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免疫标记法回目录

(一) 荧光免疫法
原理是应用一对单克隆抗体的夹心法。底物用磷酸-4-甲基伞形酮,检测产物发出的荧光,荧光强度与Mb浓度呈正比,可在8min内得出结果。结果以Mb每小时释放的速率表示(△Mb)表示。该法重复性好,线性范围宽,具有快速、敏感、准确的特点。
以双抗夹心法为例,首先将特异性抗体与固相载体连接,形成固相抗体。除去未结合抗体,然后加受检标本,使其中的蛋白抗原与固相抗体形成抗原抗体复合物。洗涤除去未结合物,接着加入荧光标记的抗体,使之与抗原特异性结合,形成抗体—抗原—抗体复合物。最后根据荧光强度,即可对蛋白抗原进行定量。
  传统的荧光免疫法受本底荧光的干扰较大,时间分辨荧光免疫测定法是以具有特长寿命的稀土金属如铕,作为标记物,加入正常液后激发测定,能有效去除短寿命本底荧光的干扰。
(二) 放射免疫法
放射免疫法是以过量的未标记抗原与放射性物质标记的抗原,竞争性地与抗体结合,形成有放射性的抗原—抗体复合物与无放射性的抗原—抗体复合物,并有过剩的标记抗原与未标记的抗原。然后通过离心沉淀等方法,将抗原—抗体复合物与游离抗原分离,分别测定其放射性强度与标准曲线比较,即可对未标记的待测抗原进行定量。
RIA法测定血清蛋白灵敏度高、特异性强,可准确定量到ng/ml水平。但早期的方法操作麻烦,耗时长,且有放射性污染。近年来,随着单克隆抗体的应用,RIA的灵敏度又有了较大提高,且操作大为简化,并已有商品试剂盒供应,使用方便。
(三)  酶联免疫法(ELISA)
ELISA法有竞争法和夹心法两种。竞争法是基于标准或血清Mb和微孑L板上包被的Mb竞争性地与单克隆抗体相结合的原理而建立,该法的最低检测限为10μg/L,线性范围达1 000ug/L。夹心ELISA法与EIA具有良好的相关性(r=0.92)。ELISA法具有灵敏度高,特异性强,精密度好,操作简单,适用于多份标本的检测,不需特殊仪器设备等优点,易于推广普及。但不适合急诊的快速检测。
以双抗法为例。首先包被抗原,然后加入一抗,使一抗与包被抗原形成抗原—抗体复合物。接着加入酶标二抗,形成抗原—抗体—抗体复合物。最后加入底物,由酶催化底物生成产物。通过产物的生成量即可对蛋白抗原进行定量。
(四)偶联生物素—亲和素系统的酶免法
利用了一个亲和素分子可以与4个生物素分子结合的特性,使传统的灵敏度较高的酶免法的灵敏度又有明显的放大作用。
(五)时间分辨荧光免疫分析
时间分辨荧光免疫分析(Timeresolved Fluoroimmunoassay, TRFIA)是一种非同位素免疫分析技术,它用镧系元素标记抗原或抗体,根据镧系元素螯合物的发光特点,用时间分辨技术测量荧光,同时检测波长和时间两个参数进行信号分辨,可有效地排除非特异荧光的干扰,极大地提高了分析灵敏度。
(六) 解离增强镧系元素荧光免疫分析
解离增强镧系元素荧光免疫分析(Dissociation Enhanced Lanthanide Fluoroimmunoassay DELFIA)是时间分辨荧光免疫分析中的一种。它用具有双功能基团结构的螯合剂,使其一端与铕(Eu)连接,另一端与抗体/抗原分子上的自由氨基连接,形成EU标记的抗体/抗原,经过免疫反应之后生成免疫复合物。由于这种复合物在水中的荧光强度非常弱,因此加入一种增强剂,使Eu3 从复合物上解离下来,自由Eu3 同增强剂中的另一种螯合剂螯合形成一种胶态分子团,这种分子团在紫外光的激发下能发出很强的荧光,信号增强了百万倍。因为这种分析方法使用了解离增强步骤,因此称为解离增强镧系元素荧光免疫分析。

B 免疫荧光技术
抗体是椎动物为防御感染所产生的免疫球蛋白。它们在蛋白质中是非常独特的一类,自然界中数百万种不同类型的抗体,每种类型的抗体都有一个与抗原结合的特异部位,通过这个部位的结合,就能特异地辨认出诱导它产生的抗原分子。这些抗原包括:蛋白质、细菌、病毒、花粉、食物、动物血清等等。
免疫荧光抗体技术,就是用荧光染料标记抗体,然后在荧光显微镜下通过荧光的部位和强度,确定特异分子的分布和数量。免疫荧光技术的关键是:(1)必须保持样品的抗原性,(2)设立严格的对照。

