基于抗原-抗体反应的检测方法

一、基于抗原-抗体反应的检测方法

抗原-抗体反应(antigen-antibody reaction)是指抗原与相应抗体在体内、外均可发生高度特异性反应。在合适条件下所进行的体外反应中,抗原与相应抗体特异性结合可呈现出肉眼可见的反应现象(如凝集、沉淀)。由于试验所用的抗体存在于血清中,故又称血清学反应(serologic reaction)。主要利用已知的抗原(抗体)检测未知的抗体(抗原),可用于诊断或辅助诊断相关疾病、鉴定病原微生物及监测患者血清中药物浓度或运动员体内违禁药品水平等。

(一)凝集反应

颗粒性抗原(如细菌、红细胞或表面带有抗原的颗粒性载体)与相应抗体结合,在一定条件下可形成凝集的现象。根据参与反应的颗粒不同,凝集反应分为直接凝集和间接凝集两大类。常用于定性或半定量检测,如在临床鉴定ABO血型和细菌的快速血清学诊断。

(二)沉淀反应

可溶性抗原与相应抗体结合后,在一定条件下出现肉眼可见的沉淀现象。沉淀反应可在液体中进行,也可以在半固体琼脂凝胶中进行。常用的方法有单向免疫扩散(single immunodiffusion)、双向 免 疫 扩 散(double immunodiffusion)、免 疫 电 泳(immunoelectrophoresis)、免 疫 比 浊(immunonephelometry)等,在药物成分检测和纯度鉴定等方面仍常使用。

1.单向免疫扩散 主要应用于定量实验,将一定量已知抗体加入熔化的琼脂中,混匀后倾注在扩散反应板上,制成琼脂凝胶板。在反应板适当位置打孔后,加入被测抗原使其向四周扩散;抗原与琼脂中的相应抗体相遇,可在比例适宜处形成以孔为中心的白色沉淀环。环的直径与抗原含量呈正相关。取已知量抗原绘制标准曲线,可根据所形成沉淀环的直径,从标准曲线中查出待检标本的抗原含量。单向琼脂扩散常用来测定血清中IgG、IgM、IgA、AFP和补体成分如C3等的含量。

2.双向免疫扩散 主要用于定性试验,将抗原和抗体分别加入琼脂凝胶的小孔中,两者自由向四周扩散,在相遇处形成沉淀线。若反应体系中含两种以上抗原-抗体系统,则小孔间可出现两条以上沉淀线。本法常用于抗原或抗体的定性检测、组成和两种抗原的相关性分析。

3.免疫电泳 是将琼脂平板电泳与双向琼脂扩散相结合的一种检测方法。主要用于血清蛋白及抗体成分的分析研究,亦可用于抗原或抗体提取物的纯化鉴定。

4.免疫比浊 在一定量抗体中分别加入递增量抗原后可形成免疫复合物,致液体混浊,浊度与复合物的量呈正相关。用浊度计测量反应体系的浊度,可绘制标准曲线并依据浊度推算样品中抗原含量。本法快速简便,常用来检测免疫球蛋白(IgG、IgM、IgA)、补体、前白蛋白、巨球蛋白、转铁蛋白和尿微量蛋白的含量。(https://www.daowen.com)

(三)免疫标记技术

免疫标记技术(immunolabelling techniques)是将抗原-抗体反应与标记技术相结合,将已知的抗体或抗原标记上荧光素、酶、放射性核素、胶体金及化学发光物质等示踪物质,通过检测标记物,间接测定抗原-抗体复合物的一类试验方法。这是目前应用最为广泛的免疫学检测技术,具有灵敏度高、快速、可定性、定量、定位等优点。常用的方法有:

1.免疫荧光技术(immunofluorescence,IF) 又称荧光抗体技术,是用荧光素标记抗体,再与待检标本中抗原反应,置荧光显微镜下观察,借此可对标本中抗原进行鉴定或定位。本法可用于鉴定免疫细胞的CD分子及自身免疫病的抗核抗体。

2.免疫酶测定法(enzyme immunoassay,EIA) 是一种用酶标记抗体或抗原检测相应的特异性抗原或抗体的方法。本法将抗原-抗体反应的特异性与酶催化作用的高效性相结合,借助酶作用于底物的显色反应判定结果。具有灵敏度高、特异性强、稳定性好、操作简便、可自动化检测的特点。常用的标记酶有辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)。常用方法如下。①有酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA):是酶免疫测定中应用最广的技术,用于测定可溶性抗原或抗体。②BASELISA:生物素-亲和素系统(biotin-avidin system,BAS)是一种广泛应用的放大系统。生物素与亲和素间有高度亲和力,借助所形成的亲和素-生物素-酶复合物,通过酶催化底物显色,可检出相应抗体或抗原,可获得极高敏感性。

3.放射免疫测定法(radioimmunoassay,RIA) 用放射性核素标记抗原或抗体进行免疫学检测。兼有放射性核素的高灵敏度和抗原-抗体反应的特异性,检测灵敏度达pg水平,常用于标记的放射性核素为125 I、131 I、3 H、32 P等,分为液相和固相两种方法。本法常用于胰岛素、生长激素、甲状腺素、孕酮等激素,吗啡、地高辛、IgE等微量物质的检测。具有重复性好、准确性高等优点。

4.发光免疫分析(luminescence immunoassay,LIA) 是将发光分析和免疫反应相结合而建立的一种新的免疫分析技术。不仅具有发光分析的高灵敏度和抗原-抗体反应的高度特异性,而且还具有分离简便、可实现自动化分析的特点。发光免疫分析可分为生物发光免疫测定(bioluminescence immunoassay,BLIA)、化学发光酶免疫测定(chemiluminescence enzyme immunoassay,CLEIA)、电化学发光免疫测定(electrochemiluminescenee immunoassay,ECLIA)。

5.免疫胶体金技术(immunological colloidal gold signature,ICS) 是用胶体金颗粒标记抗体或抗原,以检测未知抗原或抗体的方法。氯金酸(HAuCl4)在还原剂的作用下,可聚合成特定大小的金颗粒,形成带负电的疏水胶溶液。该溶液因静电作用而呈稳定的胶体状态,故称胶体金。在碱性条件下,胶体金颗粒表面的负电荷与蛋白质的正电荷基团靠静电引力结合。胶体金标记多种大分子物质,如白蛋白、免疫球蛋白、糖蛋白、激素、植物血凝素等。由于免疫胶体金技术制作简便,方法灵敏、特异,可广泛用于各种液相、固相的免疫分析。

6.免疫印迹技术(immunoblotting,western blotting) 其结合凝胶电泳与固相免疫技术,将借助电泳所区分的蛋白质转移至固相载体,再应用酶免疫、放射免疫等技术进行检测。本法能对分子大小不同的蛋白质进行分离并确定其分子量,常用于检测多种病毒抗体或抗原,其鉴定蛋白质的敏感性为1~5 ng。该技术已被广泛地用于医学研究领域。