酶联免疫吸附课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,酶免疫技术,EIA,酶免疫技术,1,拟探讨的问题,ELISA的原理,ELISA的试剂（三个必要试剂）,ELISA的类型,ELISA的过程,ELISA的操作要点,酶免疫技术的定义,酶免疫技术的类型,酶免疫技术的发展,拟探讨的问题ELISA的原理ELISA的试剂（三个必要试剂）,2,概念,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一种免疫检测技术。,常用的酶及显色底物,常用酶,底物,加终止液前颜色,加终止液后颜色,辣根过氧化物酶（HRP）,邻苯二胺（OPD）,橙黄色,橙黄色,四甲基联苯胺（TMB）,蓝色,黄色,碱性磷酸酶（AP）,对硝基苯磷酸酯（p-NPP）,黄色,黄色,概念常用的酶及显色底物常用酶底物加终止液前颜色加终止液后颜色,3,酶免疫技术类型,（按抗原抗体系统的定位划分）,酶免疫技术,酶免疫组化,酶免疫测定,均相酶免疫测定（EMIT、CEDIA）,异相酶免疫测定,液相酶免疫测定,固相酶免疫测定（如ELISA）,酶免疫技术类型（按抗原抗体系统的定位划分）酶免疫技术酶免疫组,4,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。,酶免疫增强测定技术（EMIT）,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。,均相酶免疫测定酶免疫增强测定技术（EMIT）酶活性的抑制是由,5,抗体,酶,抗体,酶,半抗原（未标记）,底物,标记抗原,酶,抗体酶抗体酶半抗原（未标记）底物标记抗原酶,6,克隆酶供体免疫分析（CEDIA）,酶是以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,原与抗体结合后就空间位阻了酶供体（ED）与酶受体,（EA）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,与未标记抗原的含量呈正相关。,克隆酶供体免疫分析（CEDIA）酶是以供体和受体两个片段存在,7,ED,+,标本中抗原,ED标记抗原,抗体,ED,+,EA,X,EA,ED,活性酶,ED+标本中抗原ED标记抗原抗体ED+EAXEAED活性酶,8,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,液相酶免疫测定,游离的和结合的酶标记都存在于液相中，需用分离剂分开后测结合状态的酶标记物的活性。,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，只需洗涤就可将游离的酶标记物去除。以ELISA最常用。,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,9,酶联免疫吸附测定,(enzyme-linked immunosorbent assay ，ELISA),是在,免疫酶技术,(immunoenzymatic techniques),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 。,酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunos,10,ELISA的原理,将过量抗体（抗原）包被于载体上，通过,抗原,抗体反应使,酶标记抗体（抗原）也结合在载体,上，经,洗涤去除游离的,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,而确定待测物的存在与含量。,ELISA的原理将过量抗体（抗原）包被于载体上，通过抗原,11,ELISA,过程,1、,包被,抗原(抗体)吸附在固相载体上称为包被。,2、,复合物的形成,加待测抗体(抗原), 再加相应酶标记抗体(抗原),生成抗原(抗体)-待测抗体(抗原)-酶标记抗体,的复合物。,ELISA过程1、包被,12,3、,酶与该酶底物反应,抗原(抗体)-待测抗体(抗原)-酶标记抗体复合,物与该酶的底物反应生成有色产物。,4、,检测,借助分光光度计的光吸收计算抗体(抗原)的量。,待测抗体(抗原)的定量与有色产物成正比。