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荧光的基本知识回目录


一、荧光现象
(一)荧光的产生
  一此化学物质能从外界吸收并储存能量(如光能、化学能等)而进入激发态,当其从激发态再回复到基态时,过剩的能量可以电磁辐射的形式放射(即发光)。
  荧光发射的特点是:可产生荧光的分子或原子在接受能量后即刻引起发光;而一旦停止供能,发光(荧光)现象也随之在瞬间内消失。
  可以引起发荧光的能量种类很多,由光激发所引起的荧光称为致荧光。由化学应所引起的称为化学荧光,由X线或阴极射线引起的分别称为X线荧光或阴极射线荧光。荧光免疫技术一般应用致荧光物质进行标记。
(二)荧光效率
  荧光分子不会将全部吸收的光能都转变成荧光,总或多或少地以其他形式释放。荧光效率是指荧光分子将吸收的光能转变成荧光的百分率,与发射荧光光量子的数值成正比。
  荧光效率=发射荧光的光量分子数(荧光强度)/吸收光的光量子数(激发光强度)
  发射荧光的光量子数亦即荧光强度,除受激发光强度影响外,也与激发光的波长有关。各个荧光分子有其特定的吸收光谱和发射光谱(荧光光谱),即在某一特定波长处有最大吸收峰和最大发射峰。选择激发光波长量接近于荧光分子的最大吸收峰波长,且测定光波量接近于最大发射光波峰时,得到的荧光强度也最大。
(三)荧光的猝灭
  荧光分子的辐射能力在受到激发光较长时间的照射后会减弱甚至猝灭,这是由于激发态分子的电子不能回复到基态,所吸收的能量无法以荧光的形式发射。一些化合物有天然的荧光猝灭作用而被用作猝灭剂,以消除不需用的荧光。因此荧光物质的保存应注意避免光(特别是紫外光)的直接照射和与其他化合物的接触。在荧光抗体技术中常用一些非荧的色素物质如亚甲蓝、碱性复红。伊文思蓝或低浓度的过锰酸钾、碘溶液等对标本进行得当复染,以减弱非特异性荧光本质,使特异荧光更突出显示。

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免疫荧光技术基本原理回目录


免疫荧光技术是根据抗原抗体反应的原理,先将已知的抗原或抗体标记上荧光素,制成荧光抗体,再用这种荧光抗体(或抗原)作为探针检测组织或细胞内的相应抗原(或抗体)。在组织或细胞内形成的抗原抗体复合物上含有标记的荧光素,利用荧光显微镜观察标本,荧光素受外来激发光的照射而发生明亮的荧光(黄绿色或橘红色),可以看见荧光所在的组织细胞,从而确定抗原或抗体的性质、定位,以及利用定量技术测定含量。
应用范围:其应用范围极其广泛,可以测定内分泌激素、蛋白质、多肽、核酸、神经递质、受体、细胞因子、细胞表面抗原、肿瘤标志物、血药浓度等各种生物活性物质。根据诊断类别,又可分为传染性疾病、内分泌、肿瘤、药物检测、免疫学、血型鉴定等。

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荧光物质回目录

(一)荧光色素
  许多物质都可产生荧光现象,但并非都可用作荧光色素。只有那些能产生明显的荧光并能作为染料使用的有机化合物才能称为免疫荧光色素或荧光染料。常用的荧光色素有:
  1.异硫氰酸荧光素(fluoresceinisothiocyanate,FITC)为黄色或橙黄色结晶粉末,易溶于水或酒精等溶剂。分子量为389.4,最大吸收光波长为490495nm,最大发射光波长520530nm,呈现明亮的黄绿色荧光,结构式如下:
  有两种同分异结构,其中异构体Ⅰ型在效率、稳定性、与蛋白质结合能力等方面都更好,在冷暗干燥处可保存多年,是应用最广泛的荧光素。其主要优点是:①人眼对黄绿色较为敏感,②通常切片标本中的绿色荧光少于红色。
  2.四乙基罗丹明(rhodamine,RIB200)为橘红色粉末,不溶于水,易溶于酒精和丙酮。性质稳定,可长期保存。结构式如下:
  最大吸收光波长为570nm,最大发射光波长为595~600nm,呈橘红色荧光。
  3.四甲基异硫氰酸罗丹明(tetramethylrhodamineisothiocyanate,TRITC)结构式如下:
  最大吸引光波长为550nm,最大发射光波长为620nm,呈橙红色荧光。与FITC的翠绿色荧光对比鲜明,可配合用于双重标记或对比染色。其异硫氰基可与蛋白质结合,但荧光效率较低。
(二)其他荧光物质
  1.酶作用后产生荧光的物质某些化合物本身无荧光效应,一旦经酶作用便形成具有强荧光的物质。例如4-甲基伞酮-β-D半乳糖苷受β-半乳糖苷酶的作用分解成4-甲基伞酮,后者可发出荧光,激发光波长为360nm,发射光波长为450nm。其他如碱性酸酶的底物4-甲基伞酮磷酸盐和辣根过氧化物酶的底物对羟基苯乙酸等。
  2.镧系螯合物某些3价稀土镧系元素如铕(Eu3 )、铽(Tb3 )、铈(Ce3 )等的螯合物经激发后也可发射特征性的荧光,其中以Eu3 应用最广。Eu3 螯合物的激发光波长范围宽,发射光波长范围窄,荧光衰变时间长,最适合用于分辨荧光免疫测定。

