酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA或ELASA)是指將可溶性抗原或抗體與聚苯乙烯等固相載體結(jié)合,利用抗原抗體特異性結(jié)合進(jìn)行免疫反應(yīng)的定性定量檢測(cè)方法。酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)是免疫學(xué)中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。
1971年,Engvall和Perlmann發(fā)表了用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)定量測(cè)定IgG的文章,使1966年開發(fā)的用于抗原定位的酶標(biāo)抗體技術(shù)被用于液體中微量物質(zhì)的檢測(cè)樣品。測(cè)試方法。
這種方法的基本原理是:
①將抗原或抗體結(jié)合到某種固相載體的表面并保持其免疫活性。
②抗原或抗體與某種酶連接,形成酶標(biāo)抗原或抗體,既保留了其免疫活性,又保留了酶的活性。
測(cè)量時(shí),待測(cè)樣品(其中的抗體或抗原)和酶標(biāo)抗原或抗體按照不同的步驟與固相載體表面的抗原或抗體發(fā)生反應(yīng)。固相載體上形成的抗原抗體復(fù)合物通過(guò)洗滌與其他物質(zhì)分離,與固相載體結(jié)合的酶量與標(biāo)本中被測(cè)物質(zhì)的量成正比。加入酶反應(yīng)的底物后,底物在酶的催化下變成有色產(chǎn)物,該產(chǎn)物的量與樣品中被測(cè)物質(zhì)的量直接相關(guān),因此可以根據(jù)其進(jìn)行定性或定量分析。到顏色反應(yīng)的深度。由于酶的催化效率高,可以大大放大反應(yīng)效果,使測(cè)定方法達(dá)到高靈敏度。
常用的ELISA可分為以下五類:①直接ELISA; ②間接ELISA; ③夾心ELISA; ④競(jìng)爭(zhēng)性ELISA; ⑤競(jìng)爭(zhēng)性抑制ELISA。其他 ELISA 屬于或源自這五種 ELISA 的組合。
其方法是將抗原按一定比例稀釋后包被于固相載體上,然后加入稀釋后的特異性酶標(biāo)抗體,孵育后加入底物顯色并判讀結(jié)果。直接ELISA的操作非常簡(jiǎn)單,步驟也比較簡(jiǎn)潔,但其應(yīng)用范圍仍然很有限。一個(gè)重要原因是這種ELISA只經(jīng)過(guò)一步信號(hào)放大(酶放大),因此其靈敏度不是很高;另外,其測(cè)定的對(duì)象也很有限,只能測(cè)定酶標(biāo)記的分子。
間接ELISA與直接ELISA的區(qū)別在于,間接ELISA中非酶標(biāo)抗體與包被抗原結(jié)合,并引入了二抗(即二抗)。二抗是酶標(biāo)的,可以與一抗特異性結(jié)合,最后加入底物顯色并解讀結(jié)果。由于二抗一般為多克隆抗體,一個(gè)一抗分子可以結(jié)合多個(gè)二抗分子,同時(shí)一個(gè)二抗分子可以標(biāo)記多個(gè)酶分子,所以當(dāng)待測(cè)抗體為多克隆抗體時(shí),信號(hào)經(jīng)過(guò)兩步放大,最終提高了檢測(cè)的靈敏度。此外,由于二抗的制備相對(duì)容易,并且很早就開始商業(yè)化,因此操作人員不需要進(jìn)行一抗的酶標(biāo)記,這大大減少了工作量。在檢測(cè)抗體效價(jià)、血清效價(jià)以及篩選單克隆抗體的過(guò)程中,間接ELISA是一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。在臨床診斷中,間接ELISA也是檢測(cè)標(biāo)記抗體的重要手段。間接ELISA也是檢測(cè)標(biāo)記抗體的重要手段。間接ELISA也是檢測(cè)標(biāo)記抗體的重要手段。
