ELISA 原理 方法 操作 注意事项 4 1 2 3 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活性 酶标记的抗原或抗体既保留其免疫活性 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 ELISA的类型 ELISA法是免疫诊断中的一项技术 现已成功地应用于多种病原微生物所引起的传染病 寄生虫病及非传染病等方面的免疫诊断 也已应用于大分子抗原和小分子抗原的定量测定 根据已经使用的结果 认为ELISA法具有灵敏 特异 简单 快速 稳定及易于自动化操作等特点 不仅适用于临床标本的检查 而且由于一天之内可以检查几百甚至上千份标本 因此 也适合于血清流行病学调查 本法不仅可以用来测定抗体 而且也可用于测定体液中的循环抗原 所以也是一种早期诊断的良好方法 根据试剂的来源和标本的情况以及检测的具体条件 可设计出各种不同类型的检测方法 用于临床检验的ELISA主要有以下几种类型 双抗体夹心法测抗原 双抗原夹心法测抗体 间接法法测抗体 竞争法测抗体 捕获包被法测抗体 ABS ELISA法 竞争法测抗原 双抗体夹心法是检测抗原最常用的方法 双抗体夹心法适用于测定二价或二价以上的大分子抗原 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 双抗体夹心法测抗原 间接法测抗体间接法测抗体主要用于对病原体抗体的检测而进行传染病的诊断 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 特别应注意除去能与一般健康人血清发生反应的杂质 例如以E Coli为工程酶的重组抗原 如其中含有E Coli成份 很可能与受过E Coli感染者血液中的抗E Coli抗体发生反应 抗原中也不能含有与酶标抗人Ig反应的物质 例如来自人血浆或人体组织的抗原 如不将其中的Ig去除 试验中也发生假阳性反应 另外如抗原中含有无关蛋白也会因竟争吸附而影响包被效果 间接法中另一种干扰因素为正常血清中所含的高浓度的非特异性IgG 病人血清中受检的特异性IgG只占总IgG中的一小部分 IgG的吸附性很强 非特异IgG可直接吸附到固相载体上 有时也可吸附到包被抗原的表面 因此在间接法中 抗原包被后一般用无关蛋白质 例如牛血清蛋白 再包被一次 以封闭固相上的空余间隙 另外 在检测过程中标本须先行稀释 1 40 1 200 以避免过高的阴性本底影响结果的判断 间接法测抗体 双抗原夹心法测抗体双抗原夹心法与间接法测抗体的不同之处为以酶标抗原代替酶标抗抗体 此法中受检标本不需稀释 可直接用于测定 因此其敏感度相对高于间接法 乙肝标志物中抗HBs的检测常采用本法 本法关键在于酶标抗原的制备 应根据抗原结构的不同 寻找合适的标记方法 Titleinhere 双抗原夹心法测抗体 Titleinhere Titleinhere 竞争法检测抗体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 可用竞争法检测特异性抗体 竞争法测抗体 Titleinhere 竞争法测抗体 Titleinhere 竞争法测抗原小分子抗原或半抗原因缺乏可作夹心法的两个以上的位点 因此不能用双抗体夹心法进行测定 可以采用竞争法模式 小分子激素 药物等ELISA测定多用此法 竞争法测抗原 Titleinhere 捕获包被法在临床检验中测定抗体IgM时多采用捕获包被法 如用抗原包被的间接法直接测定IgM抗体 因标本中一般同时存在较高浓度的IgG抗体 后者将竞争结合固相抗原而使一部份IgM抗体不能结合到固相上 Titleinhere 捕获包被法测抗体 Titleinhere