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常见荧光色素回目录

 
许多物质都可产生荧光现象,但并非都可用作荧光色素。只有那些能产生明显的荧光并能作为染料使用的有机化合物才能称为免疫荧光色素或荧光染料。常用的荧光色素有:
(一)荧光色素
1. 异硫氰酸荧光素(fluoresceinisothiocyanate,FITC)为黄色或橙黄色结晶粉末,易溶于水或酒精等溶剂。分子量为389.4,最大吸收光波长为490495nm,最大发射光波长520530nm,呈现明亮的黄绿色荧光,结构式如下:有两种同分异结构,其中异构体Ⅰ型在效率、稳定性、与蛋白质结合能力等方面都更好,在冷暗干燥处可保存多年,是应用最广泛的荧光素。其主要优点是:①人眼对黄绿色较为敏感,②通常切片标本中的绿色荧光少于红色。
2. 四乙基罗丹明(rhodamine,RIB200)为橘红色粉末,不溶于水,易溶于酒精和丙酮。性质稳定,可长期保存。结构式如下:最大吸收光波长为570nm,最大发射光波长为595~600nm,呈橘红色荧光。
3.四甲基异硫氰酸罗丹明(tetramethylrhodamineisothiocyanate,TRITC)结构式如下:最大吸引光波长为550nm,最大发射光波长为620nm,呈橙红色荧光。与FITC的翠绿色荧光对比鲜明,可配合用于双重标记或对比染色。其异硫氰基可与蛋白质结合,但荧光效率较低。

(二)其他荧光物质
1. 酶作用后产生荧光的物质某些化合物本身无荧光效应,一旦经酶作用便形成具有强荧光的物质。例如4-甲基伞酮-β-D半乳糖苷受β-半乳糖苷酶的作用分解成4-甲基伞酮,后者可发出荧光,激发光波长为360nm,发射光波长为450nm。其他如碱性酸酶的底物4-甲基伞酮磷酸盐和辣根过氧化物酶的底物对羟基苯乙酸等。
2.镧系螯合物某些3价稀土镧系元素如铕(Eu3+)、铽(Tb3+)、铈(Ce3+)等的螯合物经
激发后也可发射特征性的荧光,其中以Eu3+应用最广。Eu3+螯合物的激发光波长范围宽,发射光波长范围窄,荧光衰变时间长,最适合用于分辨荧光免疫测定。 所需要的仪器:荧光显微镜、显微荧光分光光度计、流式细胞仪和时间分辨荧光计等仪器 激光共聚焦显微镜

