酶联免疫吸附测定法开发及应用

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鉴定半抗原与载体是够成功偶联的方法有多种如 紫外分光光度法、红外 波谱法、核磁共振谱法、电泳法、飞行质谱法等。其中以紫外分光度发应用 最为广泛。紫外分光光度法根据半抗原、载体蛋白及偶联产物间特征吸收峰 的差异鉴别偶联是否成功。
如下图所示:半抗原(二率甲喹啉酸,Q)的最大特征吸收峰在210nm左右, 载体蛋白(BSA)在235nm和280nm各有一个特征吸收峰,偶联产物(Q-BSA) 特征吸收峰出现在245nm左右( Q 与BSA特征吸收峰之间)且在280nm附近出 现了蛋白质的特征吸收峰,故而可初步判定偶联成功。
单克隆抗体(Monoclonal antibody):抗原通常是由多个抗原决定簇组成的, 由一种抗原决定簇刺激机体,由一个B淋巴细胞接受该抗原所产生的抗体.
杂交瘤细胞(Hybridoma):是在制备单克隆抗体过程中,用骨髓瘤细胞和B 细胞融合而成的细胞,同时保持B细胞抗体分泌功能和骨髓瘤细胞可在体外无 限增殖两种特征。
Bt抗原免疫小鼠
取出小鼠脾细胞
二氧化硅吸附
纯化的抗体
辛酸-硫 酸胺沉淀
杂交瘤细胞注入小鼠腹腔生长,
腹水含有大量单抗
测定阳性孔、分离 产生Bt抗体的细胞
在培养瓶中 培养杂交瘤细胞
融合
骨髓瘤细胞
HAT培养基中选择培养 只有杂交瘤细胞能生长
第四节 ELISA方法的建立
4.1 ELISA的原理
ELISA的基础是抗原或抗体的固相化及抗原或抗体的酶标记。 结合在固相载体表面的抗原或抗体仍保持其免疫学活性,酶标 记的抗原或抗体既保留其免疫学活性,又保留酶的活性。在测 定时,受检标本(测定其中的抗体或抗原)与固相载体表面的 抗原或抗体起反应。用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗 体复合物与液体中的其他物质分开。再加入酶标记的抗原或抗 体,也通过反应而结合在固相载体上。此时固相上的酶量与标 本中受检物质的量呈一定的比例。加入酶反应的底物后,底物 被酶催化成为有色产物,产物的量与标本中受检物质的量直接 相关,故可根据呈色的深浅进行定性或定量分析。由于酶的催 化效率很高,间接地放大了免疫反应的结果,使测定方法达到 很高的敏感度。
2.6 半抗原修饰---半抗原与载体蛋白质的连接
碳化二亚胺法: 利用半抗原的氨基(或羧基)与载体的羧基(或氨基)联接
蛋白-COO-+R-NH-CN-R’
+ HNR
蛋白-COO-C-NH-R’
蛋白-CO-NH- Hapten +
R-NH-CO-NH-R’
+ Hapten -NH2
2.6 半抗原修饰---半抗原与载体蛋白质的连接
测抗体时:标本中的抗体和一定量的酶标抗体竞争与固相抗原结合。标 本中抗体含量愈多,结合在固相上的酶标抗体愈少,最后的显色也愈浅。测 抗原与测抗体模式类似,小分子激素、药物等ELISA测定多用此法。
化学法偶联:一般选取蛋白质(载体蛋白)、多肽聚合等载体。半抗原 结构中含有羧基或者氨基的可直接与载体蛋白偶联,若不含有,则需要对 半抗原进行结构改造,引入羧基或氨基后,再与载体蛋白等偶联。此法应 用最为广泛。
2.6 半抗原修饰---活性基团引入
① 含有羟基:琥珀酸酐法
CH2
Hapten CH2OH +
4.2 ELISA的种类及其操作方法
A: 双抗体夹心法 B: 间接法 C: 直接法 D:捕获法测抗体 E:亲和素-生物素法
A: 双抗体夹心法
双抗体夹心法适用于测定二价或二价以上的大分子抗原(如蛋白质 等),但不适用于测定半抗原及小分子单价抗原,因其不能形成两位点 夹心。即可测抗原,亦可测抗体。
双抗体夹心法侧抗原---反应示意图
OH
+HOOC-C6H10-N=N+
HAPTEN
④ 含有酚基:氯乙酸钠法
HOOC-C6H10-NH2+NaNO2
OH
+ Cl-CH2COONa
HOOC-C6H10-N=N+
HAPTEN
2.6 半抗原修饰-载体种类与性质
蛋白质载体:免疫性强,易联接
