ELISA从基础知识到实操.ppt
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1、抗体抗体生物体最奇妙的分子生物体最奇妙的分子无限的多样性(无限的多样性(diversity)功能与结构的双重性功能与结构的双重性 可变区可变区抗原结合抗原结合 恒定区恒定区生物学效应功能生物学效应功能分泌型和膜型表达分泌型和膜型表达免疫球蛋白的分子结构及分类免疫球蛋白的功能免疫球蛋白基因结构及多样性产生的机制免疫球蛋白基因结构及多样性产生的机制免疫球蛋白的来源免疫球蛋白的来源抗体分子的应用抗体分子的应用免疫球蛋白的分子结构及分类免疫球蛋白的分子结构及分类一、免疫球蛋白的基本结构一、免疫球蛋白的基本结构CLCLCH1CH1VLVLVHVHCH2CH2CH3CH3C端N端恒定区可变区FC 段Fab
2、段铰链区1、重链和轻链、重链和轻链 重链可分为、链;轻链可分为、型。2、可变区、可变区 (1)重链和轻链N端约110个氨基酸为可变区(variable region,V区),V区存在3个高变区(hypervariable region,HVR13)及4个骨架区(framework region, FR14).三个高变区共同组成Ig 的抗原识别部位,形成与抗原决定基互补的表位。高变区也称互补决定区(complementarity-determining region, CD13)。 3、恒定区、恒定区 重链和轻链重链和轻链C端为恒定区,不同端为恒定区,不同Ig重链其不同重链其不同长度,有的只有长
3、度,有的只有CH13,有的则由有的则由CH14,CH2(IgG)或或CH3(IgM)有补体结合位点。有补体结合位点。相同种属、同一类别的相同种属、同一类别的Ig 氨基酸序列基本恒定。氨基酸序列基本恒定。4、铰链区、铰链区 铰链区位于铰链区位于CH1和和CH2之间,含有丰富的脯之间,含有丰富的脯氨酸。氨酸。 IgG1,IgG2,IgG4和和IgA的铰链区较短,而的铰链区较短,而IgG3和和IgD的的 铰链区较长;铰链区较长;IgM和和IgE无铰链区。无铰链区。 有木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的酶切位点。有木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的酶切位点。木瓜蛋白酶胃蛋白酶FabFabFcF(ab)pFc木瓜蛋白酶胃蛋白酶
4、二、免疫球蛋白水解片段二、免疫球蛋白水解片段免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能一、一、V区功能区功能 识别并特异性结合抗原,这种特异性是识别并特异性结合抗原,这种特异性是由由IgV区,特别是区,特别是HVR( CDR3)的空间构的空间构象决定的。象决定的。 抗原结合价:单体为两价;双体为四价;抗原结合价:单体为两价;双体为四价;五聚体理论上为十价,但实际为五价。五聚体理论上为十价,但实际为五价。免疫效应免疫效应(1)可溶性)可溶性Ig可通过可通过V区与抗原性物质发区与抗原性物质发生特异性结合,发挥中和或生特异性结合,发挥中和或催化作用。催化作用。(2)做为信号抗体。)做为信号抗体。二、二、C区功
5、能区功能1、激活补体、激活补体 主要是主要是IgM、IgG13与抗原结合后通过与抗原结合后通过经典途径激活补体活化。经典途径激活补体活化。 聚合的聚合的IgA可通过旁路途径激活补体。可通过旁路途径激活补体。 IgD 、IgE及及IgG4不能激活补体不能激活补体2、结合细胞表面的、结合细胞表面的Fc受体受体 (1)调理作用)调理作用 是指抗体及补体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗是指抗体及补体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用。粒性抗原的作用。IgG型抗体可通过型抗体可通过Fc段与中段与中性粒细胞及巨噬细胞上的性粒细胞及巨噬细胞上的Fc受体结合,增强其受体结合,增强其吞噬作用。吞噬作用。 (2)抗体
