ELISA方法的基本原理和操作步骤

ELISA方法的基本原理和操作步骤自己收集整理的错误在所难免仅供参考交流如有错误请指正！谢谢ELISA方法的基本原理和操作步骤基本原理1971年Engvall和Perlmann发表了酶联免疫吸附剂测定（enzymelinkedimmunosorbentassayELISA）用于IgG定量测定的文章使得1966年开始用于抗原定位的酶标抗体技术发展成液体标本中微量物质的测定方法这一方法的基本原理是：①使抗原或抗体结合到某种固相载体表面并保持其免疫活性②使抗原或抗体与某种酶连接成酶标抗原或抗体这种酶标抗原或抗体既保留其免疫活性又保留酶的活性在测定时把受检标本（测定其中的抗体或抗原）和酶标抗原或抗体按不同的步骤与固相载体表面的抗原或抗体起反应用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与其他物质分开最后结合在固相载体上的酶量与标本中受检物质的量成一定的比例加入酶反应的底物后底物被酶催化变为有色产物产物的量与标本中受检物质的量直接相关故可根据颜色反应的深浅刊物定性或定量分析由于酶的催化频率很高故可极大地地放大反应效果从而使测定方法达到很高的敏感度方法类型和操作步骤ELISA可用于测定抗原也可用于测定抗体在这种测定方法中有3种必要的试剂：①固相的抗原或抗体②酶标记的抗原或抗体③酶作用的底物根据试剂的来源和标本的性状以及检测的具备条件可设计出各种不同类型的检测方法（一）双抗体夹心法双抗体夹心法是检测抗原最常用的方法操作步骤如下：（1）将特异性抗体与固相载体连接形成固相抗体：洗涤除去未结合的抗体及杂质（2）加受检标本：使之与固相抗体接触反应一段时间让标本中的抗原与固相载体上的抗体结合形成固相抗原复合物洗涤除去其他未结合的物质（3）加酶标抗体：使固相免疫复合物上的抗原与酶标抗体结合彻底洗涤未结合的酶标抗体此时固相载体上带有的酶量与标本中受检物质的量正相关（4）加底物：夹心式复合物中的酶催化底物成为有色产物根据颜色反应的程度进行该抗原的定性或定量根据同样原理将大分子抗原分别制备固相抗原和酶标抗原结合物即可用双抗原夹心法测定标本中的抗体（二）双位点一步法在双抗体夹心法测定抗原时如应用针对抗原分子上两个不同抗原决定簇的单克隆抗体分别作为固相抗体和酶标抗体则在测定时可使标本的加入和酶标抗体的加入两步并作一步（图15-5）这种双位点一步不但简化了操作缩短了反应时间如应用高亲和力的单克隆抗体测定的敏感性和特异性也显著提高单克隆抗体的应用使测定抗原的ELIS在一步法测定中应注意钩状效应（hookeffect）类同于沉淀反应中抗原过剩的后带现象当标本中待测抗原浓度相当高时过量抗原分别和固相抗体及酶标抗体结合而不再形成夹心复合物所得结果将低于实际含量钩状效应严重时甚至可出现假阴性结果（三）间接法测抗体间接法是检测抗体最常用的方法其原理为利用酶标记的抗抗体以检测已与固相结合的受检抗体故称为间接法操作步骤如下：（1）将特异性抗原与固相载体连接形成固相抗原：洗涤除去未结合的抗原及杂质（2）加稀释的受检血清：其中的特异抗体与抗原结合形成固相抗原抗体复合物经洗涤后固相载体上只留下特异性抗体其他免疫球蛋白及血清中的杂质由于不能与固相抗原结合在洗涤过程中被洗去（3）加酶标抗抗体：与固相复合物中的抗体结合从而使该抗体间接地标记上酶洗涤后固相载体上的酶量就代表特异性抗体的量例如欲测人对某种疾病的抗体可用酶标羊抗人IgG抗体（4）加底物显色：颜色深度代表标本中受检抗体的量本法只要更换不同的固相抗原可以用一种酶标抗抗体检测各种与抗原相应的抗体（四）竞争法竞争法可用于测定抗原也可用于测定抗体以测定抗原为例受检抗原和酶标抗原竞争与固相抗体结合因此结合于固相的酶标抗原量与受检抗原的量呈反比操作步骤如下：（1）将特异抗体与固相载体连接形成固相抗体洗涤（2）待测管中加受检标本和一定量酶标抗原的混合溶液使之与固相抗体反应如受检标本中无抗原则酶标抗原能顺利地与固相抗体结合如受检标本中含有抗原则与酶标抗原以同样的机会与固相抗体结合竞争性地占去了酶标抗原与固相载体结合的机会使酶标抗