《酶联免疫分析法》PPT课件.ppt
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1、第第七章七章 酶联免疫分析法酶联免疫分析法第第七七章章 酶联免疫分析酶联免疫分析法法基本要求:基本要求:了了解解免免疫疫分分析析发发展展史史,掌掌握握抗抗原原、抗抗体体和和免免疫疫反反应应的的原原理理,了了解解免免疫疫分分析析法法的的分分类类,熟熟悉悉酶酶标标记记免免疫疫分分析析法法中中使使用用的的酶酶,熟熟悉悉ELISAELISA的的原原理理,掌掌握握ELISAELISA的的固固相相载载体体、包包被被与与封封闭闭、稀稀释释液液、洗洗涤涤液液、酶酶反反应应终终止止液液及及ELISAELISA法法常常用用酶酶的的底底物物系系统统,掌掌握握ELISAELISA的的酶酶联联方方法法和和试试验验方方法
2、法,熟熟悉悉ELISAELISA反反应应条条件件的的选选择择,掌掌握握ELISAELISA的的定定量量计计算算,了了解解ELISAELISA的的灵灵敏敏度度提提高高途途径径,熟熟悉悉ELISAELISA放放大大系系统统。了了解解化化学学发发光光分分析析的的原原理理,熟熟悉悉化化学学发发光光剂剂的的种种类类,熟熟悉悉化化学学发发光光酶酶联联免免疫疫分分析析常常用用的的标标记记酶酶和和发发光光增增强强剂剂,熟熟悉悉生生物物发发光光酶酶联联免免疫疫分分析析常常用的生物发光反应体系。用的生物发光反应体系。第第七七章章 酶联免疫分析酶联免疫分析法法第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述第二节第二
3、节 光度酶联免疫分析光度酶联免疫分析第三节第三节 发光酶联免疫分析发光酶联免疫分析第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述一、一、免疫分析免疫分析1 1、免疫分析发展史、免疫分析发展史免免疫疫分分析析(ImmunoassayImmunoassay,IAIA)是是利利用用待待测测物物质质(抗抗原原或或抗抗体体)与与其其相相对对应应物物质质(抗抗体体或或抗抗原原)之之间间专专一一特异性反应特异性反应而建立起来的一种而建立起来的一种高选择性高选择性分析方法。分析方法。免免疫疫分分析析主主要要基基于于用用抗抗体体(或或抗抗原原)作作为为选选择择性性化化学学试剂以分析试剂以分析测定抗原测定抗原(或
4、抗体)及(或抗体)及半抗原半抗原。宋代宋代 人工痘苗人工痘苗预防烈性传染病天花预防烈性传染病天花19711971年年 第第一一届届国国际际免免疫疫学学会会议议 将将免免疫疫学学与与微微生生物物学分开发展成一门独立的学科。学分开发展成一门独立的学科。“免免疫疫(immunityimmunity)”一一词词源源于于 “immunitasimmunitas”,原原意是免除税赋和差役。意是免除税赋和差役。研究早期免疫学多集中在研究早期免疫学多集中在抗体抗感染能力抗体抗感染能力研究。研究。2020世世纪纪中中期期以以后后,人人们们逐逐渐渐开开始始对对各各种种抗抗原原、微微生生物物的的作作用用进进行行研研
5、究究,发发展展出出基基础础免免疫疫学学、临临床床免免疫疫学学、免疫学检测、医学免疫学等多个分支。免疫学检测、医学免疫学等多个分支。现现代代免免疫疫学学将将“免免疫疫”定定义义为为:机机体体对对“自自己己”和和“异异己己”识识别别、应应答答过过程程中中所所产产生生的的生生物物学学效效应应的的总总和和,正常情况下是正常情况下是维持内环境稳定维持内环境稳定的一种生理性功能。的一种生理性功能。第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述2 2、抗原、抗体与免疫反应、抗原、抗体与免疫反应抗原抗原是能够引起免疫反应的分子。是能够引起免疫反应的分子。免免疫疫原原性性(immunogenicityimmun