6、依赖的细胞介导的细胞毒作用)抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC).是指表达是指表达Fc受体的细胞,通过识别抗体受体的细胞,通过识别抗体的的Fc直接杀伤被抗体包被的靶细胞。如直接杀伤被抗体包被的靶细胞。如NK细胞,细胞,巨噬细胞等。巨噬细胞等。(3)介导)介导型超敏反应型超敏反应3、通过胎盘 IgG是唯一通过胎盘的抗体,是一种重要的自然被动免疫机制。三、膜型三、膜型Ig为为B细胞抗原识别受体细胞抗原识别受体维持维持B细胞的生存与增殖细胞的生存与增殖维持维持B细胞的记忆细胞的记忆15 抗体的抗原性抗
7、体的抗原性vIg具有双重性: 做为抗体能结合抗原 做为大分子蛋白质能被其它抗体结合Ag1Ab1(Ag2)Ab216vIg的抗原性可分为3种:1. 1. 同种型抗原(同种型抗原(IsotypeIsotype) 同一种属每个个体都具有的免疫球蛋白的抗原特异性,其抗原决定簇主要存在于Ig的C区。 17类类18192 2、同种异型抗原(、同种异型抗原(AllotypeAllotype) 同一种属不同个体所具有的Ig在抗原性上的差异,主要存在于重链和轻链的稳定区特定部位的某个或数个氨基酸的不同中。 203 3)独特型抗原()独特型抗原(IdiotypeIdiotype) 同一个体不同Ig的抗原性各不相同
8、,主要存在于Ig 的V区。 21同一物种同一物种Ig共有共有的抗原性,存在的抗原性,存在于于C区。区。同一物种不同个体同一物种不同个体Ig抗原性差异,差抗原性差异,差异在于异在于C区某些区某些AA不同。不同。同一个体内各同一个体内各Ig抗原性差异,存抗原性差异,存在于在于V区。区。(个体型标志)(个体型标志)(种属型标志)(种属型标志)(细胞型标志)(细胞型标志)2 2ELISAELISA的类型的类型 ELISA ELISA可用于测定抗原,也可用于测定抗体。在这种可用于测定抗原,也可用于测定抗体。在这种测定方法中有三个必要的试剂:测定方法中有三个必要的试剂:(1 1)固相的抗原或抗体,即)固相
9、的抗原或抗体,即 免疫吸附剂免疫吸附剂 (immunosorbentimmunosorbent);(2 2)酶标记的抗原或抗体,称为)酶标记的抗原或抗体,称为 结合物结合物 (conjugateconjugate);(3 3)酶反应的底物。)酶反应的底物。 可设计出各种不同类型的检测方法。可设计出各种不同类型的检测方法。 2.2.12.2.1双抗体夹心法测抗原双抗体夹心法测抗原此法适用于检验各种蛋白质等大分子抗原,例如此法适用于检验各种蛋白质等大分子抗原,例如HBsAgHBsAg、HBeAgHBeAg、AFPAFP等。只要获得针对受检抗原的异性抗体等。只要获得针对受检抗原的异性抗体,就可用于,
10、就可用于包被固相载体包被固相载体和制备和制备酶结合物酶结合物而建立此法而建立此法。2.2.2 2.2.2 双抗原夹心法测抗体双抗原夹心法测抗体 用特异性抗原进行包被和制备酶结合物。此法中用特异性抗原进行包被和制备酶结合物。此法中受检标本不需稀释,可直接用于测定,因此其敏感度受检标本不需稀释,可直接用于测定,因此其敏感度相对高于间接法。乙肝标志物中抗相对高于间接法。乙肝标志物中抗HBsAgHBsAg的检测常采用的检测常采用本法。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。构的不同,寻找合适的标记方法。2.2.3 2.2.3
11、间接法测抗体间接法测抗体 传染病的诊断。间接法的优点是只要变换包被抗原就可传染病的诊断。间接法的优点是只要变换包被抗原就可利用利用同一酶标抗抗体同一酶标抗抗体建立检测相应抗体的方法。建立检测相应抗体的方法。2.2.4 2.2.4 竞争法测抗体竞争法测抗体 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。纯化抗原时,可用此法检测特异性抗体。 2.2.5 2.2.5 竞争法测抗原竞争法测抗原 小分子抗原或半抗原缺乏可作夹心法的两个以上的小分子抗原或半抗原缺乏可作夹心法的两个以上的位点位点,因此不能用双抗体夹心法进行
12、测定,可以采用,因此不能用双抗体夹心法进行测定,可以采用竞争法模式。其原理是标本中的抗原和一定量的酶标竞争法模式。其原理是标本中的抗原和一定量的酶标抗原竞争与固相抗体结合。标本中抗原量含量愈多,抗原竞争与固相抗体结合。标本中抗原量含量愈多,结合在固相上的酶标抗原愈少,最后的显色也愈浅。结合在固相上的酶标抗原愈少,最后的显色也愈浅。小分子激素、药物等小分子激素、药物等ELISAELISA测定多用此法。测定多用此法。2.2.6 2.2.6 捕获包被法测抗体捕获包被法测抗体IgMIgM的检测常用于传染病的诊断。用抗人的检测常用于传染病的诊断。用抗人IgMIgM抗体包被抗体包被固相,以捕获血清标本中的