荧光素标记抗体的方法回目录

 (一)FITC标记抗体的方法
  1.Marsshall 氏法
 (1)材料:抗体球蛋白溶液、0.5mol/l pH9.0碳酸盐缓冲液、无菌生理盐水、异硫氰酸荧光素、1%硫柳汞水溶液、三角烧瓶(25~50ml)、冰及冰槽(或1000ml烧杯)、电磁搅拌器、灭菌吸管、透析袋、玻棒、棉线及烧杯(500ml)、pH7.2或8.0的0.01mol/L PBS等。
  (2)方法及步骤:
  ①抗体的准备:取适量已知球蛋白浓度之溶液,置入三角烧瓶中,加入生理盐水及碳酸盐缓冲液,使最后蛋白浓度为20mg/ml,缓冲液容量为总量的1/10,混匀,将三角烧瓶置冰槽中,电磁搅拌(速度适当以不起泡沫为宜)5~10min。
  ②荧光素的准备:根据欲标记的蛋白质总量,按每毫克蛋白加0.01mg 荧光素,用分析天平准确称所取所需的异硫氰酸荧光素粉末。
  ③结合(或称标记):边搅拌边将称取的荧光色素渐渐加入球蛋白溶液中,避免将荧光素粘于三角烧瓶壁或搅拌玻棒上(大约5~10min内加完),加毕后,继续搅拌12~18h。结合期间应保持蛋白溶液于4℃左右,故须及时添冰去水;亦可将结合装置安放在4℃冰箱或冰库中。
  ④透析:结合完毕后,将球蛋白的溶液离心(2500r/min)20min,除去其中少量之沉淀物,装入透析袋中后再置于烧杯中,用pH8.0缓冲盐水透析(0~4℃)过夜。
  ⑤过柱:取透析过夜的标记物,过葡聚糖凝胶G-25或G-50柱,分离游离荧光素,收集标记的荧光抗体进行鉴定)。
洗脱液:0.01mol/L磷酸盐缓冲液(pH7.2);过滤量:12ml标记全球蛋白液(过滤前未透析);收集量:20ml(稀释1.7倍)。
  分别以1mgFITC溶于2份1mol 0.5mol/L碳酸重碳酸盐缓冲液(分别为pH9.5和pH9.0),于2℃下搅拌将其各加入100mg家兔IgG生理盐水溶液中,搅匀后立即将每份分为两半。一半保留于2℃下,另一半置25℃下。间隔一定时间后各取出0.5ml通过sephadex G-25去游离FITC,由上计算出5mg家兔IgG结合的FITC量。
  2.Chadwick 氏法
  (1)材料:抗原球蛋白溶液、异硫氰酸荧光素、3%重碳酸钠水溶液、0.01mol/l Ph8.0磷酸盐缓冲盐水、1%硫柳汞、离心机及离心管、三角烧瓶(25ml)、冰槽、无菌吸管及毛细滴管、烧杯(500ml)、透析袋、棉线、玻棒等。
  (2)方法及步骤:
  ①抗体准备:用0~4℃pH8.0磷酸盐缓冲盐水将球蛋白溶液稀释至浓度为30~40mg/ml,置入三角烧瓶内,放于冰槽中。
  ②荧光色素准备:按每毫克蛋白加入荧光素0.01mg计算,称取所需之荧光素量,用3%重碳酸钠水溶液溶解。
  ③将准备之抗体与荧光色素溶液等量混合,充分搅匀,在0~4℃,冰箱中结合18~24h。
  ④透析和柱层析:方法同Marshall 氏法。
  3.改良法(1963年)  根据Marshall 氏法取高价的抗人球蛋白兔免疫血清,分离球蛋白,用盐水(0.15mol/l NaCl)及缓冲液(0.15mol/l NaHCO3 –Na2CO3 PH9.0) 稀释使每毫升内含蛋白10mg,缓冲液为总量的10%,降温至4℃,加入异硫氰酸盐荧光素,(蛋白:荧光素=50~80mg:1mg),在0~4℃下电磁搅拌12~14h。然后用半饱和和硫酸铵将标记球蛋白沉淀分离,除去未结合的荧光素,再用缓冲盐水透析,除去硫酸铵(用Nessler氏试剂测验至隔夜透析之盐水无氨离子及荧光色素为止)。将制备好的荧光抗体加叠氮钠0.01%,分装在1ml安瓿中,或冻干,保存于冰箱中(4℃)可以用半年以上,-20℃保存可达2年以上。
  【附一】0.01mol/L pH7.2 PBS 配法:NaCl 18g 、Na2HPO41.5g、KH2PO40.2g,溶于2000ml蒸馏水中,校定pH至7.2。
  【附二】0.5mol/L pH9.0碳酸盐缓冲液配法:取0.5mol/l Na2CO3(5.3%)10ml加入0.5mol/l NaHCO3(4.2%)90ml,混合后,校定pH至9.0。
  【附三】3%重碳酸钠水溶液配法:称1.5g无水重碳酸钠充分溶解于50ml灭菌蒸馏水中即成。
  4.透析标记法   此法适用于小量抗体的荧光素标记,标记简便,非特异性染色较少。
  (1)用0.025mol/L碳酸盐缓冲液pH9.0,将欲标记免疫球蛋白稀释成1%浓度,装入透析袋中。
  (2)用同一缓冲液将FITC配成0.1mg/ml的溶液,按1%球蛋白液体积的10倍,将FITC稀释液盛于圆柱形容器内,并使透析袋浸没于FITC液中。容器顶端盖紧,底部放搅拌棒,在4℃电磁搅拌下,透析标记24h。取出透析袋中标记液,即刻用sephadex G-50 凝胶过滤,去除游离荧光素,分装、贮存于4℃中。

