第13章 免疫学技术与方法

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是一种将高分辨率凝胶电泳和免疫化学分析技术相 结合的杂交技术。
经过PAGE分离的蛋白质样品,转移到固相载体(如NC膜) 上,固相载体以非共价键形式吸附蛋白质,且能保持电泳分
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絮状沉淀
液相沉淀反应
环状沉淀 免疫浊度沉淀
单向琼脂扩散试验
凝胶扩散沉淀
双向琼脂扩散试验 血清免疫电泳
凝胶免疫电泳
火箭电泳 对流免疫电泳
免疫印迹等
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(一)液相沉淀反应 1、絮状沉淀试验
操作步骤:
(1) 将可溶性抗原作一系列倍比稀释。 (2) 各管加入一定浓度的适量抗血清。 (3) 振摇使抗原、抗体充分混匀,置37℃孵育。 (4) 产生沉淀量随抗原量而不同,以出现沉淀物最多的管 为最适比例管。 絮状沉淀试验方法简单,设备要求低,敏感度较低,目前 多用以测定抗原抗体反应的最适比。
分子基础:Ag-AD
HVR-Ab 空间结构高度互补
VH和VL各具三个HVR与AD互补
免疫学检测中常用已知Ag 检测未知Ab ,反之亦然。 意义 相对性:当抗原之间有相同或相似结构的AD时 (共同抗原) 交叉反应(cross reaction)
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(二)比例性 (proportionality)
指抗原抗体的量比关系,即只有当抗原抗
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抗原 抗体
高度互补(epitope-HVR)
紧密接触
异性相吸
结合力
带电离子 分子极化
静电引力 范德华引力
作用最小
形成氢键 最具特异性 氢键引力
形成疏水基团 作用最大 疏水作用力
抗 原 抗 体 结 合
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比例合适
可见反应
1.静电引力
指带电离子基团(如:—NH3+和 —COO-) 之间的引力,距离越近引力越大。
后,沿电泳方向挖一平行的小槽,加入抗血清,
进行双向扩散。沉淀线的特点显示病人血清与正
常人血清存在的差异,即血清蛋白组分的缺少或
增加。
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(2)火箭免疫电泳
火箭免疫电泳技术又称作单向电泳扩散免疫沉 淀试验,它是由单向扩散发展起来的一项定 量技术,实质上是加速度的单向扩散。
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(3)免疫印迹 western blot
分子量在20万以下,因此可以在琼脂凝胶中自由扩
散,所受阻力甚小。
二者在琼脂凝胶中相遇,在最适比例处发生沉淀,
此沉淀物因颗粒较大而不扩散,故形成沉淀带。
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单向免疫扩散试验示意图
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(2)双向免疫扩散试验
双向免疫扩散试验是在琼脂板上按一定距离打数
个小孔,在相邻的两孔内分别放入抗原和抗体材 料。当抗原和抗体向四周凝胶中扩散,在两孔间 可出现沉淀线,本法常用于抗原或抗体的定性或 定量检测,或用于两种抗原材料的抗原相关性分
可见反应阶段 数分~数小时 肉眼可见
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三、影响抗原抗体反应的因素
(一)电解质
作用:中和胶体表面电荷,破坏水化层, 使Ag-Ab聚集。 常用:0.85% 生理盐水,PBS、Ca2+、 Mg2+等。 盐析(salting)即电解质浓度过高引起的非 特异性蛋白质沉淀。
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(二)酸碱度
• Ag、Ab多为蛋白质,具两性电离特性,有其故 有的pI , pH过高或过低均可影响Ag、Ab反应。 • 一般:pH6~8为宜。 • 注意:自凝现象——即pH达到或接近颗粒性抗
+++
抗原抗体反应的基本类 型 实验技术 检测方法 敏感度 液相沉淀试验 观察沉淀、检测浊度 +,++++ 琼脂凝胶扩散 观察扫描沉淀线或环 + 凝胶电泳技术 或峰或弧 ++ 直接凝集试验 用裸眼、放大镜或显 + 间接凝集试验 微镜观察红细胞或胶 ++ 凝集抑制试验 乳等颗粒和各种凝集

协同凝集试验 现象 +++ 补体参与反应 补体溶血试验 以裸眼或光电比色仪 抗球蛋白试验 补体结合试验 观察测定溶血现象 中和反应 病毒中和试验 病毒感染性丧失 +++ 毒素中和试验 外毒素毒性丢失 免疫标记技术 荧光免疫技术 检测荧光现象 放射免疫技术 检测放射性 酶标免疫技术 检测酶底物显色 发光免疫技术 测定发光强度 生物素-亲合素技术 结合其它标记技术 金标免疫技术 检测金颗粒沉淀
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2.范德华力
分子间(或原子间)相互接近,分子极化产生 引力,其作用取决于分子空间构型,如:凹槽与凸 起互补,抗原与抗体,酶与底物。能量小于静电引 力。
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(3)氢键结合力
指供氢体氢原子与受氢体原子之间的引力—“氢
键桥梁” ,能量大于范德华引力。
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4.疏水作用力
指疏水基团间排斥水分子,相互聚集的力。作
K值越大,亲和力越高,与抗原的结合越牢固
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亲合力(avidity)