13、固相,以捕获血清标本中的IgMIgM(其中包括针对抗原的(其中包括针对抗原的特异性特异性IgMIgM抗体和非特异性的抗体和非特异性的IgMIgM)。)。此法常用于病毒此法常用于病毒性感染的早期诊断。性感染的早期诊断。2.2.7 ABS-ELISA2.2.7 ABS-ELISA法法 :固相支持物;:固相支持物;:样品;:样品;:特异性:特异性IgGIgG;:生物素化抗小鼠:生物素化抗小鼠IgG IgG (BiotinBiotin););:辣根过氧化物酶:辣根过氧化物酶HRP-HRP-酶标链亲和素(酶标链亲和素(AvidinAvidin););:DABDAB显色液;显色液;:显色;:显色;3. E
14、LISA3. ELISA的试剂的试剂(A(A、B B、C C三部分三部分) )ELISAELISA中有三个必要的试剂:免疫吸附剂、结合物和中有三个必要的试剂:免疫吸附剂、结合物和酶的底物。酶的底物。(1 1)已包被抗原或抗体的固相载体(免疫吸附剂)已包被抗原或抗体的固相载体(免疫吸附剂);(2 2)酶标记的抗原或抗体(结合物);)酶标记的抗原或抗体(结合物);(3 3)酶的底物;)酶的底物;(4 4)结合物及标本的稀释液;)结合物及标本的稀释液;(5 5)洗涤液;)洗涤液;(6 6)酶反应终止液)酶反应终止液ELISAELISA的试剂准备的试剂准备A A 固相载体固相载体 聚苯乙烯具有较强的吸
15、附蛋白质的性能,抗体聚苯乙烯具有较强的吸附蛋白质的性能,抗体或蛋白质抗原吸附其上后仍保留原来的免疫学活性。或蛋白质抗原吸附其上后仍保留原来的免疫学活性。 聚氯乙烯。聚氯乙烯对蛋白质的吸附性能比聚苯乙烯聚氯乙烯。聚氯乙烯对蛋白质的吸附性能比聚苯乙烯高,但空白值也略高。高,但空白值也略高。 良好的良好的ELISAELISA板应该是板应该是吸附性能好吸附性能好,空白值低空白值低,孔底孔底透明度高透明度高,各板之间、同一板各孔之间、同一板各孔之,各板之间、同一板各孔之间、同一板各孔之间间性能相近性能相近。包被的方式包被的方式 将抗原或抗体固定在过程称为包被将抗原或抗体固定在过程称为包被(coating
16、)(coating)。 蛋白质蛋白质与聚苯乙烯固相载体是通过物理吸附结合的与聚苯乙烯固相载体是通过物理吸附结合的,靠的是蛋白质分子结构上的疏水基团与固相载体表面,靠的是蛋白质分子结构上的疏水基团与固相载体表面的疏水基团间的作用。这种物理吸附是非特异性的,受的疏水基团间的作用。这种物理吸附是非特异性的,受蛋白质的分子量、等电点、浓度等的影响。大分子蛋白蛋白质的分子量、等电点、浓度等的影响。大分子蛋白质较小分子蛋白质通常含有更多的质较小分子蛋白质通常含有更多的疏水基团疏水基团,故更易吸,故更易吸附到固相载体表面。附到固相载体表面。不易吸附不易吸附的非蛋白质抗原可用间接包被的抗原经固相抗体的非蛋白质
17、抗原可用间接包被的抗原经固相抗体的亲和层析作用,包被在固相上的抗原纯度大大提高,因的亲和层析作用,包被在固相上的抗原纯度大大提高,因此含杂质较多的抗原也可采用捕获包被法。此含杂质较多的抗原也可采用捕获包被法。亲和素生物素亲和素生物素 即用亲和素先包被载体,加入生物素化的即用亲和素先包被载体,加入生物素化的抗原,这种包被方法均匀、牢固,已扩大应用于各种抗原抗原,这种包被方法均匀、牢固,已扩大应用于各种抗原物质的定量测定。物质的定量测定。脂类物质脂类物质无法与固相载体结合,可将其在有机溶剂(例如无法与固相载体结合,可将其在有机溶剂(例如乙醇)中溶解后加入乙醇)中溶解后加入ELISAELISA板孔中
18、,开盖置冰箱过夜或冷板孔中,开盖置冰箱过夜或冷风吹干,待酒精挥发后,让脂质自然干固在固相表面。风吹干,待酒精挥发后,让脂质自然干固在固相表面。 优点:试验的特异性、敏感性均由此得以改善,重复优点:试验的特异性、敏感性均由此得以改善,重复性亦佳。抗原用量少,仅为直接包被的性亦佳。抗原用量少,仅为直接包被的1/101/10乃至于乃至于/100/100。包被用抗原:包被用抗原:天然抗原、重组抗原和合成多肽抗原三大类。天然抗原、重组抗原和合成多肽抗原三大类。合成多肽抗原合成多肽抗原是抗原决定簇的氨基酸序列人工合成的多肽是抗原决定簇的氨基酸序列人工合成的多肽片段。一般只含有一个抗原决定簇,纯度高,特异性
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