免疫组化技术讲稿.ppt
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1、关于免疫组化技术第一页,讲稿共八十七页哦第一节第一节 免疫组织化学理论基础免疫组织化学理论基础 一、免疫反应一、免疫反应 免疫组织化学技术以免疫学的抗原抗体免疫组织化学技术以免疫学的抗原抗体反应为理论基础。反应为理论基础。n (一)抗原(一)抗原 抗原是一种化学物质,能刺激机体免疫抗原是一种化学物质,能刺激机体免疫系统产生相应的抗体,并能在体内和体外特异性结合形成系统产生相应的抗体,并能在体内和体外特异性结合形成抗原抗原-抗体复合物。抗体复合物。抗原具有免疫原性和反应原性抗原具有免疫原性和反应原性,免疫原性免疫原性指指抗原分子具有诱导机体产生免疫应答的特性,抗原分子具有诱导机体产生免疫应答的特
2、性,反应原性反应原性指抗指抗原分子与抗体或效应原分子与抗体或效应T细胞等免疫应答物质发生特异性反应的特细胞等免疫应答物质发生特异性反应的特性。抗原可以是可溶性物质(如毒素或蛋白质)或微粒(细菌性。抗原可以是可溶性物质(如毒素或蛋白质)或微粒(细菌或组织细胞)。或组织细胞)。第二页,讲稿共八十七页哦T T细胞细胞B B细胞细胞细胞细胞AgT TB BT T浆细胞浆细胞致敏致敏T细胞细胞抗体抗体第三页,讲稿共八十七页哦n 1抗原的性质抗原的性质n (1)异物性:)异物性:机体能对进入体内的异机体能对进入体内的异种、异体的大分子物质产生免疫应答,该物种、异体的大分子物质产生免疫应答,该物质与机体的种
3、系关系越远,其免疫原性越强,质与机体的种系关系越远,其免疫原性越强,机体的免疫反应也越强。同种异体物质也可机体的免疫反应也越强。同种异体物质也可作为抗原,如人红细胞作为抗原,如人红细胞ABO血型抗原,人类血型抗原,人类白细胞组织相容性抗原(白细胞组织相容性抗原(HLA)。)。第四页,讲稿共八十七页哦 1.1.免疫原性免疫原性 指抗原分子能够刺激机体产生免指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答疫应答(产生特异性抗体及免疫效应细胞产生特异性抗体及免疫效应细胞)的性质。的性质。AgT TB BT T浆细胞浆细胞致敏致敏T细胞细胞抗体抗体第五页,讲稿共八十七页哦 2.2.反应原性反应原性(又称免疫反应性又
4、称免疫反应性)指抗原分子与免疫应答产物指抗原分子与免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞抗体或免疫效应细胞)发生特异性结合的性质。发生特异性结合的性质。AgT TB BT T浆细胞浆细胞致敏致敏T细胞细胞抗体抗体第六页,讲稿共八十七页哦第七页,讲稿共八十七页哦第八页,讲稿共八十七页哦n (2)大分子胶体)大分子胶体:抗原分子量越大,其表面积越大,接触:抗原分子量越大,其表面积越大,接触免疫细胞的机会越多,在体内停留时间长而不易排除,因而对机免疫细胞的机会越多,在体内停留时间长而不易排除,因而对机体的刺激作用也越强。一般具有免疫原性的物质,分子量常在体的刺激作用也越强。一般具有免疫原性的物质,分子量常
5、在10000以上。小于以上。小于500010000的蛋白质分子,免疫原性很弱或完的蛋白质分子,免疫原性很弱或完全没有。全没有。n (3)特异性:)特异性:一种抗体只能与相应的抗原反应而不能与其一种抗体只能与相应的抗原反应而不能与其他抗原反应,这种抗原称为特异性抗原(他抗原反应,这种抗原称为特异性抗原(specific antigen)。)。不同的抗原物质常含有共同的抗原成分,即一种抗体可以与二种或不同的抗原物质常含有共同的抗原成分,即一种抗体可以与二种或二种以上不同抗原反应,这些抗原称为共同抗原(二种以上不同抗原反应,这些抗原称为共同抗原(common antigen)。)。第九页,讲稿共八十