,3、酶与该酶底物反应,13,ELISA,的试剂,三个必要的试剂：,（1）固相的抗菌素原（抗原）或抗体，即,“,免疫吸附剂,”,（immunosorbent）；,（2）酶标记的抗原或抗体，称为“,结合物,”,（conjugate）；,（3）酶反应的,底物,。,ELISA的试剂三个必要的试剂：,14,完整的,ELISA,试剂盒包含以下各组分：,（2）酶标记的抗原或抗体（结合物）；,（3）酶的底物；,（4）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）；,（5）结合物及标本的稀释液；,（6）洗涤液；,（7）酶反应终止液。,（1）已包被抗原或抗体的固相载体（免疫吸附剂）；,完整的ELISA试剂盒包含以下各组分：（2）酶标记的抗原或抗,15,1免疫吸附剂,已包被抗原或抗体的固相载体在低温（2-8）,干燥的条件下一般可保存6个月。,1.1固相载体,固相载体在ELISA测定过程中作为吸附剂和容器，不,参与化学反应。 ELISA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,板为812的96孔式。,1免疫吸附剂1.1固相载体固相载体在ELISA测定过程中,16,1.2 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。,IgG,对聚苯乙烯等固相具有较强的吸附力，其联结,多发生在Fc段上，抗体结合点暴露于外，因此抗,体的包被一般均采用,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。,可以采用间接的,捕获包被法,，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,抗原固相化。,1.2 包被的方式包被即是抗原或抗体结合到固相载体表面的,17,DNA抗原的包被,紫外线照射（例如30W紫外灯，75cm照射12小时）,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。,用亲和素先包被载体，然后加入生物素化的DNA,DNA抗原的包被紫外线照射（例如30W紫外灯，75cm照射1,18,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,ELISA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。,抗心磷脂抗体的ELISA试剂一般采用这种包被方式。,脂类物质的包被,19,1.5 包被的条件,抗体和蛋白质抗原一般采用pH9.6的碳酸盐缓冲液,作为稀释液，也有用pH7.2的磷酸盐缓冲液及pH7-8,的Tris-HCL缓冲液作为稀释液的。,通常在ELISA板孔中加入包被液后，在4-8冰箱中,放置过夜，37中保温2小时被认为具有同等的包,被效果。,一般蛋白质的包被浓度为100ng/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过高，常用1%-5%BSA封闭空隙。,1.5 包被的条件抗体和蛋白质抗原一般采用pH9.6的碳酸,20,2 结合物,酶标记的抗体（或抗原），是ELISA中最关键的试剂。,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,免疫活性。,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不含有或少含有未结合的,酶或抗体（或抗原）。,结合物要有良好的稳定性。,2 结合物酶标记的抗体（或抗原），是ELISA中最关键的试剂,21,2.1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,专一性强，性质稳定,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能力,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,2.1酶用于ELISA的酶应符合以下要求：纯度高，催化反应,22,在ELISA中，常用的酶为辣根过氧化物酶,(horseradish peroxidase,HRP,),碱性磷酸酶(alkaline phosohatase,AP,)。