酶联免疫吸附课件.ppt
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1、酶免疫技术酶免疫技术 EIA拟拟探讨的问题探讨的问题ELISAELISA的原理的原理ELISAELISA的试剂(三个必要试剂)的试剂(三个必要试剂)ELISAELISA的类型的类型ELISAELISA的过程的过程ELISAELISA的操作要点的操作要点酶酶免疫技术的定义免疫技术的定义酶免疫技术的类型酶免疫技术的类型酶酶免疫技术的发展免疫技术的发展概念概念以酶标记的抗体(抗原)作为主要试剂,将抗原抗体反应以酶标记的抗体(抗原)作为主要试剂,将抗原抗体反应的特异性和酶催化底物反应的高效性和专一性结合起来的的特异性和酶催化底物反应的高效性和专一性结合起来的一种免疫检测技术。一种免疫检测技术。常用的酶
2、及显色底物常用的酶及显色底物常用酶常用酶底物底物加终止液前加终止液前颜色颜色加终止液后加终止液后颜色颜色辣根过氧化物酶辣根过氧化物酶(HRP)邻苯二胺邻苯二胺(OPD)橙黄色橙黄色橙黄色橙黄色四甲基联苯胺四甲基联苯胺(TMB)蓝色蓝色黄色黄色碱性磷酸酶碱性磷酸酶(AP)对硝基苯磷酸酯对硝基苯磷酸酯(p-NPP)黄色黄色黄色黄色酶免疫技术类型(按抗原抗体系统的定位划分)(按抗原抗体系统的定位划分)酶免疫技术酶免疫技术酶酶免疫组化免疫组化酶酶免疫测定免疫测定均相酶免疫测定(均相酶免疫测定(EMITEMIT、CEDIACEDIA)异相酶免疫测定异相酶免疫测定液相酶免疫测定液相酶免疫测定固相酶免疫测定
3、固相酶免疫测定(如(如ELISAELISA)均相酶免疫测定均相酶免疫测定 利用酶标记物结合抗原抗体复合物后,标记酶的活性就利用酶标记物结合抗原抗体复合物后,标记酶的活性就受到抑制,因而反应后不需分离结合的和游离的酶标记物,受到抑制,因而反应后不需分离结合的和游离的酶标记物,直接测定系统中的总标记酶的活性的变化,即可确定结合直接测定系统中的总标记酶的活性的变化,即可确定结合的酶标记物的数量,从而得到待测物的含量。常用于半抗的酶标记物的数量,从而得到待测物的含量。常用于半抗原如药物、激素、毒品、兴奋剂等的测定。原如药物、激素、毒品、兴奋剂等的测定。酶免疫增强测定技术(酶免疫增强测定技术(EMITE
4、MIT)酶活性的抑制是由于标记抗原与抗体结合后空间位阻了酶酶活性的抑制是由于标记抗原与抗体结合后空间位阻了酶与底物结合的部位而造成的。反应模式竞争法,当未标记与底物结合的部位而造成的。反应模式竞争法,当未标记抗原和标记抗原与限量的抗体竞争结合时,未标记抗原多,抗原和标记抗原与限量的抗体竞争结合时,未标记抗原多,竞争性的与抗体结合多,则标记抗原与抗体结合少,酶的竞争性的与抗体结合多,则标记抗原与抗体结合少,酶的活性受到抑制少,酶活性高。最终测的酶活性与未标记的活性受到抑制少,酶活性高。最终测的酶活性与未标记的抗原含量呈正相关。抗原含量呈正相关。抗体抗体酶酶抗体抗体酶酶半半抗原抗原(未标记)(未标
5、记)底物底物标记抗原标记抗原酶酶克隆酶供体免疫分析(克隆酶供体免疫分析(CEDIACEDIA)酶是以酶是以供体和受体两个片段存在的,只有两个片段结供体和受体两个片段存在的,只有两个片段结合在一起形成全酶才具有活性,当标记了供体酶的抗合在一起形成全酶才具有活性,当标记了供体酶的抗原与抗体结合后就空间位阻了酶供体(原与抗体结合后就空间位阻了酶供体(EDED)与酶受体与酶受体(EAEA)的结合,从而不能形成有活性的全酶,酶活性的结合,从而不能形成有活性的全酶,酶活性受到抑制。反应模式为竞争性结合。最终测的酶活性受到抑制。反应模式为竞争性结合。最终测的酶活性与未标记抗原的含量呈正相关。与未标记抗原的含