夾心ELISA一般可分為直接夾心ELISA和間接夾心ELISA兩種。
直接夾心ELISA分為雙抗體夾心ELISA和雙抗原夾心ELISA。
雙抗體夾心ELISA的方法是將一抗(捕獲抗體)包被于固相載體上,封閉后加入待檢測(cè)抗原,孵育后加入二抗(檢測(cè)抗體)。捕獲抗體和檢測(cè)抗體可以是針對(duì)不同表位的兩種單克隆抗體,或者是針對(duì)相同抗原的一種單克隆抗體和一種多克隆抗體,但檢測(cè)抗體需要用酶標(biāo)記。
雙抗原夾心ELISA的原理和操作與雙抗體夾心ELISA基本相同。
對(duì)于雙抗體夾心ELISA,待測(cè)物必須包含兩個(gè)或多個(gè)表位,否則檢測(cè)抗體無(wú)法與待測(cè)抗原結(jié)合。例如,雙抗體夾心ELISA無(wú)法檢測(cè)半抗原和小分子抗原。對(duì)于雙抗原夾心ELISA,操作與間接ELISA基本相同,但使用特異性抗原代替酶標(biāo)二抗,因此特異性比間接法更好。另外,由于間接ELISA中使用的二抗一般只識(shí)別IgG,而雙抗原夾心ELISA中可以檢測(cè)任何類似的免疫球蛋白,因此雙抗原夾心ELISA也比間接ELISA更靈敏。
間接夾心 ELISA 是基于來(lái)自兩個(gè)不同物種的抗體的夾心 ELISA。洗滌后,加入另一種種屬特異性抗體(非酶標(biāo),作為檢測(cè)抗體),最后加入酶標(biāo)二抗(特異性識(shí)別檢測(cè)抗體),然后加入底物顯色。與直接雙抗夾心ELISA相比,間接夾心ELISA引入了特異性識(shí)別檢測(cè)抗體的酶標(biāo)二抗,相當(dāng)于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行了一步放大系統(tǒng),因此最終結(jié)果比直接雙抗體夾心 ELISA 更靈敏。 。同時(shí),由于間接夾心ELISA中酶標(biāo)二抗只能識(shí)別檢測(cè)抗體,而不是捕獲抗體,系統(tǒng)的特異性也得到了保證。
該方法首先將特異性抗體吸附在固相載體表面,洗滌后分為兩組:一組加入酶標(biāo)抗原與待測(cè)抗原的混合物;一組加入酶標(biāo)抗原與待測(cè)抗原的混合物。另一組只加入酶標(biāo)抗原,孵育、洗滌后加入底物顯色,兩組底物降解量之差即為待測(cè)定的未知抗原量。用這種方法測(cè)定的抗原只需具有一個(gè)結(jié)合位點(diǎn)。因此,該方法常用于激素、藥物等小分子抗原的測(cè)定。
將抗原預(yù)包被于固相載體上,實(shí)驗(yàn)時(shí)加入稀釋后的待檢測(cè)抗原(或抗體),然后依次加入該抗體對(duì)應(yīng)的特異性抗體和酶標(biāo)二抗。待測(cè)樣品中的抗原(或抗體)與預(yù)制備系統(tǒng)中固相載體上結(jié)合的抗原(或抗體)競(jìng)爭(zhēng)與特定抗體(或固相載體上結(jié)合的抗原)的結(jié)合。洗掉競(jìng)爭(zhēng)性特異性抗體,最后添加底物顯色。最終的顏色結(jié)果與待檢測(cè)的抗原(或抗體)的量成反比。
無(wú)論哪種ELISA,其操作均由以下基本操作組成:①將抗原或抗體吸附到固相載體上; ②添加待測(cè)樣品及后續(xù)試劑; ③孵化; ④洗滌并除去游離的未結(jié)合反應(yīng)物; ⑤ 添加酶檢測(cè)底物; ⑥ 結(jié)果解釋。
夾心法常用于檢測(cè)大分子抗原。一般操作步驟為:
將特異性抗體固定(包被)在塑料孔板上,完成后洗掉多余的抗體;