  (二)四乙基罗达明标记抗体方法
  取1g RB200及PCL52g放在乳钵中研磨5min(在通风橱中)。然后加入10ml无水丙酮,放置5min,不断搅拌。过滤,用滤液进行标记抗体。剩余部分吸附在滤纸上,4℃干燥保存。
取抗体(20mg/ml)每毫升加入生理盐水和0.5mol/l pH9.0的碳酸盐缓冲液各1ml稀释。逐滴加入0.1ml RB200溶液,边加入边搅拌,在0~4℃中结合12~18h,再用生理盐水透析5~7h,经葡聚糖凝胶G-50柱层析,除去游离荧光素,分装,贮存于4℃备用。

  (三)四甲基异硫氰酸罗达明标记抗体方法
  (1)Igg 10ml (6mg/ml)在0.01mol/l pH9.5碳酸盐缓冲液中透析过夜。
  (2)将四甲基异硫近氰酸罗达明(每毫克IgG加入5~20μg)溶于二甲亚砜(1mg/ml),取此溶液300μl,一滴一滴加入蛋白质溶液中,同时电磁搅拌。
  (3)在室温中搅拌2h,避光。
  (4)把结合物移入直径3cm,高30cm大小的Bio –Gel P-6层析柱(用0.01mol/l pH8.0的PBS平衡过),流速为1.5ml/min。
(5)收集先流出的红色结合物,即为标记抗体,分装,4℃保存备用。

  (四)藻红蛋白标记抗体的方法
  1.巯基化藻红蛋白(phycoerthrin PE)的制备,600μl的15.5mg/ml盐酸巯醇亚胺(iminothiolane hydrochloride)加到1.2ml的3.6mg/ml的PE中,和1.2ml PB、pH6.8 混合,装入透析袋置入50mmol/l pH6.8 PB中透析,4℃过夜,再换用pH7.5PB透析6h。每个PE分子中可结合8个巯基。
2.PE-IgG制备  异双功能试剂SPDP[n - Succ - inimdyl 3-(2-pyridyldlthio) propinate ] 30μl (1.1mg/ml)的乙醇溶液,加入700μl的4.2mg/ml IgG PB溶液(50mmol/l pH7.5),在室温中反应2.5h。再加入巯基化Pe 400μl(1.7mg/ml)加到500μl反应混合液中,室温反应12h,加入100μl的50mmol/L碘乙酸钠封闭残余巯基,用PB透析过夜,4℃。加入0.01%Na3N3分装,4℃保存半年。

  (五)PE-标记蛋白A方法
  (1)取4.08mg PE溶于0.1mol/l pH7.4PB(含0.1mol/l NaCl)1ml中,溶解后,取出0.5ml,再加入10μlSPDP无水甲醇液(2.65mg/ml),SPDP/蛋白摩尔比为10,22℃反应5min,过Sephadex G-50(1×17cm),用100mmol/l pH7.4 PBS(含0.1mol/l NaCl)平衡和洗脱。
  (2)0.5ml蛋白(2mg/ml)100mmol/l PB(含有100mmol/l NaCl) pH7.4,加入2.6μl上述SPDP甲醇液,SPDP:蛋白=9.5,22℃,40min ,加入25μmol/L二硫苏糖醇(DTT)pH7.4缓冲液,22℃,25min,同上过Sephadex G-50,收集蛋白A峰。
  (3)取0.77mg/ml的PE和0.27mg/ml蛋白A等量混合,22℃反应6h,混合物4℃保存备用。
以上两种PE标记制品,可最后溶于0.01mol/l pH7.4PB(含有0.1mol/l DETA、1mol/L碘乙酰胺、1%BSA 和0.1%NaN3),0~5℃保存。

  (六)蓝色荧光素标记抗体方法
  Kbaffan等(1986)首先创立了蓝色荧光素标记和染色技术,可进行双标记或多标记。
  (1)取7-氨基-4-甲基香豆素(7-amino-4-methyl coumarin, AMC)260μg溶于二甲亚砜25μl中。
  (2)将上液加入10ml IgG的 巴比妥缓冲液(0.5mol/L,pH8.5,内含50~100mg IgG)中,室温反应2h,过Sephadex G-50除去游离荧光素。
  AMC呈黄色结晶固体,最大吸收波长354nm,最大荧光波长430nm。

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