6、ogenicity)指指诱诱导导刺刺激激免免疫疫系系统统产产生抗体或致敏淋巴细胞的能力生抗体或致敏淋巴细胞的能力。具有免疫原性的物质称为具有免疫原性的物质称为免疫原免疫原(immunogenimmunogen)。免免 疫疫 反反 应应 原原 性性(immunoreactivityimmunoreactivity)或或 抗抗 原原 性性(antigenicityantigenicity),指指能能与与相相应应抗抗体体或或致致敏敏淋淋巴巴细细胞胞发生特异性结合,引起免疫反应的性能。发生特异性结合,引起免疫反应的性能。具具备备上上述述两两种种特特性性的的物物质质为为完完全全抗抗原原,仅仅具具有有免免
7、疫疫反反应性的物质被称为应性的物质被称为半抗原半抗原(haptenhapten)。)。第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述抗体抗体是能与抗原发生特异性结合的是能与抗原发生特异性结合的免疫球蛋白免疫球蛋白。所所有有的的抗抗体体都都是是免免疫疫球球蛋蛋白白,但但并并非非所所有有的的免免疫疫球球蛋蛋白都是抗体白都是抗体。例例如如无无免免疫疫活活性性的的免免疫疫球球蛋蛋白白(如如骨骨髓髓瘤瘤蛋蛋白白)就就不不是抗体,是抗体,尽管尽管其结构与抗体相似。其结构与抗体相似。抗抗体体主主要要存存在在于于血血清清内内,但但在在其其他他体体液液及及外外分分泌泌液液中中也有存在。也有存在。抗抗原原抗抗体体
8、分分子子之之间间存存在在着着结结构构互互补补性性和和亲亲和和性性,使使得得抗抗原原与与相相应应抗抗体体之之间间极极易易发发生生结结合合反反应应,这这种种反反应应具具有有高特异性高特异性(即专一性即专一性)和)和可逆性可逆性。第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述抗原、抗体发生如下免疫反应:抗原、抗体发生如下免疫反应:Ag+Ab Ag-AbAg+Ab Ag-Ab该该免免疫疫反反应应遵遵循循可可逆逆生生物物大大分分子子相相互互作作用用的的热热动动力力学学基本原理,其反应式为基本原理,其反应式为式式中中:AbAb为为游游离离的的抗抗体体结结合合位位点点的的浓浓度度;AgAg为为游游离离的的抗
9、抗原原结结合合位位点点的的浓浓度度;Ab-AgAb-Ag为为抗抗原原-抗抗体体复复合合物物的的浓浓度度;k k1 1为为正正反反应应速速率率常常数数;k k2 2为为负负反反应应速速率率常常数;数;K K为为反应平衡常数反应平衡常数(亲和常数亲和常数)。第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述这这种种抗抗原原-抗抗体体反反应应既既可可发发生生于于体体内内(in in vivovivo),也也可发生于体外(可发生于体外(in vitroin vitro)。)。抗抗体体主主要要存存在在于于血血清清中中,在在抗抗原原、抗抗体体的的检检测测中中多多采采用用血血清清做做试试验验,所所以以体体外外抗
10、抗原原-抗抗体体反反应应也也称称为为血血清清学反应学反应(serologic reactionserologic reaction)。)。基基于于抗抗原原-抗抗体体反反应应的的检检测测技技术术主主要要应应用用于于以以下下几几个个方面:方面:用已知抗原用已知抗原检测未知抗体检测未知抗体;用已知抗体用已知抗体检测未知抗原检测未知抗原;定性或定量定性或定量检测检测体内体内各种大分子物质各种大分子物质;用已知抗体用已知抗体检测检测某些药物、激素等各种某些药物、激素等各种半抗原半抗原物质。物质。第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述二、二、酶标记免疫分析法及常用标记酶酶标记免疫分析法及常用标记酶