ABS ELISA法 ABS为亲和素 avidin 生物素 biotin 系统 system 的略语 生物素与亲和素的结合具有很强的特异性 其亲和力较抗原抗体反应大得多 两者一经结合就极为稳定 由于一个亲和素可与4个生物素分子结合 因此如把ABS与ELISA法可分为酶标记亲和素 生物素 LAB 法和桥联亲和素 生物素 ABC 法两种类型 两者均以生物素标记的抗体 或抗原 代替原ELISA系统中的酶标抗体 抗原 ABS ELISA法 Titleinhere 3 ELISA的操作 在临床检验中一般采用商品试剂盒进行测定 完整的ELISA试剂盒包含以下各组分 1 已包被抗原或抗体的固相载体 免疫吸附剂 2 酶标记的抗原或抗体 结合物 3 酶的底物 4 阴性对照品和阳性对照品 定性测定中 参考标准品和控制血清 定量测定中 5 标本的稀释液 6 洗涤液 7 酶反应终止液 一 加样在ELISA中一般有3次加样步聚 即加标本 加酶结合物 加底物 有的测定 如间接法ELISA 需用稀释的血清 可在试管中按规定的稀释度稀释后再加样 也可在板孔中加入稀释液 再在其中加入血清标本 然后在微型震荡器上震荡1分钟以保证混和 加酶结合物应用液和底物应用液时可用定量多道加液器 使加液过程迅速完成 1 标本可用作ELISA测定的标本十分广泛 大部分ELISA检测均以血清为标本 血清标本按常规方法采集 应注意避免溶血 红细胞溶解时会释放出具有过氧化物酶活性的物质 以HRP为标记的ELISA测定中 溶血标本可能会增加非特异性显色 血清标本宜在新鲜时检测 如有细菌污染 菌体中可能含有内源性HRP 也会产生假阳性反应 如在冰箱中保存过久 其中的可发生聚合 在间接法ELISA中可使本底加深 一般说来 在5天内测定的血清标本可放置于4 超过一周测定的需低温冰存 冻结血清融解后 蛋白质局部浓缩 分布不均 应充分混匀宜轻缓 避免气泡 可上下颠倒混和 不要在混匀器上强烈振荡 混浊或有沉淀的血清标本应先离心或过滤 澄清后再检测 反复冻融会使抗体效价跌落 所以测抗体的血清标本如需保存作多次检测 宜少量分装冰存 保存血清自采集时就应注意无菌操作 也可加入适当防腐剂 2 酶ELISA中所用的酶要求纯度高 催化反应的转化率高 专一性强 性质稳定 来源丰富 价格不贵 制备成的酶标抗体或抗原性质稳定 继续保留着它的活性部分和催化能力 最好在受检标本中不存在与标记酶相同的酶 另外它的相应底物应易于制备和保存 价格低廉 有色产物易于测定 光吸收高 在ELISA中 常用的酶为辣根过氧化物酶 horseradishperoxidase HRP 和碱性磷酸酶 alkalinephosohatase AP 在少数商品ELISA试剂中 应用的酶尚有葡萄糖氧化酶 D 半乳糖苷酶和脲酶等 国产ELISA试剂一般都用HRP制备结合物 HRP是一种糖蛋白 含糖量约为18 分子量为44000 是一种复合酶 由主酶 酶蛋白 和辅基 亚铁血红素 结合而成 是一种卟啉蛋白质 主酶无色糖蛋白在275nm波长处有最高吸收峰 辅基是深棕色的含铁卟啉环 在403nm波长处有最高吸收峰 HRP的纯度用RZ ReinheitZahl 德文 意为纯度数 表示 是403nm的吸光度与280nm吸光度之比 高纯度的HRP的RZ 3 0 3 酶的底物HRP的底物HRP催化过氧化物的氧化反应 最具代表性的过氧化物为H2O2 在ELISA中 DH2一般为无色化合物 经酶作用后成为有色的产物 以便作比色测定 常用的供氢体有邻苯二胺 O phenylenediamine OPD 四甲基联苯胺 3 3 5 5 tetramethylbenzidine TMB 和ABTS 2 2 azino di 3 ethylbenziazobinesulfonate 6 