常用载体蛋白有牛血清白蛋白(BSA)、卵清蛋白(OA)、钥孔血蓝蛋白 (KLH)、人血清白蛋白(HSA)及人工合成的多聚赖氨酸(PLL)等。这些蛋白质 分子中的α和ε-氨基(等电点8和10)、苯酚基、巯基(等电点为9)、咪唑基 (等电点为7)、羧基(等电点2~4,大部分来自天冬氨酸或谷氨酸的β-和γ羧基)等在等电点pH条件下,一部分成为质子,另一部分未质子化的亲核基 团则具有反应活性,可与半抗原中的对应基团结合。
1
概述
2
抗原合成
3
抗体制备
4
ELISA检测方法建立
第一节 概 述
1.1 .简介
1971年瑞典学者Engvail和Perlmann,荷兰学者Van Weerman和Schuurs分别报 道将免疫技术发展为检测体液中微量物质的固相免疫测定方法,即酶联免疫 吸附测定法 (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA) 。它是继免疫荧光 和放射免疫技术之后发展起来的一种免疫酶技术。此项技术自70年代初问世 以来,发展十分迅速,目前已被广泛用于生物学和医学科学的许多领域。
颗粒载体,如聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、活性炭等;
其它大分子载体:淀粉核/、硫酸葡聚糖
2.6 半抗原修饰---半抗原与载体蛋白质的连接
戊二醛法: 利用半抗原的氨基与载体的氨基联接。
Hapten-NH3 +H3N-蛋白+OHC-CH2-CH2-CH2-CHO
Hapten-N=C-CH2-CH2-CH2-C=N-蛋白
灵敏度高: 通常生化分析的最小检出值可达到10-3-10-6g水平,而免疫分析最小检
出值可达到10-9-10-12g水平, 近年来检测方法的灵敏度向着10-15g发展, 比一般生化分析提高1000-1000,000倍。 特异性:
由于抗原抗体反应的高度特异性,免疫分析具有很强的特异性。一种物 质(如激素)的免疫分析能辨别区分结构非常相似的物质。 操作简便:
(二氯甲喹啉酸)
第三节 抗体的制备
3.1 基本概念
抗体:由抗原刺激机体而产生的特异性球蛋白,如免疫球蛋白或抗血清等。
抗体效价(Titer):又称抗体滴度,是在一定条件下,抗体经系列稀释后与 定量的抗原反应,以能检测出抗体存在的最大稀释倍数。
多克隆抗体( Polyclonal antibody ):由一种抗原决定簇刺激机体,由一个B 淋巴细胞接受该抗原所产生的抗体称之为单克隆抗体。
2.2. 抗原特性:
(1) 免疫原性:能够诱导机体产生抗体或形成免疫回答反应的特性。
(2) 反应原性:能够与其诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞发生反应的特性。
(3) 特 异 性:由特异的抗原决定族决定,一种抗原只能诱发一种特异的免疫 应答,产生特异的抗体或致敏淋巴细胞,且只能与与其诱导产生的 抗体或致敏淋巴细胞发生反应。
抗体滴度曲线:选定一定量的标记抗原于不同稀释度的抗体,在4℃下作用一 定时间后,用分离剂分离抗原抗体复合物,并计算结合的百分率,以其为纵坐 标,以相应的抗体稀释度作横坐标,所得曲线为抗体滴度曲线,选取50% 结合 率时抗体稀释倍数作为工作液。
3.2抗体种类与结构
抗体分为5大类:IgA、IgG、IgM、IgE、IgD 抗体结构:
牛血清白蛋白(BSA)和鸡卵清清白蛋白(OVA)分子中含有大量的赖 氨酸,故有许多自由氨基存在,且在不同pH和离子强度下能保持较大的溶解 度。此外,这些蛋白质在用有机溶剂(如吡啶、二甲基甲酰胺)溶解时,其 活性基团仍呈可溶状态,因此,这两种蛋白质是最常用的载体蛋白质。
近年来,有研究报道用人工合成的多聚肽(如PLL)作载体,能增加半抗原 的免疫原性,从而使产生特异性抗体的可能性增加,被广泛应用。
CH2
CO O
CO
Hapten CH2 OOC CH2 CH2 COOH
② 含有酮基:O-(羧甲基)羟胺法
Hapten-C=O +H2N-O-CH2-COOH Hapten -C=N-O-CH2-COOH
2.6 半抗原修饰---活性基团引入
③ 含有酚基:重氮化的对氨基苯甲酸法
HOOC-C6H10-NH2+NaNO2HOOC-C6H10-N=N+
间接法测抗原---反应示意图
C: 竞争法
