中性鹽的濃度不同,故可分離不同蛋白質(zhì)。
分離蛋白質(zhì)所用硫酸胺的濃度:
纖維蛋白原20%飽和度
V球蛋白、部分1a球蛋白33%飽和度
白蛋白>50%飽和度
(二)常用的中性鹽:硫酸胺
硫酸胺鹽析的優(yōu)點(diǎn):
溶解度大(飽和700~800g/1000ml)
溶解度受溫度影響小
蛋白質(zhì)不易變性
操作簡便
缺點(diǎn):
需除去NH4+,透析時間長
含氮,干擾蛋白質(zhì)定量
不純的硫酸胺含有金屬,可與蛋白質(zhì)結(jié)合,因此硫酸胺需用分析純試劑
(三)方法:
1.配制飽和硫酸胺溶液
2.加入稀釋血清
3.透析去除NH4+(奈氏試劑檢測)
注意:
pH:硫酸胺pH應(yīng)接近蛋白質(zhì)的等電點(diǎn),才易形成沉淀(1g的pl=7.3~8.2,pH應(yīng)7.7左右)
蛋白質(zhì)濃度:2.5~3%為宜,所以血清要稀釋
溫度:室溫即可(除特殊要求者)
二.離子交換層析法
原理:利用不同的蛋白質(zhì)在緩沖溶液中所帶電荷不同,與某一載體上的具有相反電荷的離子基團(tuán)進(jìn)行吸附,
然后進(jìn)行解脫,達(dá)到純化蛋白質(zhì)目的。
常用載體是纖維素(DEAE)
例如在PH6.5的醋酸緩沖液中,侵泡DEAE,使DEAE帶正電,因此它能吸附帶負(fù)電的Alb、a、B球蛋白
(其PI均<6,PH6.5>PI,帶負(fù)電),僅Y球蛋白PI為7.3,帶正電(PH6.5<PI,帶正電)不能被DEAE吸附
而直接流出,此時收集的第一峰即為提純的Y球蛋白。然后通過改變緩沖液PH和離子強(qiáng)度,使Alb、a、
B依次洗脫下來。
方法:
1.用酸處理載體二乙氨乙基纖維素(DEAE),使其帶正電荷
2.裝柱
3.加入蛋白質(zhì)溶液,過柱時帶負(fù)電的蛋白質(zhì)吸附于載體上,帶正電的蛋白質(zhì)流出
4.然后用堿性溶液洗脫
三.凝膠過濾法
原理:凝膠顆粒是網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu),當(dāng)分子大小不同的混合物通過凝膠柱時,分子大的先下來,分子小的則嵌
入凝膠顆粒的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中后下來,從而將分子大小不同的物質(zhì)分離,即為分子篩的作用。
常用凝膠:
葡聚糖凝膠Sephadex、聚丙烯酰胺凝膠Sephacryl、瓊脂糖凝膠Sepharose
常用葡聚糖凝膠Sephadex的型號:G10、25、50、75、100、150、200
蛋白質(zhì)孔徑愈小,選用型號愈小
不同型號分離蛋白質(zhì)大小不同,分離1g多用G150
方法:
1.用緩沖液浸泡凝膠干粉,使其充分膨脹
2.裝柱
3.蛋白質(zhì)溶液過柱,收集過柱后的蛋白質(zhì)溶液,一般5ml/小時
凝膠過濾分離的優(yōu)點(diǎn):
1.使用單一緩沖液,不需梯度洗脫
2.用后凝膠不需要再生,可連續(xù)使用
3.重復(fù)性好,樣品回收率高
4.不引起蛋白質(zhì)變性和失去生物學(xué)活性
缺點(diǎn):
1.網(wǎng)孔徑大小有限,限制分離物
2.凝膠可吸附芳香類、脂蛋白等物質(zhì),影響分離效果
3.過濾速度慢(5ml/h),上樣后要走1-2天
四.親和層析法
原理:利用抗原抗體的結(jié)合具有特異性、可逆性,將純化抗原先交聯(lián)到載體上,制成親和層析柱,當(dāng)Ab
(Ig)通過時,與抗原在柱上特異性結(jié)合,Ab中雜質(zhì)流出。然后通過改變緩沖液pH、離子強(qiáng)度,使Ab
解脫下來。
方法:
1.親和層析柱制備:Sepharose4B——(浪化鼠)——吸附特異Ag裝柱
2.蛋白質(zhì)溶液過柱(特異性Ag與相應(yīng)Ab結(jié)合)
3.改變緩沖液pH沖洗柱子,使Ag、Ab分離,收集Ab
優(yōu)點(diǎn):分離的1g很純、柱子可反復(fù)使用
缺點(diǎn):柱子制備較復(fù)雜
以上四種方法一般選用1~2~3種,或者一種方法反復(fù)進(jìn)行2~3次
思考題:
1.分離提純免疫球蛋白有哪些方法,其原理是什么?