11、1 1、免疫分析法分类、免疫分析法分类第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述2 2、酶标记免疫分析法中使用的酶、酶标记免疫分析法中使用的酶(1 1)酶联免疫分析中使用的酶应)酶联免疫分析中使用的酶应符合下列条件符合下列条件:纯度高纯度高、催化反应的转化速率高、催化反应的转化速率高、专一性强专一性强;具有具有足够的足够的偶联用偶联用标记基团标记基团,与抗原、抗体蛋白分子,与抗原、抗体蛋白分子偶联后仍保持较高的催化活性;偶联后仍保持较高的催化活性;使用使用稳定性稳定性和保存稳定性和保存稳定性好好;测定测定酶活性的酶活性的方法简便方法简便、灵敏灵敏、快速快速;待测待测体液中不存在体液中不存在
12、与标记酶相同的酶;与标记酶相同的酶;第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述待测溶液中待测溶液中应该应该无底物无底物、反应抑制剂反应抑制剂和其他与酶发生和其他与酶发生反应的反应的干扰物质干扰物质;酶的来源、纯化和供应酶的来源、纯化和供应较方便较方便,价格,价格较低廉较低廉;均相酶免疫测定均相酶免疫测定法中使用的酶,还要求当抗体与半抗法中使用的酶,还要求当抗体与半抗原原-酶酶结合物结合结合物结合后,酶活性表现出后,酶活性表现出抑制或激活抑制或激活。第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述(2 2)酶的评价指标酶的评价指标 通常通常用用RZRZ和和酶的比活酶的比活力评价力评价标记标记酶
13、的质量。酶的质量。RZRZ表示酶蛋白中表示酶蛋白中活性部分活性部分与与非活性部分非活性部分最大吸光度的最大吸光度的比值。比值。酶的比活酶的比活力力指在特定条件下,每指在特定条件下,每1mg1mg酶酶或或每每1ml1ml酶液所酶液所具有的酶活性单位数具有的酶活性单位数。(3 3)酶联免疫分析中的常用酶酶联免疫分析中的常用酶 下表下表列出了酶联免疫列出了酶联免疫分析中的常用酶。分析中的常用酶。其中其中ECEC编号编号是是根据国际酶学委员会根据国际酶学委员会的规定采用四码编号法确定的每个酶的系统编号。的规定采用四码编号法确定的每个酶的系统编号。第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述酶酶来源来
14、源EC编号编号辣根过氧化物酶辣根过氧化物酶辣根辣根1.11.1.7酸性磷酸酶酸性磷酸酶动植物动植物3.1.3.2碱性磷酸酶碱性磷酸酶牛肠牛肠3.1.3.1-D-半乳糖苷酶半乳糖苷酶大肠杆菌大肠杆菌3.2.1.23葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶曲霉菌曲霉菌1.1.3.4脲酶脲酶Jack豆豆3.5.1.5青霉素酶青霉素酶3.5.2.6过氧化氢酶过氧化氢酶肝肝1.11.1.6葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶根霉菌根霉菌3.2.1.3碳酸苷酶碳酸苷酶牛红细胞牛红细胞4.2.1.1乙酰胆碱酶乙酰胆碱酶3.1.1.7葡萄糖葡萄糖-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶肠系膜明串细菌肠系膜明串细菌1.1.1.49溶菌酶溶菌酶鸡卵白鸡卵
15、白3.2.1.17苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶猪心线粒体猪心线粒体1.1.1.49无机焦磷酸酶无机焦磷酸酶大肠杆菌大肠杆菌3.6.1.1荧光素酶荧光素酶发光生物发光生物1.3.12.7丙酮酸激酶丙酮酸激酶哺乳动物组织哺乳动物组织2.7.1.40酶联免疫分析常用酶酶联免疫分析常用酶第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述辣辣根根过过氧氧化化物物酶酶(horseradish horseradish peroxidaseperoxidase,HRPHRP)是是一一种种提提取取自自辣辣根根中中,相相对对分分子子质质量量为为44kDa44kDa的的糖糖蛋蛋白白。其其酶酶学学活活性性部部分分包包括括脱脱