原与固相载体的结合量减少参考管中只加酶标抗原保温后酶标抗原与固相抗体的结合可达最充分的量洗涤（3）加底物显色：参考管中由于结合的酶标抗原最多故颜色最深参考管颜色深度与待测管颜色深度之差代表受检标本抗原的量待测管颜色越淡表示标本中抗原含量越多（五）捕获法测IgM抗体血清中针对某些抗原的特异性IgM常和特异性IgG同时存在后者会干扰IgM抗体的测定因此测定IgM抗本多用捕获法先将所有血清IgM（包括异性IgM和非特异性IgM）固定在固相上在去除IgG后再测定特异性IgM操作步骤如下：（1）将抗人IgM抗体连接在固相载体上形成固相抗人IgM洗涤（2）加入稀释的血清标本：保温反应后血清中的IgM抗体被固相抗体捕获洗涤除去其他免疫球蛋白和血清中的杂质成分（3）加入特异性抗原试剂：它只与固相上的特异性IgM结合洗涤（4）加入针对特异性的酶标抗体：使之与结合在固相上的抗原反应结合洗涤（5）加底物显色：如有颜色显示则表示血清标本中的特异性IgM抗体存在是为阳性反应（六）应用亲和素和生物素的ELISA亲和素是一种糖蛋白可由蛋清中提取分子量60kD每个分子由4个亚基组成可以和4个生物素分子亲密结合现在使用更多的是从链霉菌中提取的链霉和素（strepavidin）生物素（biotin）又称维生素H分子量244.31存在于蛋黄中用化学方法制成的衍生物生物素－羟基琥珀亚胺酯（biotin-hydroxysuccinimideBNHS）可与蛋白质、糖类和酶等多种类型的大小分子形成生物素化的产物亲和素与生物素的结合虽不属免疫反应但特异性强亲和力大两者一经结合就极为稳定由于1个亲和素分子有4个生物素分子的结合位置可以连接更多的生物素化的分子形成一种类似晶格的复合体因此把亲和素和生物素与ELIS偶联起来就可大提高ELISA的敏感度亲和素－生物素系统在ELISA中的应用有多种形式可用于间接包被亦可用于终反应放大可以在固相上先预包被亲和素原用吸附法包被固相的抗体或抗原与生物素结合通过亲和素－生物素反应而使生物素化的抗体或抗在相化这种包被法不仅可增加吸附的抗体或抗原量而且使其结合点充分暴露另外在常规ELISA中的酶标抗体也可用生物素化的抗体替代然后连接亲和素－酶结合物以放大反应信号ELISA普遍用作非放射性同位素的成键化验.在这种方法中,通常标准配体是固定的,通过加入溶液相受体或蛋白质来使之成键.通过加入与受体特异性反应的抗体来定量成键的受体,而且最初抗体的量以加入第二种能显色的抗体测量.第二种抗体能识别抗体的末端,在其末端的碱性磷酸酯或过氧化物酶等与酶发生反应,从而使溶液显色一、ELISA的原理ELISA的基础是抗原或抗体的固相化及抗原或抗体的酶标记结合在固相载体表面的抗原或抗体仍保持其免疫学活性酶标记的抗原或抗体既保留其免疫学活性又保留酶的活性在测定时受检标本（测定其中的抗体或抗原）与固相载体表面的抗原或抗体起反应用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与液体中的其他物质分开再加入酶标记的抗原或抗体也通过反应而结合在固相载体上此时固相上的酶量与标本中受检物质的量呈一定的比例加入酶反应的底物后底物被酶催化成为有色产物产物的量与标本中受检物质的量直接相关故可根据呈色的深浅进行定性或定量分析由于酶的催化效率很高间接地放大了免疫反应的结果使测定方法达到很高的敏感度二、ELISA的类型ELISA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：（1）固相的抗原或抗体即"免疫吸附剂"（immunosorbent）；（2）酶标记的抗原或抗体称为"酶联物"、"结合物"（conjugate）；（3）酶反应的底物根据试剂的来源和标本的情况以及检测的具体条件可设计出各种不同类型的检测方法用于临床检验的ELISA主要有以下几种类型：（一）双抗体夹心法测抗原双抗体夹心法是检测抗原最常用的方法操作步骤如下：（1）将特异性抗体与固相载体联结形成固相抗体洗涤除去未结合的抗体及杂质（2）加受检标本保温反应标本中的抗原与固相抗体结合形成固相抗原抗体复合