九.單克隆抗體及應(yīng)用(monoclonalantibody,McAbormAb)
一.概述
克?。簾o性繁殖的細(xì)胞株
單克隆:由一個細(xì)胞無性繁殖而來的一個細(xì)胞株(一團(tuán)細(xì)胞),其中所有細(xì)胞特性完全相同
(一)單克隆抗體:
針對Ag分子表面某一抗原決定簇(表位)而產(chǎn)生的抗體分子,稱McAb。
單克隆抗體——由一個B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的識別單一抗原表位的同源抗體。
(二)產(chǎn)生
1.1975年KohlerandMilstein首創(chuàng)用雜交瘤技術(shù)成功制備McAb
2.80年代初用基因工程成功制備McAb
(三)制備McAb的方法
1.雜交瘤技術(shù)
2.基因工程技術(shù)
二.雜交瘤技術(shù)制備單克隆抗體
(一)雜交瘤技術(shù)(hibrydoma)制備單克隆抗體的原理
B細(xì)胞(漿)+瘤細(xì)胞—(雜交)…雜交瘤細(xì)胞--(分泌)一單克隆抗體
(B細(xì)胞:能產(chǎn)生抗體的小鼠B(漿)細(xì)胞瘤細(xì)胞:小鼠骨髓瘤細(xì)胞)
1.B細(xì)胞(漿細(xì)胞)特點(diǎn):
1)能產(chǎn)生抗體
2)但不能在體外長期培養(yǎng)
3)細(xì)胞內(nèi)含HGPRT酶(次黃喋吟鳥喋吟磷酸核糖轉(zhuǎn)化酶)和TK酶(胸腺嚅咤核苜激酶),可通過旁路途徑
合成DNA
2.骨髓瘤細(xì)胞特點(diǎn):
1)能在體外長期培養(yǎng)
2)不含HGPRT和TK酶
3.雜交瘤細(xì)胞具有以匕兩種細(xì)胞的共性:
既能產(chǎn)生抗體、在體外能長期培養(yǎng);
含有HGPRT和TK酶,可通過旁路途徑合成DNA
4.HAT培養(yǎng)液篩選出雜交瘤細(xì)胞(次黃喋吟、氨基蝶吟、胸腺喀呢):
家基蝶吟是抗代謝的藥物,能阻斷內(nèi)源性合成DNA(合成DNA的主要途徑)。
氨甲蝶n令(葉酸拮抗劑)阻止合成DNA
雜交瘤細(xì)胞(含HGPRT、TK)經(jīng)旁路途徑合成DNA
5.B細(xì)胞、瘤細(xì)胞雜交,經(jīng)HAT培養(yǎng)液培養(yǎng)數(shù)日后,五種細(xì)胞的存活情況:
(1)B細(xì)胞:自然死亡(不能在體外長期培養(yǎng))
(2)瘤細(xì)胞:HAT培養(yǎng)液(氨甲蝶吟)阻止細(xì)胞合成DNA;同時無HGPRT、TK酶,不能通過旁路途徑合
成DNA,故死亡
(3)B/B雜交細(xì)胞:自然死亡
(4)瘤/瘤雜交細(xì)胞:死亡
(5)漿細(xì)胞/瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞:可以生長(HAT培養(yǎng)液中氨甲蝶吟阻止DNA合成;但其含有HGPRT、TK
酶,可通過旁路途徑合成DNA)
(-)雜交瘤技術(shù)制備McAb的簡要步驟:
1.制備能產(chǎn)生單抗的雜交瘤細(xì)胞
2.克隆化雜交瘤細(xì)胞
3.篩選雜交瘤細(xì)胞
4.擴(kuò)大培養(yǎng)單克隆雜交瘤細(xì)胞