6、量呈正相关。EDED+标本中抗原标本中抗原EDED标记抗原标记抗原抗体抗体EDED+EAEAXEAEAEDED活性酶活性酶异相酶免疫测定异相酶免疫测定抗原抗体反应平衡后,体系中同时存在游离的和结合的酶抗原抗体反应平衡后,体系中同时存在游离的和结合的酶标记物,两种标记物上的酶都具活性,而只有结合的酶标标记物,两种标记物上的酶都具活性,而只有结合的酶标记物的形成与含量才代表待测物的存在与含量。故需将游记物的形成与含量才代表待测物的存在与含量。故需将游离的和结合的酶标记物分离,测定结合状态的酶标记物的离的和结合的酶标记物分离,测定结合状态的酶标记物的活性推算待测物的含量。由于分离方法不同,又分为活性
7、推算待测物的含量。由于分离方法不同,又分为液相酶免疫测定液相酶免疫测定游离的和结合的酶标记都存在于液相中,需用分离剂游离的和结合的酶标记都存在于液相中,需用分离剂分开后测结合状态的酶标记物的活性。分开后测结合状态的酶标记物的活性。固相酶免疫测定固相酶免疫测定通过载体将结合状态的酶标记物吸附在固相支持物上,通过载体将结合状态的酶标记物吸附在固相支持物上,只需洗涤就可将游离的酶标记物去除。以只需洗涤就可将游离的酶标记物去除。以ELISAELISA最常用。最常用。酶联免疫吸附测定酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)是在是在免疫酶技术免疫酶
8、技术(immunoenzymaticimmunoenzymatic techniques)techniques)的基础上发展起来的一种新型的免疫测定技术的基础上发展起来的一种新型的免疫测定技术,可用于测定抗原,也可用于测定抗体可用于测定抗原,也可用于测定抗体 。ELISAELISA的原理的原理将过量抗体(抗原)包被于载体上,通过将过量抗体(抗原)包被于载体上,通过抗原抗原抗体反应使抗体反应使酶标记抗体(抗原)也结合在载体酶标记抗体(抗原)也结合在载体上,经上,经洗涤去除游离的洗涤去除游离的酶标记抗体(抗原)后酶标记抗体(抗原)后,加入底物显色,定性或定量分析有色产物从,加入底物显色,定性或定量
9、分析有色产物从而确定待测物的存在与含量。而确定待测物的存在与含量。ELISA过程过程1 1、包被包被抗原抗原(抗体抗体)吸附在固相载体上称为包被。吸附在固相载体上称为包被。2 2、复合物的形成复合物的形成加待测抗体加待测抗体(抗原抗原),),再加相应酶标记抗体再加相应酶标记抗体(抗原抗原),),生成抗原生成抗原(抗体抗体)-)-待测抗体待测抗体(抗原抗原)-)-酶标记抗体酶标记抗体的复合物。的复合物。3 3、酶与该酶底物反应酶与该酶底物反应抗原抗原(抗体抗体)-)-待测抗体待测抗体(抗原抗原)-)-酶标记抗体复合酶标记抗体复合物与该酶的底物反应生成有色产物。物与该酶的底物反应生成有色产物。4
10、4、检测检测借助分光光度计的光吸收计算抗体借助分光光度计的光吸收计算抗体(抗原抗原)的量。的量。待测抗体待测抗体(抗原抗原)的定量与有色产物成正比。的定量与有色产物成正比。ELISA的试剂的试剂三个必要的试剂:三个必要的试剂:(1 1)固相的抗菌素原(抗原)或抗体,即)固相的抗菌素原(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)酶反应的酶反应的底物底物。完整的完整的ELISA试剂盒包含以下各组分:试剂盒包含
11、以下各组分:(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)阴性对照品和阳性对照品(定性测定中),参)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);考标准品和控制血清(定量测定中);(5 5)结合物及标本的稀释液;)结合物及标本的稀释液;(6 6)洗涤液;)洗涤液;(7 7)酶反应终止液。)酶反应终止液。(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);1 1免疫吸附剂免疫吸附剂 已包被抗原或抗体的固相载体在低温(已包被抗原或抗体的固相载体在低温(2-2