OPD氧化后的产物呈橙红色 用酸终止酶反应后 在492nm处有最高吸收峰 灵敏度高 比色方便 是HRP结合物最常用的底物 OPD本身难溶于水 OPD 2HCL为水溶性 曾有报道OPD有致异变性 操作时应予注意 OPD见光易变质 与过氧化氢混合成底物应用液后更不稳定 须现配置现用 在试剂盒中 OPD和H2O2一般分成二组分 OPD可制成一定量的粉剂或片剂形式 片剂中含有发泡助溶剂 使用更为方便 过氧化氢则配入底物缓冲液中 有制成易保存的浓缩液 使用时用蒸馏水稀释 先进的ELISA试剂盒中则直接配成含保护剂的工作浓度为0 02 H2O2的应用液 只需加入OPD后即可作为底物应用液 TMB经HRP作用后共产物显蓝色 目视对比鲜明 TMB性质较稳定 可配成溶液试剂 只需与H2O2溶液混和即成应用液 可直接作底物使用 另外 TMB又有无致癌性等优点 因此在ELISA中应用日趋广泛 酶反应用HCL或H2SO4终止后 TMB产物由蓝色呈黄色 可在比色计中定量 最适吸收波长为405nm 酶反应终止液常用的HRP反应终止液为硫酸 其浓度按加量及比色液的最终体积而异 在板式ELISA中一般采用2mol L 二 保温在ELISA中一般有两次抗原抗体反应 即加标本和加酶结合物 抗原抗体反应的完成需要有一定的温度和时间 这一保温过程称为温育 incubation ELISA属固相免疫测定 抗原 抗体的结合只在固相表面上发生 以抗体包被的夹心法为例 加入板孔中的标本 其中的抗原并不是都有均等的和固相抗体结合的机会 只有最贴近孔壁的一层溶液中的抗原直接与抗体接触 这是一个逐步平衡的过程 因此需经扩散才能达到反应的终点 在其后加入的酶标记抗体与固相抗原的结合也同样如此 这就是为什么ELISA反应总是需要一定时间的温育 温育常采用的温度有43 37 室温和4 冰箱温度 等 37 是实验室中常用的保温温度 也是大多数抗原抗体结合的合适温度 在建立ELISA方法作反应动力学研究时 实验表明 两次抗原抗体反应一般在37 经1 2小时 产物的生成可达顶峰 为加速反应 可提高反应的温度 有些试验在43 进行 但不宜采用更高的温度 抗原抗体反应4 更为彻底 在放射免疫测定中多使反应在冰箱中过夜 以形成最多的沉淀 但因所需时间太长 在ELISA中一般不予采用 保温一般均采用水浴 可将ELISA板置于水浴箱中 ELISA板底应贴着水面 使温度迅速平衡 为避免蒸发 板上应加盖 也可用塑料贴封纸或保鲜膜覆盖板孔 此时可让反应板漂浮在水面上 若用保温箱 ELISA板应放在湿盒内 湿盒要选用传热性良好的材料如金属等 在盒底垫湿的纱布 最后将ELISA板放在湿纱布上 湿盒应先放在保温箱中预温至规定的温度 特别是在气温较低的时候更应如此 无论是水浴还是湿盒温育 反应板均不宜叠放 以保证各板的温度都能迅速平衡 室温温育的反应 操作时的室温应严格限制在规定的范围内 标准室温温度是指20 25 但具体操作时可根据说明书的要求控制温育 室温温育时 ELISA板只要平置于操作台上即可 应注意温育的温度和时间应按规定力求准确 为保证这一点 一个人操作时 一次不宜多于两块板同时测定 三 洗涤洗涤在ELISA过程中虽不是一个反应步骤 但却也决定着实验的成败 ELSIA就是靠洗涤来达到分离游离的和结合的酶标记物的目的 通过洗涤以清除残留在板孔中没能与固相抗原或抗体结合的物质 以及在反应过程中非特异性地吸附于固相载体的干扰物质 聚苯乙烯等塑料对蛋白质的吸附是普遍性的 而在洗涤时又应把这种非特异性吸附的干扰物质洗涤下来 可以说在ELISA操作中 洗涤是最主要的关键技术 应引起操作者的高度重视 操作者应严格按要求洗涤 不得马虎 1 浸泡式a 吸干或甩干孔内反应液 b 用洗涤液过洗一遍 将洗涤液注满板孔后 即甩去 c 浸泡 即将洗涤液注满板孔 放置1