16、辅辅基基蛋蛋白白和和血血红红素素基基团团,辅辅基基亚铁血红素在亚铁血红素在403nm403nm波长呈现最大光吸收值。波长呈现最大光吸收值。HRPHRP的的纯纯度度以以RZRZ值值即即A A403nm403nm/A/A275nm275nm的的值值来来衡衡量量,高高纯纯度度HRPHRP制剂的制剂的RZ3.0RZ3.0。通通常常以以能能在在2020、pHpH为为6.06.0、20s20s的的时时间间内内催催化化底底物物邻邻苯苯三三酚酚产产生生1mg1mg红红桔桔酚酚(purpurogallinpurpurogallin)作作为为HRPHRP酶酶的的1 1个活性单位。个活性单位。用于标记的用于标记的H
17、RPHRP比活性应比活性应大于大于250U/mg250U/mg。第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述碱碱性性磷磷酸酸酶酶(alkaline alkaline phosphatasephosphatase,APAP)几几乎乎存存在在于于动动物物和和人人体体的的所所有有组组织织中中,尤尤其其在在肝肝脏脏、胎胎盘盘、白白细胞、肾小管中含量高。细胞、肾小管中含量高。APAP是是一一种种磷磷酸酸酯酯的的水水解解酶酶,它它能能够够催催化化磷磷酸酸单单酯酯、磷磷酸酸核核苷苷及及6-6-磷磷酸酸糖糖类类等等的的水水解解,在在释释放放磷磷酸酸盐盐的的同同时时产生有色的或荧光的产物。产生有色的或荧光的产
18、物。碱碱性性磷磷酸酸酶酶的的分分子子质质量量为为8080100kDa100kDa,最最适适pHpH为为8.08.010.010.0,随酶源和底物的不同而变化。,随酶源和底物的不同而变化。APAP活性的测定以活性的测定以对硝基磷酸苯酯对硝基磷酸苯酯(PNPPNP)作为底物。)作为底物。用作标记的用作标记的APAP比活比活力力应应大于大于1000U/mg1000U/mg。第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述葡葡萄萄糖糖氧氧化化酶酶(glucose glucose oxidaseoxidase,GODGOD)即即-D-D-葡葡萄糖氧化还原酶,一般由黑曲霉和青霉产生萄糖氧化还原酶,一般由黑曲
19、霉和青霉产生。它它催催化化O O2 2和和-D-D-葡葡萄萄糖糖的的反反应应形形成成H H2 2O O2 2和和D-D-葡葡萄萄糖糖酸酸-内酯,酯再与水反应生成葡糖酸。内酯,酯再与水反应生成葡糖酸。其其反反应应最最适适pHpH范范围围为为4.04.07.07.0,pH5.5pH5.5时时,反反应应速速率率最最大大。葡葡萄萄糖糖氧氧化化酶酶对对-D-D-葡葡萄萄糖糖的的-异异头头碳碳有有高高度专一性度专一性。葡萄糖氧化酶的比活葡萄糖氧化酶的比活力力至少为至少为20U/mg20U/mg。葡萄糖氧化酶在葡萄糖氧化酶在44下可稳定存在下可稳定存在6 61212个月。个月。第一节第一节 酶联免疫分析概述
20、酶联免疫分析概述-D-D-半半乳乳糖糖苷苷酶酶(-D-galactosidase-D-galactosidase,GalGal)即即乳乳糖糖酶酶(-lactase-lactase),广广泛泛存存在在于于植植物物、动动物物器器官官、细菌、酵母和真菌中。细菌、酵母和真菌中。当当GalGal催催化化水水解解-D-D-半半乳乳糖糖苷苷时时,若若得得到到的的半半乳乳糖糖残残基基转转移移到到水水分分子子受受体体,称称为为水水解解;若若受受体体是是糖糖或或醇醇时时,称为称为转半乳糖苷转半乳糖苷。GalGal催催化化-D-D-半半乳乳糖糖苷苷水水解解反反应应的的最最适适pHpH为为7.57.5,转转化化效效率