,制备结合物时所用抗体一般 均为纯度较高的,IgG，以免在与酶联结时其他杂蛋白的干扰。,在ELISA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。,在ELISA中，常用的酶为辣根过氧化物酶,23,2.3 结合物的制备,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）结合的交联剂作为“桥”，分别连接酶和抗体（抗原）的方法，形成酶-交联剂-抗体（抗原）。,戊二醛交联法,碱性磷酸酶,2.3 结合物的制备,24,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,成标记物。形成的标记物为酶-抗体（抗原）。,过碘酸盐氧化法,辣根过氧化物酶,直接法：用一活化剂首先将酶活化，被活化的过碘酸盐氧化法,25,2.4结合物的保存,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,HRP结合物加硫柳泵,AP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,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,2.4结合物的保存,26,2.5 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,稀释缓冲液中常加入高浓度的无关蛋白质（例如1%牛,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,子型表面活性剂，如吐温20，0.05%的浓度较为适宜。,2.5 结合物的稀释液,27,3 酶的底物,3.1 HRP的底物,邻苯二胺,(O-phenylenediamine,OPD,),HRP最常用的底物,产物呈橙红色，在492nm处有最高吸收峰,OPD见光易变质，须现配置现用。,-,3 酶的底物3.1 HRP的底物 -,28,四甲基联苯胺,(3,3,5,5tetramethylbenzidine,TMB,),产物显蓝色，酶反应用HCL或H2SO4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450nm。,3-(4-羟基)苯丙酸,3-(4-hydroxy)phenly propionic acid,HPPA,经HRP作用后，产物显荧光，可用荧光光度计测量（定量）或放射自显影（定性）。,四甲基联苯胺(3,3,5,5tetramethylben,29,3.2AP的底物,对硝基苯磷酸酯,(p-nitrophenyl phosphate,p-NPP,),产物为黄色的对硝基酚，,在405nm波长处有吸收峰。,用NaOH终止酶反应后，黄色可稳定一时间,磷酸4-甲基伞酮,可发荧光的底物，用于ELISA作荧光测定，敏感度较高,3.2AP的底物,30,洗涤液,在板式,ELISA,中，常用的洗涤液为含0.05%吐温20的磷酸盐缓冲液,。,酶反应终止液,常用的HRP反应终止液为硫酸，,在板式,ELISA,中一般采用2mol/L,洗涤液,31,ELISA的类型,一）双抗体夹心法测抗原,利用待测抗原上的两个抗原决定簇A和B分别与,固相载体上的抗体A和酶标记抗体B结合，形成,抗体A-待测抗原-酶标抗体B,复合物，复合物的,形成量与待测抗原含量成正比，属于非竞争性,反应。,ELISA的类型一）双抗体夹心法测抗原利用待测抗原上的两个抗,32,抗体,固相抗体,保温,受检标本,抗原,洗涤,酶标抗体,抗体,酶标,洗涤,加底物,保温,洗涤,抗体固相抗体保温受检标本抗原洗涤酶标抗体抗体酶标洗涤加底物保,33,此法适用于测定二价或二价以上的大分子抗原，,不适用于测定半抗原及小分子单价抗原，因其不能,形成两位点夹心。,双抗体夹心法测抗原的另一注意点是类风湿因子,（RF）的干扰。采用F（ab）或Fab片段作酶结合物,的试剂，由于去除了Fc段，从而消除RF的干扰。,抗体的选择：如抗体的来源为抗血清，包被和,酶标用的抗体最好分别取自不同种属的动物。,此法适用于测定二价或二价以上的大分子抗原，,34,二）,间接法测抗体,原理为将已知抗原连接在固相载体上，待测抗体与抗原结合后再与酶标二抗结合，形成抗原-待测抗体-酶标二抗的复合物，复合物的量与待测抗体量成正比，也属于非竞争性反应。