免疫荧光技术

免疫荧光技术

免疫荧光技术（immunofluorescence technique ）又称荧光抗体技术。始创于40年代初，1942年coons等多次报道用异氰酸荧光素标记抗体。它是在免疫学、生物化学和显微镜技术的基础上建立起来的一项技术。免疫荧光技术包括荧光抗体技术和荧光抗原技术，因为荧光色素不但能与抗体球蛋白结合，用于检测或定位各种抗原，也可以与其他蛋白质结合，用于检测或定位抗体，但是在实际工作中荧光抗原技术很少应用，所以人们习惯称为荧光抗体技术，或称为免疫荧光技术。

该技术的主要特点是：特异性强、敏感性高、速度快。主要缺点是：非特异性染色问题尚未完全解决，结果判定的客观性不足，技术程序也还比较复杂。一、实验的基本原理

免疫学的基本反应是抗原-抗体反应。由于抗原抗体反应具有高度的特异性，所以当抗原抗体发生反应时，只要知道其中的一个因素，就可以查出另一个因素。免疫荧光技术就是将不影响抗原抗体活性的荧光色素标记在抗体（或抗原）上，与其相应的抗原（或抗体）结合后，在荧光显微镜下呈现一种特异性荧光反应。

二、实验方法

1、直接法

这是荧光抗体技术最简单和基本的方法。滴加荧光抗体于待检标本片上，经反应和洗涤后在荧光显微镜下观察。标本中如有相应抗原存在，即与荧光抗体特异结合，在镜下可见有荧光的抗原抗体复合物。此法的优点是简单、特异。但其缺点是检查每种抗原均需制备相应的特异性荧光抗体，且敏感性低于间接法。

图一、直接免疫荧光法原理示意图

2、间接法

根据抗球蛋白试验的原理，用荧光素标记抗球蛋白抗体(简称标记抗抗体)

的方法。检测过程分为两步：第一次，将待测抗体(第一抗体)加在含有已知抗原的标本片上作用一定时间，洗去未结合的抗体。第二，滴加标记抗抗体。如果第一步中的抗原抗体已发生结合，此时加入的标记抗抗体就和已固定在抗原上的抗体(一抗)分子结合，形成抗原-抗体-标记抗抗体复合物，并显示特异荧光。此法的优点是敏感性高于直接法，而且无需制备一种荧光素标记的抗球蛋白抗体，就可用于检测同种动物的多种抗原抗体系统。亦可用荧光素标记葡萄球菌a蛋白。代替标记抗球蛋白抗体用于间接法荧光染色，且不受第一抗体来源的种属限制，但敏感性低于标记抗抗体法。间接法有时易产生非特异性荧光，为其缺点。此法常用于各种自身抗体的检测。如果第一抗体为已知，间接法也可用于鉴定未知抗原。

图二、间接免疫荧光法原理示意图

由于免疫球蛋白有种属特异性，因此标记的抗球蛋白抗体必须用第一抗体同种的动物血清球蛋白免疫其他动物来制备。

细胞抗原

特异性抗体

FITC

FITC标记的第二抗体

FITC

间接染色法的优点是既能检查未知抗原，也能检查未知抗体；用一种标记的抗球蛋白抗体，能与在种属上相同的所有动物的抗体结合，检查各种未知抗原或抗体，敏感性高。缺点是：由于参加反应的因素较多，受干扰的可能性也较大，

判定结果有时较难，操作繁琐，对照较多，时间长。间接法应设阴、阳性标本对照，还应设有中间层对照（即中间层加阴性血清代替阳性血清）。

3.抗补体染色法

抗补体染色法简称补体法，是间接染色法的一种改良法，首先由Goldwasser等建立。本法利用补体结合反应的原理，用荧光素标记抗补体抗体，鉴定未知抗原或未知抗体（待检血清）。染色程序也分二步：先将未标记的抗体和补体加在抗原标本上，使其发生反应，水洗，然后再加标记的抗补体抗体。如果第一步中抗原抗体发生反应，形成复合物，则补体便被抗原抗体复合物结合，第二步加入的荧光素标记的抗补体抗体便与补体发生特异性反应，使之形成抗原-抗体-补体-抗补体抗体复合物，发出荧光。

抗补体染色法具有和间接法相同的优点，此外，还有其独特的优点：即只需要一种标记抗补体抗体，便能检测各种抗原-抗体系统。因为补体的作用没有特异性，它可以与任何哺乳动物的抗原-抗体系统发生反应。它的缺点是参与反应的成分多，染色程序较复杂，比较麻烦。