6、七页哦n 3抗原的种类抗原的种类 分类方法很多。根据抗原的性质分为分类方法很多。根据抗原的性质分为完全抗原和不完全抗原:完全抗原和不完全抗原:n (1)完全抗原:)完全抗原:同时具有免疫原性和反应原性的物质,能同时具有免疫原性和反应原性的物质,能在体内诱导免疫应答,产生效应物质,并可与产生的效应物质特在体内诱导免疫应答,产生效应物质,并可与产生的效应物质特异性结合,如细菌、蛋白质等。异性结合,如细菌、蛋白质等。n (2)不完全抗原)不完全抗原 或半抗原,指在体内单独存在时时免或半抗原,指在体内单独存在时时免疫原性、但能与相应抗体特异性结合的低分子化合物或化学疫原性、但能与相应抗体特异性结合的低
7、分子化合物或化学基团。能与半抗原结合使其具有免疫原性的蛋白质部分称为基团。能与半抗原结合使其具有免疫原性的蛋白质部分称为载体(载体(carrier),载体使结合物具有免疫原性,半抗原决定),载体使结合物具有免疫原性,半抗原决定结合物的特异性。结合物的特异性。第十页,讲稿共八十七页哦 3 3、完全抗原与半抗原、完全抗原与半抗原 1 1)完全抗原(完全抗原(complete antigen)complete antigen)具具有免疫原性和反应原性的物质。有免疫原性和反应原性的物质。2 2)半抗原(半抗原(haptenhapten,又称不完全抗原,又称不完全抗原incomplete antigen
8、incomplete antigen),无反应原性,只有),无反应原性,只有抗原性的物质。抗原性的物质。半抗原半抗原 +蛋白质蛋白质 完全抗原完全抗原第十一页,讲稿共八十七页哦n2抗原决定簇抗原决定簇(ADAD)n概念:抗原分子中决定抗原特异性的特殊化概念:抗原分子中决定抗原特异性的特殊化n 学基团,又称为表位学基团,又称为表位nADAD的数目、性质和空间构象决定抗原特异性的数目、性质和空间构象决定抗原特异性n抗原以抗原以ADAD与相应抗原受体及抗体特异性结合与相应抗原受体及抗体特异性结合第十三页,讲稿共八十七页哦n (二)抗体(二)抗体n 机体的免疫活性淋巴细胞在抗原的刺激下成为致敏淋巴机体
9、的免疫活性淋巴细胞在抗原的刺激下成为致敏淋巴细胞,进而分化、增殖为记忆细胞和淋巴母细胞,后者再分细胞,进而分化、增殖为记忆细胞和淋巴母细胞,后者再分化为化为浆细胞,产生和分泌相应的抗体浆细胞,产生和分泌相应的抗体。根据抗体发挥功能的不同。根据抗体发挥功能的不同可以称为凝集素、调理素和沉淀素等。可以称为凝集素、调理素和沉淀素等。n 1抗体的性质抗体的性质 1972年,国际免疫学联合会正式将化学年,国际免疫学联合会正式将化学机构与抗体相同或相似的一类球蛋白分子统一命名为免疫球蛋机构与抗体相同或相似的一类球蛋白分子统一命名为免疫球蛋白(白(Ig)。人类)。人类Ig有有Ig G、IgA、IgM、IgD
10、、IgE,五种,五种Ig都具都具有有IgG的基本结构。的基本结构。IgG分子有分子有4条对称的多肽链,两条轻链(条对称的多肽链,两条轻链(L链)和重链(链)和重链(H链),以共价和非共价二硫键连接组成,通常链),以共价和非共价二硫键连接组成,通常用用L2H2表示。表示。多肽链的氨基多肽链的氨基(N)第十四页,讲稿共八十七页哦n末端的氨基酸组成及序列随结合抗原的特异性而异,称可变区(末端的氨基酸组成及序列随结合抗原的特异性而异,称可变区(V),),是与抗原结合的部位是与抗原结合的部位,也称也称Fab段段;羧基(羧基(C)末端的氨基酸组成末端的氨基酸组成及序列比较稳定,称为稳定区(及序列比较稳定,