5.收集單抗并鑒定
6.純化單抗
1.制備雜交瘤細(xì)胞
(1)制備能產(chǎn)生McAb的小鼠脾(B)細(xì)胞:
Ag免疫Balb/c小鼠---測抗體--一取脾--一制備脾細(xì)胞懸液---計數(shù)
(2)細(xì)胞融合:脾細(xì)胞(B)+小鼠骨髓瘤細(xì)胞一雜交
脾細(xì)胞(l-5X107/ml)瘤細(xì)胞(107-8/ml)
融合劑:40%聚乙二醇(PEG)
⑶篩選:培養(yǎng)過程中加入HAT培養(yǎng)液,培養(yǎng)14天,存活細(xì)胞為雜交瘤細(xì)胞。
2.鑒定:將篩選出的能產(chǎn)生抗體的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行鑒定:
方法:采用ELISA、IF間接法檢測雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)上清液中有無目的Ab,包被已知Ag+雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)上
清(Ab?)-洗滌,+醐標(biāo)羊抗鼠IgG-洗滌,+底物一根據(jù)顯色判斷有無特異Ab
3.克隆化
(1)有限稀釋法:特異雜交瘤細(xì)胞稀釋:7-10個/ml,取0.1ml/孔,反復(fù)稀釋培養(yǎng)、測相關(guān)抗體
(2)顯微操作法:直接在顯微鏡下取單個雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)、測相關(guān)抗體
※篩選和克隆化應(yīng)反復(fù)交叉進(jìn)行。
4.凍存或擴(kuò)大培養(yǎng)
(1)在液氮中凍存經(jīng)鑒定后的雜交瘤細(xì)胞備用,需要忖復(fù)蘇
(2)擴(kuò)大培養(yǎng)(增殖),可得到大量單克隆抗體
體外法:將雜交瘤細(xì)胞在細(xì)胞培養(yǎng)瓶中進(jìn)行培養(yǎng)、傳代
體內(nèi)法:將雜交瘤細(xì)胞注入小鼠腹腔內(nèi),利用雜交瘤細(xì)胞能大量繁殖的特點(diǎn),產(chǎn)生腹水,腹水中有大量的
單抗
5.鑒定
(1)聚丙烯酰胺凝膠電泳鑒定單克隆抗體的純度;
(2)用ELISA、免疫電泳法鑒定抗體特性
6.純化:鹽析法、離子交換層析法、凝膠過濾法、親和層析法任選1-2種
清
分
蕾
一
鬟
離
產(chǎn)
耦HAT
曩
克
雜
警
碧
父
用
父
一
一
、
?S
耨
(三)雜交瘤技術(shù)制單抗的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
1.制備的單抗特異性高、效價高、產(chǎn)量高
缺點(diǎn):
1.需特殊條件、無菌操作、難得到穩(wěn)定細(xì)胞株;
2.抗體為抗鼠的IgG抗體,長期用于人體不利
三.人源單克隆抗體
(-)概念:單克隆抗體為人IgG
(二)制備目的:用于人
(三)雜交瘤技術(shù)制人源單抗的方法
1.人B細(xì)胞+鼠瘤細(xì)胞不穩(wěn)定
2.人B細(xì)胞+人瘤細(xì)胞大多人瘤細(xì)胞含有HGPRT酶