除上述三种方法外，还有在此基础上演变出的一些方法，如双层法、夹心法、混合法、三层法、抗体-抗补体法等等。

三、荧光抗体的制备

1.免疫血清的制备及免疫球蛋白的提纯

制备高效价的特异性抗血清是免疫荧光技术成功的前提。为此，用于免疫的抗原必须高度提纯，尽可能不含其他非特异性的抗抗原物质，血清的效价与特异性是矛盾的，通常以高效价的免疫血清为好，因为用这种血清制备荧光抗体，即使其中含有少量非特异抗体，也可以通过稀释法将其除去。为提高血清效价，在制备免疫原时，通常采用大剂量加佐剂，长程免疫，其中以弗氏不完全佐剂最常用。即按抗原1份，无水羊毛脂1份，液体石蜡2份混合，待充分乳化后，免疫动物，即可能获得高效价的免疫血清。用于荧光素标记的免疫血清，需提纯后使用，这样不但可以提高抗体的效价，而且还可以排除γ球蛋白以外的蛋白质，减少非特异性荧光的出现。从免疫血清中将特异性抗体提纯于荧光素标记是免疫荧光技术的关键一环。在免疫荧光技术中所应用的特异性抗体，主要是IgG类，其提纯方法很多，但以饱和硫酸铵盐析法比较简便，也可用分子筛层析法（即葡聚糖凝胶过滤），以及离子交换层析法等，或先用盐析法精提，然后再经过层析柱进一步纯化。

2.荧光色素的标记

能够产生明显荧光并能作为染料使用的有机化合物称为荧光色素或荧光染料。用于标记抗体的荧光色素，必须具有化学上的活性基因，能与蛋白质稳定结合，且不影响标记抗体的生物活性及抗原抗体的特异性结合。适于标记蛋白的荧光色素主要有异硫氰酸荧光黄（fluorescein isothiocyanate，FITC），四乙基

罗达明（rho-damine B200，RB200）和四甲基异硫氰基罗达明(tetramethyl

rhodamine isotheynate，TMRITC)。实际上目前应用最多的只有异硫氰酸荧光黄一种。

(1) FITC标记FITC为黄色结晶形粉末，分子量为389，易溶于水和酒精等溶剂中，溶解后呈黄绿色荧光，最大吸收光谱为490-495nm，FITC的溶液不稳定，易因水解或迭聚而变质，故需在配好后2h内应用。

FITC含有异硫氰基，在碱性条件下能与IgG的自由氨基（主要是赖氨酸的ε-氨基）结合，形成荧光抗体结合物。一个分子的IgG有86个赖氨酸残基，但一般最多只能标记15-20个。

①直接标记法取抗体球蛋白溶液10ml，碳酸盐缓冲液3ml，生理盐水

17ml，混合，在4℃电磁搅拌下加FITC3mg（先溶解在3ml缓冲液中），在4℃继续搅拌4-6h，将结合物通过已平衡好的Sephadex G

25

柱，以除去未结合的游离荧光素。

②透析标记法将抗体球蛋白溶液用碳酸盐缓冲液（0.25mol/L，pH9.0调动1% (W/V )，并装入透析袋中，按蛋白质量的1/20称取FITC溶于10倍抗体溶液量的碳酸盐缓冲液中，将透析袋浸没于FITC液中，于4℃搅拌16-18h取出

透析袋于0.01mol/L，pH7.2PBS中透析4h，将结合物通过已平衡好的Sephadex G

25柱，去除游离荧光素。

(2) RB

200

标记本品为无定形褐红色粉末，不溶于水，易溶于酒精和丙酮，性质稳定，可长期保存，分子量为580，最大吸收光谱为570nm，呈明亮的橙色荧光，因与FITC的黄绿色有明显区别，故被广泛用于对比染色或用于两种不同

颜色的荧光抗体的双重染色。方法为：取1g RB

200及五氯化磷（PCL

5

）2g放乳钵

中研磨5min（在毒气操作橱中），加 10ml无水丙酮，放置5min，随时搅拌，过滤，用所得溶液进行结合。将每亳升血清用1ml生理盐水及1ml碳酸盐缓冲液（0.5mol/L，pH9.5）稀释，逐滴加入0.1ml RB200溶液，随加随搅拌，在0-4℃继续搅拌 12-18h。

(3) TMRITC标记TMRITC为紫红色粉末，性能比较稳定，分子量为443，最大吸收光谱为550nm，呈橙红色荧光。其结合方法与FITC的直接标记法相同，只是所加色素量为蛋白质量的1/30-1/40，结合时间持续16-18h。

（4）影响标记的主要因素温度、时间、酸碱度和标记量4个因素。温度低，标记时间长，温度高，标记时间应短。FITC 0-4℃以6-12h为宜，20-25℃以1-2h为宜，37℃30-45min为宜。pH低时，标记较慢，pH值偏高（大于10），抗体易变性，pH值9.0-9.5最为适宜。抗体蛋白含量低，标记慢，以每毫升含20-25mg蛋白为宜。至于标记方法，各有特点，但均不能去除非特异荧光染色因素。透析法适用于小体积的标记。

3.标记抗体的纯化