常用免疫学检验技术的基本原理

常用免疫学检验技术的基本原理

免疫学检测即是根据抗原、抗体反应的原理，利用已知的抗原检测未知的抗体或利用已知的抗体检测未知的抗原。由于外源性和内源性抗原均可通过不同的抗原递呈途径诱导生物机体的免疫应答，在生物体内产生特异性和非特异性T 细胞的克隆扩增，并分泌特异性的免疫球蛋白（抗体）。由于抗体－抗原的结合具有特异性和专一性的特点，这种检测可以定性、定位和定量地检测某一特异的蛋白（抗原或抗体）。免疫学检测技术的用途非常广泛，它们可用于各种疾病的诊断、疗效评价及发病机制的研究。

最初的免疫检测方法是将抗原或抗体的一方或双方在某种介质中进行扩散，通过观察抗原－抗体相遇时产生的沉淀反应，检测抗原或抗体，最终达到诊断的目的。这种扩散可以是蛋白的自然扩散，例如环状沉淀试验、单向免疫扩散试验、双向免疫扩散实验。单向免疫扩散试验就是在凝胶中混入抗体，制成含有抗体的凝胶板，而将抗原加入凝胶板预先打好的小孔内，让抗原从小孔向四周的凝胶自然扩散，当一定浓度的抗原和凝胶中的抗体相遇时便能形成免疫复合物，出现以小孔为中心的圆形沉淀圈，沉淀圈的直径与加入的抗原浓度成正比。

利用蛋白在不同酸碱度下带不同电荷的特性，可以利用人为的电场将抗原、抗体扩散，例如免疫电泳试验和双向免疫电泳。免疫电泳首先将抗原加入凝胶中电泳，将抗原各成分依次分散开。然后沿电泳方向平行挖一直线形槽，于槽内加入含有针对各种抗原的混合抗体，让各抗原成分与相应抗体进行自然扩散，形成沉淀线。然后利用标准的抗原－抗体沉淀线进行抗原蛋白（或抗体）的鉴别。上述的方法都是利用肉眼观察抗原－抗体反应产生的沉淀，因此灵敏度有很大的局限。比浊法引入沉淀检测产生的免疫比浊法就是利用浊度计测量液体中抗原－抗体反应产生的浊度，根据标准曲线来计算抗原（或抗体）的含量。该方法不但大大提高了检测的灵敏度，且可对抗原、抗体进行定量的检测。

免疫印迹法则首先通过电泳分离标准的已知抗原，然后将电泳分离的蛋白质转移到硝酸纤维膜上，浸于待测血清中。如果血清中含有与一种或几种抗原相对应的抗体的话，则在该抗原印迹部位形成免疫复合物沉淀。在洗去未结合的抗原和抗体后，在膜上加标记的抗人免疫球蛋白的抗体，此抗体可以和病毒抗原与人抗体形成的免疫复合物发生反应，最后加入显色底物（可以是普通显色剂，化学发光剂或放射性同位素等）进行显色。由于利用了第二种抗体进行了信号放大，并且可以利用高灵敏的显色方式，灵敏度也得到了很大的提高。目前该方法已经利用凝集反应检测抗原－抗体反应也是较传统的手段之一。利用带有抗原的乳胶颗粒等不溶性的颗粒抗原与相应抗体结合形成凝集团块，通过凝集现象，就可以达到检测的目的。无论是直接凝集法还是间接凝集法都可对抗原或抗体进行检测。还可以利用二抗对信号进行放大，从而提高检测的灵敏度。

利用补体介导的反应（例如溶血反应），检测抗原－抗体反应也是过去常用的方法。抗体与细胞表面抗原相遇，形成红细胞-抗体复合物即可使加入反应中的补体活化，导致细胞的溶解，此方法可用于红细胞的各种抗原或相应抗体的检测，此外利用补体反应的竞争效应，也可对抗原－抗体反应进行定量的检测利用带有标记（荧光素、同位素、胶体金或酶）的抗体（抗原）检测抗原－抗体反应是目前应用最广泛、最灵敏的方法，使用放射性同位素标记法可使检测的灵敏度达到pg级。由于带标记的抗体能准确而可靠地反映出抗原的位置和数量，且利用二抗可对信号进行放大，因此该方法可用于抗原定性、定量或定位检测。以下是几种常用的免疫学技术：

1．免疫荧光技术

免疫荧光技术是利用荧光素标记的抗体（或抗原）检测组织、细胞或血清中的相应抗原（或抗体）的方法。由于荧光抗体具有安全、灵敏的特点，因此已广泛应用在免疫荧光检测和流式细胞计数领域。根据荧光素标记的方式不同，可分为直标荧光抗体和间标荧光抗体。间标荧光抗体中一抗并不直接连接荧光素，而是先将一抗结合到蛋白，然后带有荧光素的二抗再结合至一抗。通过二抗的结合，能将信号进行放大，因此能在一定程度上提高检测的灵敏度，但是随之带来的高背景也降低了检测的特异性。近年来，随着荧光素和荧光检测技术的不断进步，

荧光检测的灵敏度已经接近同位素检测的水平，直接标记的荧光抗体逐渐取代间接标记抗体。这些标记了荧光素的抗体直接结合至抗原，大大提高了检测的特异性，使检测的结果更加准确可靠。荧光检测技术的发展，使得免疫荧光技术在传染病诊断上有广泛的用途，如在细菌、病毒、螺旋体感染的疾病，检查IgM抗体，做为近期接触抗原的标志。利用单克隆荧光直接标记抗体鉴定淋巴细胞的亚类。通过流式细胞仪，针对细胞表面不同抗原，可以同时使用多种不同的荧光抗体，对同一细胞进行多标记染色。

2．放射免疫检测

放射免疫检测技术是目前灵敏度最高的检测技术，利用放射性同素标记抗原（或抗体），与相应抗体（或抗原）结合后，通过测定抗原抗体结合物的放射性检测结果。放射性同位素具有pg级的灵敏度，且利用反复曝光的方法可对痕量物质进行定量检测。但放射性同位素对人体的损伤也限制了该方法的使用。

3．酶联免疫吸附试验（ELISA）

酶联免疫检测是目前应用最广泛的免疫检测方法。该方法是将二抗标记上酶，抗原抗体反应的特异性与酶催化底物的作用结合起来，根据酶作用底物后的显色颜色变化来判断试验结果，其敏感度可达ng水平。常见用于标记的酶有辣根过氧化物酶(HRP)、碱性磷酸酶（ALP）等。由于酶联免疫法无需特殊的仪器，检测简单，因此被广泛应用于疾病检测。常用的方法有间接法、夹心法以及BAS－ELISA。间接法是先将待测的蛋白抱被在孔板内，然后依次加入一抗、标记了酶的二抗和底物显色，通过仪器（例如酶标仪）定量检测抗原。这种方法操作简单但由于高背景而特异性较差。目前已逐渐被夹心法取代。夹心法利用二种一抗对目标抗原进行捕获和固定，在确保灵敏度的同时大大提高了反应的特异性。近年来，抗原的定量检测技术也不断推陈出新。近年来，在夹心法ELISA的基础上，开发了多抗原检测试剂盒，能同时检测微量液相样本中多个抗原含量。这项技术的应用大大缩短了诊断的时间，提高诊断的可靠性和及时性。

4．免疫金胶体技术

胶体金技术经过30多年的发展到现在已日趋成熟，该方法是将二抗标记上胶体金颗粒，利用抗原抗体间的特异性反应，最终将胶体金标记的二抗吸附于渗滤膜上，此方法简单，快速，广泛应用于临床筛查。