21、率很很高高,且且比比HRPHRP易易于于标标记记,背背景景值值低低,稳稳定定性性好。好。GalGal比活比活力力应不少于应不少于30U/mg30U/mg,55能保存能保存1 12 2年。年。第一节第一节 酶联免疫分析概述酶联免疫分析概述第二节第二节 酶联免疫吸附分析法酶联免疫吸附分析法一、一、光度酶联免疫分析光度酶联免疫分析1 1、酶酶联联免免疫疫吸吸附附分分析析(enzyme-linked enzyme-linked immunosorbent immunosorbent assayassay,ELISAELISA)原理)原理使抗原或抗体使抗原或抗体结合结合到某种到某种固相载体表面固相载体表
22、面;抗原或抗体与某种酶联结成抗原或抗体与某种酶联结成酶标抗原酶标抗原或或抗体抗体;在在测测定定时时,使使受受检检标标本本和和酶酶标标抗抗原原或或抗抗体体按按不不同同的的步步骤骤与固相抗原与固相抗原或固相抗体起或固相抗体起反应反应;用用洗洗涤涤的的方方法法使使固固相相载载体体上上形形成成的的抗抗原原抗抗体体复复合合物物与与其其他他物物质质分分开开,结结合合在在固固相相载载体体上上的的酶酶量量与与标标本本中中受受检物质的量成检物质的量成一定的一定的比例比例;加加入入酶酶反反应应底底物物,底底物物被被酶酶催催化化为为有有色色产产物物,产产物物量量与与标本中标本中受检物受检物的的量相关量相关,用分光光
23、度法进行定量。,用分光光度法进行定量。*A Ag g是是酶酶标标志志抗抗原原,A Ag g是是未未标标志志抗抗原原,A Ab b是是特特异异性性抗抗体体,(F)(F)表示游离型的表示游离型的*A Ag g,(B)(B)表示结合型的表示结合型的*A Ag g-A Ab b。第二节第二节 酶联免疫吸附分析法酶联免疫吸附分析法2 2、ELISAELISA的固相载体的固相载体良良好好的的ELISAELISA板板应应该该是是吸吸附附性性能能好好,空空白白值值低低,孔孔底底透明度高透明度高,各板之间、同一板各孔之间,各板之间、同一板各孔之间性能相近性能相近。最常用的是最常用的是聚苯乙烯聚苯乙烯。聚聚氯氯乙
24、乙烯烯对对蛋蛋白白质质的的吸吸附附性性能能比比聚聚苯苯乙乙烯烯高高,但但空空白白值也略高。值也略高。ELISAELISA载体的形式有载体的形式有小试管小试管、小珠小珠和和微量反应板微量反应板。第二节第二节 酶联免疫吸附分析法酶联免疫吸附分析法3 3、固相载体的包被与封闭、固相载体的包被与封闭(1 1)包包被被(coatingcoating)指指将将抗抗原原或或抗抗体体连连接接到到固固相相载载体体上的过程。上的过程。以以聚聚苯苯乙乙烯烯微微量量反反应应板板为为例例,通通常常先先将将抗抗原原或或抗抗体体溶溶于于pH pH 9.69.6的的碳碳酸酸盐盐缓缓冲冲液液(或或pH pH 7.27.2的的磷
25、磷酸酸盐盐缓缓冲冲液液,pH pH 7 78 8的的Tris-HClTris-HCl缓缓冲冲液液)中中,加加满满反反应应孔孔,置置44过夜过夜,洗涤即可。,洗涤即可。包包被被浓浓度度随随载载体体和和包包被被物物的的性性质质可可有有很很大大的的变变化化,每每批材料需通过实验与酶结合物的浓度协调选定。批材料需通过实验与酶结合物的浓度协调选定。一般蛋白质的包被浓度为一般蛋白质的包被浓度为0.10.120g/ml20g/ml。第二节第二节 酶联免疫吸附分析法酶联免疫吸附分析法(2 2)封封闭闭(blockingblocking)指指继继包包被被之之后后用用高高浓浓度度的的无无关关蛋白质蛋白质溶液溶液再
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