物洗涤除去其他未结合物质（3）加酶标抗体保温反应固相免疫复合物上的抗原与酶标抗体结合彻底洗涤未结合的酶标抗体此时固相载体上带有的酶量与标本中受检抗原的量相关（4）加底物显色固相上的酶催化底物成为有色产物通过比色测知标本中抗原的量在临床检验中此法适用于检验各种蛋白质等大分子抗原例如HBsAg、HBeAg、AFP、hCG等只要获得针对受检抗原的异性抗体就可用于包被固相载体和制备酶结合物而建立此法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如应用单克隆抗体一般选择两个针对抗原上不同决定簇的单抗分别用于包被固相载体和制备酶结合物这种双位点夹心法具有很高的特异性而且可以将受检标本和酶标抗体一起保温反应作一步法检测在一步法测定中当标本中受检抗原的含量很高时过量抗原分别和固相抗体及酶标抗体结合而不再形成"夹心复合物"类同于沉淀反应中抗原过剩的后带现象此时反应后显色的吸光值（位于抗原过剩带上）与标准曲线（位于抗体过剩带上）某一抗原浓度的吸光值相同如按常法测读所得结果将低于实际的含量这种现象被称为钩状效应（hookeffect）因为标准曲线到达高峰后呈钩状弯落钩状效应严重时反应甚至可不显色而出现假阴性结果因此在使用一步法试剂测定标本中含量可异常增高的物质（例如血清中HBsAg、AFP和尿液hCG等）时应注意可测范围的最高值用高亲和力的单克隆抗体制备此类试剂可削弱钩状效应假使在被测分子的不同位点上含有多个相同的决定簇例如HBsAg的a决定簇也可用针对此决定的同一单抗分别包被固相和制备酶结合物但在HBsAg的检测中应注意亚型问题HBsAg有adr、adw、ayr、ayw4个亚型显然每种亚型均有相同的a决定簇的反应性这也是用单抗作夹心法应注意的问题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RF是一种自身抗体多为IgM型能和多种动物IgG的Fc段结合用作双抗体夹心法检测的血清标本中如含有RF它可充当抗原成份同时与固相抗体和酶标抗体结合表现出假阳性反应采用F（ab'）或Fab片段作酶结合物的试剂由于去除了Fc段从而可消除RF的干扰双抗体夹心法ELISA试剂是否受RF的影响已被列为这类试剂的一项考核指标（参见6.2）双抗体夹心法适用于测定二价或二价以上的大分子抗原但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（二）双抗原夹心法测抗体反应模式与双抗体夹心法类似用特异性抗原进行包被和制备酶结合物以检测相应的抗体与间接法测抗体的不同之处为以酶标抗原代替酶标抗抗体此法中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HBs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构的不同寻找合适的标记方法（三）间接法测抗体(我公司分装TORCH及传染病试剂盒大多采用本法)间接法是检测抗体常用的方法其原理为利用酶标记的抗抗体（抗人免疫球蛋白抗体）以检测与固相抗原结合的受检抗体故称为间接法（见图2-3）操作步骤如下：（1）将特异性抗原与固相载体联结形成固相抗原洗涤除去未结合的抗原及杂质（2）加稀释的受检血清保温反应血清中的特异抗体与固相抗原结合形成固相抗原抗体复合物经洗涤后固相载体上只留下特异性抗体血清中的其他成份在洗涤过程中被洗去（3）加酶标抗抗体可用酶标抗人Ig以检测总抗体但一般多用酶标抗人IgG检测IgG抗体固相免疫复合物中的抗体与酶标抗体抗体结合从而间接地标记上酶洗涤后固相载体上的酶量与标本中受检抗体的量正相关（4）加底物显色本法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的优点是只要变换包被抗原就可利用同一酶标抗抗体建立检测相应抗体的方法间接法成功的关键在于抗原的纯度虽然有时用粗提抗原包被也能取得实际有效的结果但应尽可能予以纯化以提高试验的特异性特别应注意除去能与一般健康人血清发生反应的杂