指整个抗体分子与抗原之间结合的强度
“all points-------all points”
与抗体的结合价直接相关。亲合力高,与抗原结合牢固不 易解离。
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二、抗原抗体反应的特点
(一)特异性(specificity)
概念:一种抗原只能与其相应的抗体结合起反应
一般可溶性Ag稀释 Ag ,颗粒性Ag,稀 Ab 释 。
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(三)可逆性(reversibility)
1. Ag + Ab
一定条件 解离
(动态平衡) Ag —Ab
动态平衡公式:
[Ag] + [Ab]
K1 K2
[Ag-Ab]
K1:结合常数;K2:解离常数
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(四)阶段性
两个阶段
特异性结合 数秒~数分钟, 肉眼不可见
原的pI时,引起的抗原非特异性自身凝集现象。
酸凝——pH过低时造成的蛋白质自凝现象。
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(三)温度—影响反应速度
一般:15~40 ℃为宜,最适温度:37℃,
过高(>56℃ ): Ag-Ab解离,Ag、Ab变性,
补体失活。 冷凝集试验:
由肺炎支原体感染引起的原发性非典型性肺炎患者的血清中常 含有较高的寒冷红细胞凝集素,简称冷凝集素,它能与患者自
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二者比例合适:
网格学说(图)
网格学说
抗体的两个Fab段分别 结合两个Ag分子,相互 交叉结合连接成巨大的 网格状立体聚合物, (可见)。
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Ab/Ag过剩 过剩方的结合价得不到饱和,大多数游离存在,只 形成小分子复合物(不可见)。
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确定
Ag/Ab
的浓度非常重要,即在实验
中需对Ag/Ab进行适当的 稀释 ,调整二 者的比例,产生可见反应。 低 一般原则:固定 含量( Ag/Ab )的浓 度,稀释 高 含量的 (Ab / Ag)。
身红细胞或“O”型人红细胞于4℃条件下发生凝集,在37℃时
32以上,一次检查凝集价>1:64或动态检查升高4倍以上时,
又呈可逆性完全散开。发病后第二周血清中冷凝集素效价达1:
有诊断意义。
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免疫学检测技术的评价标准
• Specificity(特异):检测信号针对性和排 他性 • Sensitivity(灵敏):可测出的最低含量 • Simplicity(简便):操作是否方便 • Safety(安全):是否有污染,对操作者的 伤害 • Saving(节约):性能/价格比
即根据凝集现象的出现与否判定结果阳性或阴性
(2)定量检测 即将标本作一系列倍比稀释后进行反应,以出现 50%凝集的最高稀释度作为滴度。
凝集反应方法简便,敏感性高,临床应用广泛。
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3、凝集反应的分类
玻片凝集反应
试管凝集反应
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(一)直接凝集试验(Direct agglutination)
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1、玻片凝集试验
体的浓度比例适当时,才出现可见反应。
1929年Heidelberger以固定Ab量逐渐增加Ag量 的试验发现带现象。 1977年Green把此现象称为钩状效应(hook
effect),包括前后带现象。指免疫检测中由于
抗原、抗体浓度比例不合适而致检测结果呈假阴
性的现象。
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抗原抗体反应比例性示意图
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2、环状沉淀试验
操作步骤:
(1) 用毛细滴管吸取抗血清加于沉淀管(5×50mm)底部, 避免产生气泡。 (2) 将抗原溶液沿管壁缓缓叠加于抗血清液面上,形成清晰 的交界面。 (3) 置沉淀管于室温下使其反应,1~5min内在两界面间呈现 乳白色沉淀环为阳性。30min仍无沉淀环出现则为阴性。 应用:主要用于抗原的定性试验。用已知抗体来检测未知抗原。 (诊断炭疽的Ascoli实验、细菌分型、血迹鉴定)。
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3、 凝胶扩散沉淀
凝胶扩散沉淀是指抗原与抗体在凝胶介质中自由扩
散形成浓度梯度,抗原与抗体在比例合适的扩散部
位相遇形成沉淀线的反应。
常用的凝胶有琼脂、琼脂糖、葡聚糖或聚丙稀酰胺
凝胶等。 最常用的方法为: ①单向琼脂扩散试验 ②双向琼脂扩散试验
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(1)单向琼脂扩散试验
原理:1%~2%的琼脂凝胶形成网状构架,空隙中 是98%-99%的电解质溶液。 凝胶网孔较大,允许分子量在20万以下甚至更大些 的大分子物质通过,绝大多数可溶性抗原和抗体的
用力最强,占总结合力的50%。
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结合力的大小
表示
亲和力 (affinity)
亲合力 (avidity)
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亲和力(affinity):