当抗原材料中的干扰物质不易除去,或不易得到足够的纯化抗原时,可 用此法检测特异性抗体。其原理为标本中的抗体和一定量的酶标抗体竞争与 固相抗原结合。标本中抗体量越多,结合在固相上的酶标抗体愈少,因此阳 性反应呈色浅于阴性反应。此法可用于抗原和半抗原的定量测定,也可用于 测定抗体 。
2.3. 构成抗原的基本条件
1) 异物性:即不是机体正常组织成分。 2) 化学性:分子量大,分子有一定的特殊化学结构。 3) 完整性:完整地进入免疫活性细胞所在的场所。
2.4 抗原的基本类型
1)天然(半)抗原:天然的生物、细胞及天然产物-颗粒抗原和可溶性抗原 2)人工抗原:人工化学改造后的抗原 3)合成抗原:经过化学合成的具有抗原性质的分子,主要是氨基酸的聚合
胞内:细胞破碎、释放抗原,然后进行分离、提取和纯化。
2.5 蛋白质抗原分离与纯化-细胞的破碎
SDS-PAGE
机械破碎
鉴定
细胞破碎
研磨 超声
干燥
非机械破碎
硫酸铵盐析法
纯化与浓缩
胞溶作用
聚乙二醇沉淀法
粗纯
冷冻干燥 真空干燥 酶溶法 化学渗透
有机溶剂沉淀法
精制
离子交换色谱
凝胶色谱
亲和色谱
吸附色谱
2.6 半抗原修饰
B: 间接法
间接法是检测抗体最常用的方法,其原理为利用酶标记的抗抗体以检 测已与固相结合的受检抗体,故称为间接法。间接法的优点是只要变换包 被抗原就可利用同一酶标抗抗体建立检测相应抗体的方法。间接法成功的 关键在于抗原的纯度。虽然有时用粗提抗原包被也能取得实际有效的结果, 但应尽可能予以纯化,以提高试验的特异性。
第一节 概 述
1.2.基本原理
免疫分析是建立在标记抗原(*Ag)和非标记抗原(Ag)与限量的特异抗体(Ab) 的竞争结合反应,这种竞争作用构成了免疫分析的理论基础 。
在这种测定方法中有3种必要的试剂: ①固相的抗原或抗体(免疫吸附剂) ②酶标记的抗原或抗体(标记物) ③酶作用的底物(显色剂)
1.3. 免疫分析特点:
半抗原是小分子,分子量一般小于1000,只有反应原性而无免疫原性, 不能直接刺激机体产生免疫应答。因此,需要在保留半抗原抗原决定簇的 基础上,将其改造成大分子,才能获得完全抗原。
半抗原改造一般是将其与大分子物质连接。根据连接的性质主要可分 为以下两种:
物理法连接:颗粒和其它大分子载体,如金标颗粒等
IgG、IgD、IgE:单体 IgA:二聚体、三聚体、四聚体 IgM:五聚体
IgG
wk.baidu.com
IgE
IgA:二聚体
IgM:五聚体
3.3 抗体制备流程图-----多克隆抗体
免疫原+佐剂(福氏完全佐剂或福氏不完全佐剂)
免疫动物 血清收取 Elisa效价测定
效价不达标
效价达标
血清收集与纯化
3.3 抗体制备流程图-----单克隆抗体

2.5 抗原的制备-天然抗原
颗粒抗原:包括人、动植物、微生物和寄生虫的细胞或细胞的组成结构
物 (壁、膜、鞭毛)。
制备过程:
收集含有目标抗原细胞的 组织,或通过细胞培养等
方法扩增细胞的数量
离心或过滤收集细胞或 者细胞的组成结构物
可溶性抗原:蛋白质、多糖、细菌毒素等,可存在细胞内,或胞外。
胞外:收集胞外分泌液或细胞培养液,然后进行分离、提取和纯化。
氯甲酸异丁酯法(肽键): 利用半抗原的氨基(或羧基)与载体的羧基(或氨基)联接。
Hapten-COOH+Cl-COO-CH2CH(CH3)2
Hapten-COO-COO-CH2CH(CH3)2
蛋白-CO-NH- Hapten +
HO-CH2 CH2CH(CH3)2
+ 蛋白-NH2
2.6 半抗原修饰---连接效果鉴定
主要是免除了烦琐的样品前处理,适用于大量样品筛选、分析。 仪器简单 应用广泛
1.4. ELISA 技术流程图:
抗原合成与鉴定
半抗原修饰 半抗原与载体偶联
人工抗原鉴定
抗体制备
动物免疫 多克隆抗体制备 单克隆抗体制备
ELISA方法建立
基本原理 分类
操作流程
第二节 抗原合成
2.1. 基本概念:
(1)抗原:能够刺激机体产生免疫反应的,一切具有抗原性的物质。 (2)抗原决定簇:指位于抗原分子表面或其它部位的具有一定组成和结构的 特殊化学基团,它能与免疫系统中的淋巴细胞上的受体及相应的抗体分子结 合。 多数天然抗原具有多个抗原决定族,不同的抗原其抗原决定族不同,也 有共同抗原决定族的现象-交叉反应的原因。
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