,抗原,固相抗原,洗涤,受检血清,抗体,洗涤,酶标抗抗体,抗抗体,酶标,洗涤,加底物,保温,保温,二）间接法测抗体原理为将已知抗原连接在固相载体上，待测抗体与,35,主要用于对病原体抗体的检测而进行传染病的诊断,间接法中另一种干扰因素为正常血清中所含的高浓,度的非特异性IgG ，非特异IgG可直接吸附到固相,载体上，有时也可吸附到包被抗原的表面。,在间接法中，抗原包被后一般用无关蛋白质（BSA）,再包被一次，以封闭（blocking）固相上的空余间,隙。在检测过程中标本须先行稀释（1:40,1:200），以避免过高的阴性本底,影响结果的判断。,主要用于对病原体抗体的检测而进行传染病的诊断,36,三）,竞争法,可用于检测抗原和抗体。用酶标抗原（抗体）与待测,的非标记抗原（抗体）竞争性的与固相载体上的限量,抗体（抗原）结合，待测抗原（抗体）多，则形成非,标记复合物多，酶标复合物就少，故显色程度与待测,物含量成反比。,小分子激素、药物等ELISA测定多用此法。,三）竞争法可用于检测抗原和抗体。用酶标抗原（抗体）与待测,37,对照孔与样品孔底物降解量的差未知抗原量,对照孔与样品孔底物降解量的差未知抗原量,38,四）,捕获包被法测抗体,在,临床检验中测定抗体,IgM,时多采用捕获包被法。,抗人IgM固相抗体的形成,加入血清标本，形成,抗人IgM固相抗体-特异性IgM抗,体,复合物,加入抗原，形成,抗人IgM固相抗体-特异性IgM抗,体-抗原,复合物。,加酶标记针对抗原的特异性抗体，形成,抗人IgM固相,抗体-特异性IgM抗体-抗原-酶标抗体,复合物。,酶再与底物作用，呈色即与标本中的IgM成正相关。,四）捕获包被法测抗体 在临床检验中测定抗体IgM时多采用捕获,39,此法常用于病毒性感染的早期诊断。,此法常用于病毒性感染的早期诊断。,40,ELISA常用技术类型比较,类型,固相载体上的包被物,待测物,酶标记物,显色程度与待测物含量间的关系,双抗体夹心法（一步法）,抗体A,抗原,酶标抗体B,正相关,间接法,抗原,抗体,酶标二抗,正相关,竞争法,抗原（抗体）,抗体（抗原）,酶标抗体（抗原）,负相关,捕获法,抗IgM,IgM,酶标抗体,正相关,ELISA常用技术类型比较类型固相载体上的包被物待测物酶标记,41,ELISA的操作要点,1 标本的采取和保存,广泛：体液（如血清）、分泌物（唾液）和排泄物,（如尿液、粪便），大部分检测以血清为标本。,5天内测定的血清，,4,，超过一周，,低温冰存,。,冻结血清融解后，应充分混匀，避免气泡 。,混浊或有沉淀的血清标本应先离心或过滤，澄清后再检测。,测抗体的血清如需保存作多次检测，宜少量分装冰存。,ELISA的操作要点1 标本的采取和保存广泛：体液（如血清）,42,3 加样,2 试剂的准备,按试剂盒说明书的要求准备实验中需用的试剂。,从冰箱中取出的试剂应待温度与室温平衡后使用。,试剂盒中本次试验不用的部分应及时放回冰箱保存。,一般有3次加样，即加标本，加酶结合物，加底物。,加样时应将所加物加在LEISA板孔的底部，避免加,在孔壁上部，并注意不可溅出，不可产生气泡。,3 加样2 试剂的准备一般有3次加样，即加标本，加酶结合物,43,4 保温（温育）,常采用43、37、室温和4（冰箱温度）等。,37是常用的保温温度。,也采用4过夜，抗原抗体反应4更为彻底。,一般采用水浴，将ELISA板置于水浴箱中，ELISA板底应,贴着水面，使温度迅速平衡。为避免蒸发，板上应加盖,，也可用塑料贴封纸或保鲜膜覆盖板孔，此时可让反应,板漂浮在水面上。,4 保温（温育）,44,5 洗涤,通过洗涤来达到分离,游离的,和,结合的,酶标,记物的目的。,洗涤的方式除某些ELISA仪器配有特殊的自动,洗涤仪外，手工操作有浸泡式和流水冲洗式两种。,5 洗涤,45,浸泡式,a.吸干或甩干孔内反应液；,b.用洗涤液过洗一遍（将洗涤液注满板孔后，即甩去）；,c.浸泡，即将洗涤液注满板孔，放置1-2分钟，间歇摇动，,d.吸干孔内液体。吸干应彻底，可用水泵或真空泵抽吸，,也可甩去液体后在清洁毛巾或吸水纸上拍干；,e.重复操作c和d，洗涤3-4次（或按说明规定）。,洗涤液多为含非离子型洗涤剂的中性缓冲液。,浸泡式 a.吸干或甩干孔内反应液；,46,6 显色和比色,OPD底物显色在室温或37反应20-30分钟后,即不再加深， OPD产物用硫酸终止后，显色由,橙黄色转向棕黄色。