12、-88)干燥的条件下一般可保存干燥的条件下一般可保存6 6个月。个月。1.11.1固相载体固相载体固相载体在固相载体在ELISAELISA测定过程中作为吸附剂和容器,不测定过程中作为吸附剂和容器,不参与化学反应。参与化学反应。ELISAELISA载体的形状主要有三种:微载体的形状主要有三种:微量滴定板、小珠和小试管。国际上标准的微量滴定量滴定板、小珠和小试管。国际上标准的微量滴定板为板为812812的的9696孔式。孔式。1.2 1.2 包被的方式包被的方式包被即是抗原或抗体结合到固相载体表面的过程。包被即是抗原或抗体结合到固相载体表面的过程。IgGIgG对聚苯乙烯等固相具有较强的吸附力,其联
13、结对聚苯乙烯等固相具有较强的吸附力,其联结多发生在多发生在FcFc段上,抗体结合点暴露于外,因此抗段上,抗体结合点暴露于外,因此抗体的包被一般均采用体的包被一般均采用直接吸附法直接吸附法。蛋白质抗原大多也可采用与抗体相似的方法包被。蛋白质抗原大多也可采用与抗体相似的方法包被。可以采用间接的可以采用间接的捕获包被法捕获包被法,即先将针对该抗原,即先将针对该抗原的特异抗体作预包被,其后通过抗原抗体反应使的特异抗体作预包被,其后通过抗原抗体反应使抗原固相化。抗原固相化。DNADNA抗原的包被抗原的包被紫外线照射(例如紫外线照射(例如3030W W紫外灯,紫外灯,7575cmcm照射照射1212小时)
14、小时)固相载体先用碱性蛋白质,如聚赖氨酸、鱼精蛋固相载体先用碱性蛋白质,如聚赖氨酸、鱼精蛋白等作预包被,也可提高核酸的结合力。白等作预包被,也可提高核酸的结合力。用亲和素先包被载体,然后加入生物素化的用亲和素先包被载体,然后加入生物素化的DNADNA脂类物质的包被脂类物质的包被可将其在有机溶剂(例如乙醇)中溶解后加入可将其在有机溶剂(例如乙醇)中溶解后加入ELISAELISA板孔中,开盖置冰箱过夜或冷风吹干,待板孔中,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。酒精挥发后,让脂质自然干固在固相表面。抗心磷脂抗体的抗心磷脂抗体的ELISAELISA试剂一般采用这种包被方式。
15、试剂一般采用这种包被方式。1.5 1.5 包被的条件包被的条件抗体和蛋白质抗原一般采用抗体和蛋白质抗原一般采用pH9.6pH9.6的碳酸盐缓冲液的碳酸盐缓冲液作为稀释液,也有用作为稀释液,也有用pH7.2pH7.2的磷酸盐缓冲液及的磷酸盐缓冲液及pH7-8pH7-8的的TrisTris-HCL-HCL缓冲液作为稀释液的。缓冲液作为稀释液的。通常在通常在ELISAELISA板孔中加入包被液后,在板孔中加入包被液后,在4-84-8冰箱中冰箱中放置过夜,放置过夜,3737中保温中保温2 2小时被认为具有同等的包小时被认为具有同等的包被效果。被效果。一般蛋白质的包被浓度为一般蛋白质的包被浓度为1001
16、00ngng/ml-20ug/ml/ml-20ug/ml。为防止包被后载体上留有未包被的空隙而导致本底为防止包被后载体上留有未包被的空隙而导致本底过高,常用过高,常用1%-5%1%-5%BSABSA封闭空隙。封闭空隙。2 2 结合物结合物酶标记的抗体(或抗原),是酶标记的抗体(或抗原),是ELISAELISA中最关键的试剂。中最关键的试剂。良好的结合物应具备:良好的结合物应具备:既保有酶的催化活性,也保持了抗体(或抗原)的既保有酶的催化活性,也保持了抗体(或抗原)的免疫活性。免疫活性。结合物中酶与抗体(或抗原)之间有恰当的分子比结合物中酶与抗体(或抗原)之间有恰当的分子比例,在结合试剂中应尽量
17、不含有或少含有未结合的例,在结合试剂中应尽量不含有或少含有未结合的酶或抗体(或抗原)。酶或抗体(或抗原)。结合物要有良好的稳定性。结合物要有良好的稳定性。2.1酶用于ELISA的酶应符合以下要求:纯度高,催化反应的转化率高纯度高,催化反应的转化率高专一性强,性质稳定专一性强,性质稳定来源丰富,价格不贵来源丰富,价格不贵 制备成酶结合物后仍继续保留它的活性部分和催化制备成酶结合物后仍继续保留它的活性部分和催化能力能力在受检标本中不存在相同的酶在受检标本中不存在相同的酶 它的相应底物易于制备和保存,有色产物易于测定它的相应底物易于制备和保存,有色产物易于测定 在在ELISAELISA中,常用的酶为