添加待測(cè)樣品。如果樣品中含有待測(cè)抗原,它會(huì)與塑料孔板上的抗體特異性結(jié)合;
洗掉多余的待測(cè)樣品,加入另一種對(duì)該抗原特異的一抗,與待測(cè)抗原結(jié)合;
洗掉多余未結(jié)合的一抗,加入酶聯(lián)二抗,與一抗結(jié)合;
洗掉多余的未結(jié)合二抗,加入酶底物使酶顯色,用肉眼或儀器讀取顯色結(jié)果。
間接方法常用于檢測(cè)抗體。一般操作步驟為:
將已知抗原固定在塑料孔板上,完成后洗去多余的抗原;
添加待測(cè)樣品。如果樣品中含有待測(cè)一抗,它會(huì)與塑料孔板上的抗原特異性結(jié)合;
洗去多余的待測(cè)樣品,加入帶酶的二抗,與待測(cè)一抗結(jié)合;
洗去多余未結(jié)合的二抗,加入酶底物使酶顯色,用儀器(ELISA讀數(shù)器)測(cè)定塑料板中的吸光度值(OD值),評(píng)價(jià)顯色終產(chǎn)物的含量,從而測(cè)定抗體被測(cè)試內(nèi)容。
競(jìng)爭(zhēng)法是一種不太常用的ELISA檢測(cè)機(jī)制,一般用于檢測(cè)小分子抗原。操作步驟如下:
將特異性抗體固定在塑料孔板上,完成后洗掉多余的抗體;
添加待測(cè)樣品,使樣品中的待測(cè)抗原與塑料孔板上的抗體特異性結(jié)合;
添加帶有酶的抗原,該抗原也可以與塑料孔板上的抗體特異性結(jié)合。由于固定在塑料孔板上的抗體數(shù)量有限,當(dāng)標(biāo)本中的抗原量較多時(shí),帶有酶的抗原能結(jié)合的固定抗體就較少,即兩種抗原都競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合塑料孔板上的抗體,這就是所謂競(jìng)爭(zhēng)法的由來(lái);
用酶洗去樣品和抗原,加入酶底物使酶顯色。當(dāng)樣品中抗原的量越多時(shí),說(shuō)明塑料孔板中殘留的帶酶的抗原越少,顏色就越深。淺的。
當(dāng)需要檢測(cè)無(wú)法獲得兩種以上抗體的抗原,或者難以獲得足夠的純化抗體固定在孔板上時(shí),一般會(huì)考慮使用競(jìng)爭(zhēng)ELISA。
親和素是一種糖蛋白,一分子親和素可與四個(gè)生物素小分子產(chǎn)生特異的親和力,類似于抗原和抗體的親和力。它們之間的作用力是已知比較好的非共價(jià)相互作用。 20世紀(jì)80年代后,隨著生物素-親和素系統(tǒng)(BAS)的發(fā)現(xiàn),這種親和力被應(yīng)用到ELISA技術(shù)中,大大提高了后者反應(yīng)的靈敏度和特異性。生物素很容易與蛋白質(zhì)(如抗體等)共價(jià)結(jié)合。這樣,與酶結(jié)合的親和素分子與與特異性抗體結(jié)合的生物素分子發(fā)生反應(yīng),不僅起到多級(jí)放大作用,而且遇到相應(yīng)的酶時(shí),會(huì)因酶的催化作用而變色。底物,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。未知抗原(或抗體)分子的用途。
定性判定的結(jié)果是對(duì)待測(cè)樣品中是否含有待測(cè)抗原或抗體給出“是"或“否"的簡(jiǎn)單回答,分別表示為“陽(yáng)性"和“陰性"。 “陽(yáng)性"表示樣本在檢測(cè)系統(tǒng)中出現(xiàn)反應(yīng)。 “否定"意味著沒有反應(yīng)。通過(guò)定性判斷方法也可以獲得半定量結(jié)果,即用滴度來(lái)表示反應(yīng)的強(qiáng)度,其本質(zhì)仍然是定性檢測(cè)。在這種半定量測(cè)定中,樣品經(jīng)過(guò)一系列稀釋后進(jìn)行測(cè)試,產(chǎn)生陽(yáng)性反應(yīng)的最高稀釋度即為效價(jià)。根據(jù)滴度可以判斷樣品的反應(yīng)活性,這比通過(guò)觀察未稀釋樣品的顏色深淺來(lái)判斷強(qiáng)陽(yáng)性和弱陽(yáng)性更具定量意義。