,TMB经HRP作用后，约40分钟显色达顶峰，,TMB的终止液有多种，叠氮钠和十二烷基硫酸钠,（SDS）能使蓝色维持较长时间（12-24小时）,是目视判断的良好终止剂。酸性终止液则会使,蓝色转变成黄色，此时可用特定的波长（450nm）,测读吸光值。,6 显色和比色OPD底物显色在室温或37反应20-30分钟,47,比色,拭干板底附着的液体，正确放入酶标比色仪的比色架中,蒸馏水校零点,比色结果的表达用光密度（oplical density，OD），,或吸光度（absorbence，A），两者含义相同。,通常的表示方法是，将吸收波长写于A字母的右下角，如OPD,的吸收波长为492nm，表示方法为A492nm或OD492nm。,吸光度减去空白孔的吸光度，然后进行计算,比色拭干板底附着的液体，正确放入酶标比色仪的比色架中蒸馏水校,48,酶标比色仪,酶标仪，专用于测读ELISA结果吸光度的光度计。酶标仪,的主要性能指标有：测读速度、读数的准确性、重复性,、精确度和可测范围、线性等等。优良的酶标仪的读数,一般可精确到0.001，准确性为1%，重复性达0.5%。,应注意可测范围与线性范围的不同，线性范围常小于可,测范围，比如某一酶标仪的可测范围为0.0002.900，,而其线性范围仅0.0002.000，这在定量ELISA中制作,标准曲线时应予注意。,酶标比色仪,49,结果判断,1 定性测定,对受检标本中是否含有待测抗原或抗体作出,“,有,”,或,“,无,”,的,简单回答，分别用,“,阳性,”,、,“,阴性,”,表示,在间接法和夹心法ELSIA中，阳性孔呈色深于阴性孔。,在竞争法ELISA中则相反，阴性孔呈色深于阳性孔。,结果判断 1 定性测定对受检标本中是否含有待测抗原或抗体作出,50,2 定量测定,定量测定中，每批测试均须用一系列不同浓度的参考标准品,在相同的条件下制作标准曲线。,测定大分子量物质的夹心法ELISA，标准曲线的范围一般较,宽，曲线最高点的吸光度可接近2.0，绘制时常用半对数纸，,以检测物的浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，将各浓度的,值逐点连接，所得曲线一般呈S形，其头、尾部曲线趋于平,坦，中央较呈直线的部分是最理想的检测区域。,2 定量测定定量测定中，每批测试均须用一系列不同浓度的参考,51,测定小分子量物质常用竞争法，其标准曲线中吸光度与受检,物质的浓度呈负相关。ELISA测定的标准曲线示例见图。,注意图中横坐标为对数关系，这更有利于测定系统的表达。,测定小分子量物质常用竞争法，其标准曲线中吸光度与受检,52,酶免疫技术的发展,斑点-ELISA,原理同ELISA,区别：用对蛋白质有极强吸附力的硝酸纤维素膜代替塑,料制品作为固相载体，在NC膜上形成有色沉淀而显色。,免疫印迹法,电泳、转印、酶免疫测定,酶免疫技术的发展斑点-ELISA原理同ELISA免疫印迹法电,53,发光酶免疫测定,酶催化的底物是发光剂，产物是发光产物。,需用特定的仪器测定,HRP的发光底物有：鲁米诺及衍生物、对-羟基苯乙酸,AP的发光底物有：3-（2-螺旋金刚烷）-4-甲氧基-（3-磷酸氧基）-苯基-1；2-二氧乙烷；4-甲基伞形酮磷酸盐,发光酶免疫测定酶催化的底物是发光剂，产物是发光产物。,54,BAS-ELISA法,生物素(biotin) 是一种小分子生长因子，有两个环状结构，一个可和亲和素结合，另一个可和包括酶、抗原（抗体）的多种物质结合。,亲和素(avidin) 又称卵白素，有4个亚基，都可与生物素稳定结合，一个亲和素可与4个生物素分子结合，这样就可放大抗原抗体的反应。现在多用从链霉菌中提取的链霉亲和素。,亲和素也可被酶标记。,以游离亲和素为“桥”，分别连接生物素化抗原抗体系统和,酶标生物素。分为：BAB法和ABC法,直接用标记亲和素连接生物素化抗原抗体反应系统。有BA法,BAS-ELISA法生物素(biotin) 是一种小分子生长,55,双抗夹心法测抗原为例,BAB法：固相抗体+待测抗原+抗体-生物素+亲和素+,生物素-酶+底物,ABC法：固相抗体+待测抗原+抗体-生物素+亲和素+,生物素-酶-底物,BA法：固相抗体+待测抗原+抗体-生物素+亲和素-酶,+底物,双抗夹心法测抗原为例BAB法：固相抗体+待测抗原+抗体-生物,56,