18、辣根过氧化物酶中,常用的酶为辣根过氧化物酶(horseradishhorseradish peroxidase peroxidase,HRPHRP)碱性磷酸酶碱性磷酸酶(alkalinealkaline phosohatase phosohatase,APAP)。制备结合物时所用抗体一般制备结合物时所用抗体一般 均为纯度较高的均为纯度较高的IgGIgG,以免在与酶联结时其他杂蛋白的干扰。以免在与酶联结时其他杂蛋白的干扰。在在ELISAELISA中用酶标抗原的模式不多,总的要求中用酶标抗原的模式不多,总的要求是抗原必须是高纯度的。是抗原必须是高纯度的。2.3 2.3 结合物的制备结合物的制备酶标
19、记抗体的制备方法主要有两种酶标记抗体的制备方法主要有两种交联法:可同时与酶和抗体(抗原)结交联法:可同时与酶和抗体(抗原)结合的交联剂作为合的交联剂作为“桥桥”,分别连接酶和,分别连接酶和抗体(抗原)的方法,形成酶抗体(抗原)的方法,形成酶-交联剂交联剂-抗体(抗原)。抗体(抗原)。戊二醛交联法戊二醛交联法 碱性磷酸酶碱性磷酸酶 直接法:用一活化剂首先将酶活化,被活化的直接法:用一活化剂首先将酶活化,被活化的酶分子上的基团直接可与抗体(抗原)结合形酶分子上的基团直接可与抗体(抗原)结合形成标记物。形成的标记物为酶成标记物。形成的标记物为酶-抗体(抗原)。抗体(抗原)。过碘酸盐氧化法过碘酸盐氧化
20、法 辣根过氧化物酶辣根过氧化物酶2.42.4结合物的保存结合物的保存需加入蛋白保护剂(蛋白酶抑制剂)需加入蛋白保护剂(蛋白酶抑制剂)再加入抗生素(庆大霉素)和防腐剂再加入抗生素(庆大霉素)和防腐剂HRPHRP结合物加硫柳泵结合物加硫柳泵APAP结合物可加叠氮钠,以防止细菌生长。结合物可加叠氮钠,以防止细菌生长。冰冻干燥后可在普通冰箱中保存一年左右冰冻干燥后可在普通冰箱中保存一年左右加入等体积甘油可在低温冰箱或普通冰箱中保存加入等体积甘油可在低温冰箱或普通冰箱中保存较长时间较长时间2.5 2.5 结合物的稀释液结合物的稀释液 为避免结合物在反应中直接吸附在固相载体上,在为避免结合物在反应中直接吸
21、附在固相载体上,在稀释缓冲液中常加入高浓度的无关蛋白质(例如稀释缓冲液中常加入高浓度的无关蛋白质(例如1%1%牛牛血清白蛋白),通过竞争以抑制结合物的吸附。血清白蛋白),通过竞争以抑制结合物的吸附。一般还加入具有抑制蛋白质吸附于塑料表面的非离一般还加入具有抑制蛋白质吸附于塑料表面的非离子型表面活性剂,如吐温子型表面活性剂,如吐温2020,0.05%0.05%的浓度较为适宜。的浓度较为适宜。3 3 酶的底物酶的底物3.1 3.1 HRPHRP的底物的底物邻苯二胺邻苯二胺(O-O-phenylenediaminephenylenediamine,OPDOPD)HRPHRP最常用的底物最常用的底物
22、产物呈橙红色,在产物呈橙红色,在492492nmnm处有最高吸收峰处有最高吸收峰OPDOPD见光易变质,须现配置现用。见光易变质,须现配置现用。-四甲基联苯胺四甲基联苯胺(3,3,5,5(3,3,5,5tetramethylbenzidinetetramethylbenzidine,TMBTMB)产物显蓝色,酶反应用产物显蓝色,酶反应用HCLHCL或或H2SO4H2SO4终止后,产物由蓝色终止后,产物由蓝色呈黄色,可在比色计中定量,最适吸收波长为呈黄色,可在比色计中定量,最适吸收波长为450450nmnm。3-(4-3-(4-羟基羟基)苯丙酸苯丙酸3-(4-3-(4-hydroxyhydrox
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