在間接和夾心 ELISA 中,陽(yáng)性孔比陰性孔更暗。相反,在競(jìng)爭(zhēng)性 ELISA 中,陰性孔比陽(yáng)性孔更暗。
ELISA操作步驟復(fù)雜,影響反應(yīng)的因素較多。特別是固相載體的包被很難達(dá)到個(gè)體間的一致性。因此,在定量測(cè)定時(shí),每批測(cè)試必須使用一系列不同濃度的參考標(biāo)準(zhǔn)。在此條件下制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。夾心ELISA用于測(cè)定大分子量物質(zhì),標(biāo)準(zhǔn)曲線的范圍一般較寬,曲線最高點(diǎn)吸光度可接近2.0。常采用半對(duì)數(shù)值作圖,以供試品濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)。將濃度值逐點(diǎn)連接,得到的曲線一般呈S形,頭部和尾部曲線趨于平坦,中部較為平直的部分是好的檢測(cè)區(qū)域。
小分子量物質(zhì)的測(cè)定常用競(jìng)爭(zhēng)法,標(biāo)準(zhǔn)曲線中的吸光度與被測(cè)物質(zhì)的濃度呈負(fù)相關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)曲線的形狀根據(jù)試劑盒中使用的模式略有不同。注意ELISA測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線中橫坐標(biāo)為對(duì)數(shù)關(guān)系,更有利于測(cè)定體系的表達(dá)。
(1)底物成分漏加、底物失效、底物配制濃度計(jì)算錯(cuò)誤;
(2)整個(gè)ELISA過(guò)程中存在抗原或抗體不匹配的情況;
(3)整個(gè)ELISA過(guò)程中樣品過(guò)度稀釋;
(4)稀釋系統(tǒng)錯(cuò)誤,如使用含蛋白質(zhì)的試劑進(jìn)行包被。
(1)酶標(biāo)抗原或抗體濃度過(guò)高,嘗試降低濃度;
(2)使用的封閉試劑不正確或未封閉;
(3)酶標(biāo)抗原或抗體與系統(tǒng)中其他試劑結(jié)合;
(4)底物被酶標(biāo)抗原或抗體污染。
(1)如果ELISA板存在質(zhì)量問題,重新檢查ELISA板的同質(zhì)性;
(2)在涂覆或加樣過(guò)程中,某些孔漏氣或加得少,可能是操作者不小心,或移液器漏氣;
(3)加樣時(shí)移液器內(nèi)注入過(guò)多氣泡;
(4)購(gòu)買的ELISA板不正確,可能誤選其他用途的板;
(5)培養(yǎng)過(guò)程中平板疊放過(guò)厚;
(6)樣品添加或稀釋過(guò)程中試劑混合不充分,或稀釋梯度計(jì)算錯(cuò)誤;
(7)洗板不當(dāng),有的孔未充滿洗液或加洗滌劑后洗液未充分混合,或洗板過(guò)程中帶入氣泡。
(1)酶標(biāo)抗原或抗體濃度過(guò)高;
(2)某種試劑濃度過(guò)高。
(1)酶標(biāo)抗原或抗體濃度過(guò)低,或標(biāo)記效率低,或標(biāo)記后影響免疫活性;
(2)試劑被污染,如HRP酶標(biāo)抗原或抗體被疊氮hua鈉污染;
(3)反應(yīng)溫度太低;
(4)底物緩沖液的pH值不正確。
(1)酶標(biāo)抗原或抗體濃度過(guò)高;
(2) 抗體的非特異性結(jié)合;
(3)抗原、抗體不純;
(4)二抗的物種交叉識(shí)別。