11、称为稳定区(C),),是与是与Fc受体结合的部位,受体结合的部位,也称也称Fc段段。n 2抗体的产生抗体的产生 抗原初次抗原初次进进入机体后,首先被抗原呈入机体后,首先被抗原呈递递细细胞(胞(APC)如巨噬)如巨噬细细胞吞噬,胞吞噬,经经消化降解保留其有效的抗原消化降解保留其有效的抗原决定簇(特异性抗原成分),并呈决定簇(特异性抗原成分),并呈递给递给T淋巴淋巴细细胞。胞。T淋巴细淋巴细胞受到抗原信息刺激后,活化、增殖、分化为效应胞受到抗原信息刺激后,活化、增殖、分化为效应T细胞,同细胞,同时分泌大量细胞因子,辅助时分泌大量细胞因子,辅助B细胞细胞活化、增殖、分化为浆细胞,合成活化、增殖、分化
12、为浆细胞,合成和分泌抗体。和分泌抗体。第十五页,讲稿共八十七页哦 3抗体的种类抗体的种类 根据获得抗体的途径或来源不同,分为根据获得抗体的途径或来源不同,分为免疫抗体、天然抗体和自身抗体。根据抗原与抗体在试管内是免疫抗体、天然抗体和自身抗体。根据抗原与抗体在试管内是否出现肉眼可见的免疫反应,分为完全抗体和不完全抗体。否出现肉眼可见的免疫反应,分为完全抗体和不完全抗体。n (三)抗原抗体反应(三)抗原抗体反应n 抗原与抗体在抗原与抗体在体内体内进进行的反行的反应应称称为为免疫反免疫反应应,在,在体外体外进进行的反行的反应应称称为为血清学反血清学反应应,二者,二者统统称称为为免疫学反免疫学反应应,
13、具有高度的特异性。,具有高度的特异性。主要有凝集反主要有凝集反应应、沉淀反、沉淀反应应和和补补体参加的各种血清学反体参加的各种血清学反应应。抗原与。抗原与抗体所形成的抗原抗体复合物不是靠化学共价抗体所形成的抗原抗体复合物不是靠化学共价键结键结合,而是抗原决合,而是抗原决定簇与抗体分子的抗原定簇与抗体分子的抗原结结合位点的相互吸引,同合位点的相互吸引,同时还时还有静有静电电引力、引力、范德范德华华力、力、氢键氢键、疏水、疏水键键等参与。等参与。第十六页,讲稿共八十七页哦所以,所以,抗原抗体复合物的结合不仅具有特异性,而且结合得十分稳抗原抗体复合物的结合不仅具有特异性,而且结合得十分稳定定,二者在
14、复合物中仍可保留各自原有的结构和化学特性,二者在复合物中仍可保留各自原有的结构和化学特性,只有在特殊条件下才能解离,如低只有在特殊条件下才能解离,如低pH高浓度盐(高浓度盐(3mol/L硫氢硫氢化钾,化钾,7mol/L尿素)。在免疫组化操作过程中,已形成复合物的抗尿素)。在免疫组化操作过程中,已形成复合物的抗体不可能被缓冲液从组织中洗脱,所洗去的只是未结合的或结合后体不可能被缓冲液从组织中洗脱,所洗去的只是未结合的或结合后多余的抗体。多余的抗体。一个抗体分子有两个抗原结合位点(二价),但一个一个抗体分子有两个抗原结合位点(二价),但一个抗原分子可有多个结合位点(多价),抗原与抗体的反应不抗原分
15、子可有多个结合位点(多价),抗原与抗体的反应不受数量比例的限制,但要出现肉眼可见的反应,抗原抗体需受数量比例的限制,但要出现肉眼可见的反应,抗原抗体需保持一定的比例。保持一定的比例。第十七页,讲稿共八十七页哦n 二、免疫组织化学基本技术方法二、免疫组织化学基本技术方法n 不同的免疫组织化学技术各有独特的试剂和方法,但基本技术不同的免疫组织化学技术各有独特的试剂和方法,但基本技术方法是一致的,一般包括抗体制备、标本处理、免疫染色、对照实方法是一致的,一般包括抗体制备、标本处理、免疫染色、对照实验和显微镜观察等。验和显微镜观察等。n 1抗体的制备抗体的制备 高敏感特异性抗体是免疫组织化学技高敏感特