3.人B細(xì)胞+人淋巳母細(xì)胞樣細(xì)胞惡性、難以獲得
4.EBV轉(zhuǎn)化的能產(chǎn)生Ab的B細(xì)胞轉(zhuǎn)化復(fù)雜
四.基因工程制備單克隆抗體
(-)概念:在基因水平上對編碼抗體的基因進(jìn)行切割、拼接或修飾,甚至人工合成,然后導(dǎo)入受體細(xì)胞
內(nèi)表達(dá)而產(chǎn)生的抗體(單克隆抗體)。
人-鼠嵌合抗體(chimericantibody)
重構(gòu)抗體(reshapedhumanizedantibody)
小分子抗體:Fab片段
Fc片段
Fv片段
雙特異性抗體(bispecificantibody):1g-融合蛋白,抗體導(dǎo)向酶等
(二)基因工程抗體種類
1.嵌合抗體
(1)概念:用DNA重組技術(shù)將鼠源單抗基因的可變區(qū)(V區(qū))基因與產(chǎn)生人1g的恒定區(qū)(C區(qū))基因相
連接,構(gòu)成嵌合基因,導(dǎo)入受體細(xì)胞(骨髓瘤細(xì)胞),表達(dá)出嵌合抗體。
嵌合基因:紅色一鼠McAb可變區(qū)基因;綠色一人1g的恒定區(qū)基因
嵌合抗體:可變區(qū)為鼠McAb部分,其它部分為人1g部分
構(gòu)建成功的嵌合抗體:
抗乳腺癌(1986)、抗結(jié)腸癌(1987)、抗肺癌(1987)抗CEA(癌胚抗原)(1989)、抗HBsAg(1990我國)
抗T表面受體BMA031-lgG(1991我國)
(2)嵌合抗體優(yōu)點(diǎn):
a.免疫原性低,有利于用于人體
b.在人體內(nèi)半衰期較鼠單抗長
c.在人體內(nèi)生物學(xué)作用(如CDC、ADCC)較鼠單抗強(qiáng)
d.與人/人雜交瘤比,體外傳代更穩(wěn)定
(3)嵌合抗體制備流程:(不用記)
a.提取能產(chǎn)生McAb雜交瘤細(xì)胞的DNA、RNA、mRNA
b.建立基因文庫:分純輕、重鏈V區(qū)基因
c.測輕、重鏈V區(qū)基因DNA序列
d.與人1g輕、重鏈C區(qū)基因及表達(dá)載體連接,構(gòu)成嵌合基因
e.導(dǎo)入受體細(xì)胞表達(dá),并篩選
f.產(chǎn)物鑒定
2.重構(gòu)抗體(ReshapedAntibody)
在嵌合抗體基礎(chǔ)卜.發(fā)展而來,使嵌合抗體進(jìn)一步“人化”
以人1g基因?yàn)榭蚣?,去掉高變區(qū)部分,用鼠單抗高變區(qū)基因連接上,構(gòu)成重構(gòu)基因,導(dǎo)入受體細(xì)胞表達(dá)出
的抗體。
研究表明,1g的氨基酸序列在重、輕鏈各有三個高變區(qū)(與抗原結(jié)合的部位):
重鏈(共450aa);N端31~37、51~68、84~91
輕鏈(共214aa):N端26~32、48~55、90~95
重構(gòu)基因:綠色為人1g基因(框架),紅色為鼠McAb基因(高變區(qū)部位基因)
重構(gòu)抗體:所有綠色部分均為人源,紅色部分為鼠源(CDR)
重構(gòu)抗體在臨床應(yīng)用更優(yōu)于嵌合抗
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