一个抗体结合点与一个抗原表位间的结合强度。
“(single point- single point )” 亲和力用平衡常数表示:K=K1/K2 即:结合常数/解离常数
++ +++ + ++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ 30 ++++
第二节
常见免疫检测方法
一、凝集反应(Agglutination)
颗粒性抗原(如细菌、细胞)与相应抗体,在适 当电解质存在的条件下,经过一定时间后出现肉 眼可见凝集块称为凝集反应。
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2、凝集反应的用途
(1)定性检测
1、带现象:在抗原抗体反应等价带前后,由于抗体或 抗原过量,上清液中可测出游离的抗体或抗原,形成 的沉淀物少,不出现可见反应,这种现象称为带现象 2、等价带:抗原抗体反应曲线的高峰部分是抗原抗 体分子比例合适的范围,称为抗原抗体反应的等价 带。在此范围内,抗原抗体充分结合,沉淀物形成快 而多。
3、前带现象:抗原抗体反应当抗体量过剩时,不出现 可见反应。 4、后带现象:抗原抗体反应当抗原量过剩时,不出现 可见反应。
第十三章 免疫学技术与方法
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免疫学技术
免疫学技术是指利用抗原抗体反应的特异 性原理,建立各种检测与分析技术以及建 立这些技术的制备方法。
分为: 免疫检测技术(血清学技术) 细胞免疫技术 免疫制备技术
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血清学技术的类型
(பைடு நூலகம்疫检测技术) 凝集反应
沉淀反应 补体结合反应
免疫标记技术
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细胞免疫技术
• 指与细胞免疫有关的各种检测技术,包括对免 疫细胞、细胞因子的检测及功能分析。
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第一节 抗原抗体反应原理及特点
杀菌、溶菌、调理、中和毒素 体内
免疫病理损伤—超敏反应、免疫性疾病等
体外:凝集、沉淀、溶细胞、中和毒素、补体结合等 又称:serological reaction血清学实验
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一、抗原抗体反应的原理
基本原理:
特异性(epitope----HVR)
结合力(4种)
可见性(凝集、沉淀、溶血等)
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2、试管凝集试验
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(二)间接凝集试验 indirect agglutination
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已知抗原检测抗体 已知抗体检测抗原
正向 反向
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1、正向间接凝集反应
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2、反向间接凝集反应
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3、间接凝集抑制反应
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4、协同凝集反应(coaggoltination)
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二、免疫沉淀反应
可溶性抗原(血清蛋白、病毒抗原、细胞裂解液 或组织液等)与相应抗体结合,在一定条件下形 成肉眼可见的沉淀物称沉淀反应。
E玫瑰花环试验
淋巴细胞分离与检测
淋巴细胞功能测定
T细胞亚群检测技术
淋巴细胞转化试验 细胞毒性T细胞试验 巨噬细胞移动抑制试验 白细胞介素测定 干扰素测定
细胞因子测定
体内细胞免疫试验
皮肤试验
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免疫制备技术
• 指制备与免疫检测有关的各种试剂,包括 抗原制备、抗体制备及抗体标记等技术。
抗原制备
抗体制备
抗体和细胞因子纯化 淋巴细胞制备 抗体标记与致敏
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免疫检验技术发展进程的主要阶段
自然的肉眼观察的抗原抗体反应(沉淀反应、凝集反应) 加速的肉眼观察的抗原抗体反应(电泳技术、分离技术) 标记性免疫技术提高抗原抗体反应的特异性、敏感性
半自动、自动化检验仪器与免疫反应原理结合,加快了反应 过程
标记技术、单克隆技术、高智能自动化技术的最佳组合
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反应类型 沉淀反应 凝集反应
析。
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3、免疫电泳技术
免疫电泳技术是电泳分析与沉淀反应的结合产物。 两大优点:一是加快了沉淀反应的速度 二是将某些蛋白组分利用其带电荷的不同
而将其分开,再分别与抗体反应,以此作更细微的
分析。
免疫电泳包括:血清免疫电泳、对流免疫电泳、火箭
电泳、免疫印迹等
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(1)血清免疫电泳
将抗原混合物(病人血清)在凝胶中用电泳分离
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