16、异性抗体是免疫组织化学技术的首要条件。抗体有单克隆抗体和多克隆抗体两大类,目前术的首要条件。抗体有单克隆抗体和多克隆抗体两大类,目前已商品化。已商品化。n 新购买的抗体应根据生产厂家提供的效价分装保存,在新购买的抗体应根据生产厂家提供的效价分装保存,在-20-70冰箱中可保存冰箱中可保存12年。小量抗体最好一次用完,避年。小量抗体最好一次用完,避免反复冻溶,以免降低效价。免反复冻溶,以免降低效价。第十八页,讲稿共八十七页哦n 2标本的处理标本的处理 标本的采集和处理是免疫组织化学技术成标本的采集和处理是免疫组织化学技术成功的前提,功的前提,要保证待检组织新鲜,选用合适的固定液及时固定、切要保证
17、待检组织新鲜,选用合适的固定液及时固定、切片等。片等。n 3免疫染色免疫染色 由于在组织和细胞进行的抗原抗体反应由于在组织和细胞进行的抗原抗体反应一般是不可见的,需要一般是不可见的,需要用标记方法将某种标记物或荧光素结合用标记方法将某种标记物或荧光素结合到抗体上,到抗体上,再用组织化学方法显示此标记物或在荧光显微镜再用组织化学方法显示此标记物或在荧光显微镜下观察荧光素发出的荧光。用这些标记的抗体可以在组织下观察荧光素发出的荧光。用这些标记的抗体可以在组织切片上鉴别是否发生了特异的抗原抗体反应,并可对与抗切片上鉴别是否发生了特异的抗原抗体反应,并可对与抗体结合的抗原进行定位。体结合的抗原进行定位
18、。第十九页,讲稿共八十七页哦n 三、结果判断结果判断 对免疫组织化学结果的判断应持科学慎重的态对免疫组织化学结果的判断应持科学慎重的态度。要准确判断阴性和阳性,排除假阳性和假阴性结果以及非特异性度。要准确判断阴性和阳性,排除假阳性和假阴性结果以及非特异性染色,必须严格对照实验。染色,必须严格对照实验。n 1阳性细胞的染色特征阳性细胞的染色特征n 有胞浆、胞核和胞膜表面着色三种类型有胞浆、胞核和胞膜表面着色三种类型,大部分抗原位于胞,大部分抗原位于胞浆,可见于整个或部分胞浆;浆,可见于整个或部分胞浆;阳性细胞阳性细胞可呈灶性和弥漫性分布;因可呈灶性和弥漫性分布;因抗原含量不同,染色强度不一,如细
19、胞之间染色相同,常提示为非特抗原含量不同,染色强度不一,如细胞之间染色相同,常提示为非特异性染色;异性染色;阳性细胞阳性细胞定位于定位于单个细胞单个细胞,且与阴性细胞混杂分布,而,且与阴性细胞混杂分布,而非特异性染色常波及一片细胞;切片边缘、刀痕、皱摺,坏死重叠细非特异性染色常波及一片细胞;切片边缘、刀痕、皱摺,坏死重叠细胞区,胶原结缔组织等,常表现为相同的染色强度,不能用于判断阳胞区,胶原结缔组织等,常表现为相同的染色强度,不能用于判断阳性。性。第二十页,讲稿共八十七页哦n 2染色失败的常见原因染色失败的常见原因 通常有以下几种:通常有以下几种:n (1)均一阴性:可能是操作步骤,抗体质量,
20、相关)均一阴性:可能是操作步骤,抗体质量,相关试剂质量,试剂质量,pH等出现了问题。等出现了问题。n (2)均一弱阳性:可能是抗体浓度过高或温育时间过长,)均一弱阳性:可能是抗体浓度过高或温育时间过长,H2O2浓度过高或显色反应时间过长,缓冲液未加浓度过高或显色反应时间过长,缓冲液未加NaCl或或pH有误,粘片剂太厚等因素。有误,粘片剂太厚等因素。n (3)背景过深:可能是未用酶处理切片,切片过厚,)背景过深:可能是未用酶处理切片,切片过厚,漂洗时间不足,显色反应过长,封闭血清不足或血清溶血,漂洗时间不足,显色反应过长,封闭血清不足或血清溶血,全血清抗体稀释不够等因素。全血清抗体稀释不够等因素
21、。n (4)阳性对照良好,待检切片阴性:标本固定和处)阳性对照良好,待检切片阴性:标本固定和处理不当是最常见的原因。理不当是最常见的原因。第二十一页,讲稿共八十七页哦第二节第二节 免疫荧光组织化学技术免疫荧光组织化学技术n 一、免疫荧光的基本原理一、免疫荧光的基本原理n 免疫荧光组织化学技术系免疫荧光组织化学技术系将抗体或抗原以荧光素标记,将抗体或抗原以荧光素标记,然后与相应抗原或抗体结合,在然后与相应抗原或抗体结合,在荧光显微镜荧光显微镜或紫外线照射下,或紫外线照射下,呈现荧光的一种特异性免疫荧光检测方法。该技术结合了免呈现荧光的一种特异性免疫荧光检测方法。该技术结合了免疫反应的特异性和在黑
22、色背景中发光物质易被发现的敏感性疫反应的特异性和在黑色背景中发光物质易被发现的敏感性优点,因而能准确检测少量的抗原或抗体成分在组织细胞内优点,因而能准确检测少量的抗原或抗体成分在组织细胞内的定位分布。的定位分布。第二十二页,讲稿共八十七页哦 二、免疫荧光技术的条件二、免疫荧光技术的条件 (一)(一)荧光素荧光素 当某些物质经光线的照射,特别是经短波长的光线当某些物质经光线的照射,特别是经短波长的光线(能量强能量强)照射照射后,该物质原子的电子层中的电子吸收光能,由低能级的电子层跃后,该物质原子的电子层中的电子吸收光能,由低能级的电子层跃迁到高能级的电子层,或跃迁到同一电子层的高能带,称为能级跃
23、迁到高能级的电子层,或跃迁到同一电子层的高能带,称为能级跃迁。处于高能级状态的电子极不稳定(激发态),经过约迁。处于高能级状态的电子极不稳定(激发态),经过约10-8秒后,秒后,以辐射光量子的形式释放所吸收的能量,而回到原来的能级状以辐射光量子的形式释放所吸收的能量,而回到原来的能级状态(基态)。这种辐射出的能量即荧光。引起荧光最有效的光态(基态)。这种辐射出的能量即荧光。引起荧光最有效的光是激光、紫外光和蓝紫光。根据不同荧光素的标本,可产生红、是激光、紫外光和蓝紫光。根据不同荧光素的标本,可产生红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色的荧光。橙、黄、绿、青、蓝、紫色的荧光。第二十三页,讲稿共八十七页哦n
24、 荧光素是一种染料,可以吸收激发光的光能并发射荧光。荧光素是一种染料,可以吸收激发光的光能并发射荧光。一定的荧光素可以与组织或细胞的某些成分(如染色体)中一定的荧光素可以与组织或细胞的某些成分(如染色体)中的分子或功能基团进行特异性结合,呈现一定颜色的荧光。的分子或功能基团进行特异性结合,呈现一定颜色的荧光。荧光显微镜荧光显微镜就是利用组织和细胞与荧光素特异性结合的特就是利用组织和细胞与荧光素特异性结合的特性,通过激发滤光片产生一定波长的性,通过激发滤光片产生一定波长的激发光源激发光源,照射结合在照射结合在组织和细胞中的荧光素产生激光组织和细胞中的荧光素产生激光,再通过阻断滤光片观察所,再通过
25、阻断滤光片观察所产生的荧光。即可观察组织细胞的结构、细胞内某些成分产生的荧光。即可观察组织细胞的结构、细胞内某些成分含量的变化,并探讨细胞的功能状态。或用某些荧光素标含量的变化,并探讨细胞的功能状态。或用某些荧光素标记免疫球蛋白,进行免疫荧光细胞学研究。记免疫球蛋白,进行免疫荧光细胞学研究。第二十四页,讲稿共八十七页哦n 用于标记蛋白质的荧光素用于标记蛋白质的荧光素必须具备必须具备有有化学上的活泼基团,易化学上的活泼基团,易与蛋白质稳定结合;与蛋白质稳定结合;能发射可见的、对视觉敏感的荧光颜色;能发射可见的、对视觉敏感的荧光颜色;荧光效应强,性质比较稳定,不影响标记物的活性。常用于免疫荧光效应
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