免疫荧光

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免疫荧光(immunofluorescence technic)

免疫荧光技术(Immunofluorescence technique )又称荧光抗体技术,是标记免疫技术中发展最早的一种。它是在免疫学、生物化学和显微镜技术的基础上建立起来的一项技术。很早以来就有一些学者试图将抗体分子与一些示踪物质结合,利用抗原抗体反应进行组织或细胞内抗原物质的定位。Coons等于1941年首次采用荧光素进行标记而获得成功。这种以荧光物质标记抗体而进行抗原定位的技术称为荧光抗体技术(fluorescentantibodytechnique)。 用荧光抗体示踪或检查相应抗原的方法称荧光抗体法;用已知的荧光抗原标记物示踪或检查相应抗体的方法称荧光抗原法。这两种方法总称免疫荧光技术,因为荧光色素不但能与抗体球蛋白结合,用于检测或定位各种抗原,也可以与其他蛋白质结合,用于检测或定位抗体,但是在实际工作中荧光抗原技术很少应用,所以人们习惯称为荧光抗体技术,或称为免疫荧光技术。以荧光抗体方法较常用。用免疫荧光技术显示和检查细胞或组织内抗原或半抗原物质等方法称为免疫荧光细胞(或组织)化学技术。  

目录

技术特点

该技术的主要特点是:特异性强、敏感性高、速度快。主要缺点是:非特异性染色问题尚未完全解决,结果判定的客观性不足,技术程序也还比较复杂。

荧光免疫法按反应体系及定量方法不同,还可进一步分做若干种。与放射免疫法相比,荧光免疫法无放射性污染,并且大多操作简便,便于推广。国外生产的TDM用试剂盒,有相当一部分即属于此类,并且还有专供TDM荧光偏振免疫分析用的自动分析仪生产。

由于一般荧光测定中的本底较高等问题,荧光免疫技术用于定量测定有一定困难。近年来发展了几种特殊的荧光免疫测定,与酶免疫测定和放射免疫分析一样,在临床检验中应用。  

原理

免疫学的基本反应是抗原-抗体反应。由于抗原抗体反应具有高度的特异性,所以当抗原抗体发生反应时,只要知道其中的一个因素,就可以查出另一个因素。免疫荧光技术就是将不影响抗原抗体活性的荧光色素标记在抗体(或抗原)上,与其相应的抗原(或抗体)结合后,在荧光显微镜下呈现一种特异性荧光反应。  

直接法

将标记的特异性荧光抗体,直接加在抗原标本上,经一定的温度和时间的染色,用水洗去未参加反应的多余荧光抗体,室温下干燥后封片、镜检。  

间接法

如检查未知抗原,先用已知未标记的特异抗体(第一抗体)与抗原标本进行反应,用水洗去未反应的抗体,再用标记的抗抗体(第二抗体)与抗原标本反应,使之形成抗原—抗体—抗体复合物,再用水洗去未反应的标记抗体,干燥、封片后镜检。如果检查未知抗体,则表明抗原标本是已知的,待检血清为第一抗体,其它步骤的抗原检查相同。

标记的抗抗体是抗球蛋白抗体,同于血清球蛋白有种的特异性,如免疫抗鸡血球蛋白只对鸡的球蛋白发生反应,因此,制备标记抗体适用于鸡任何抗原的诊断。  

技术分类

⑴ 荧光抗体技术(荧光显微镜技术)

抗原抗体反应后,利用荧光显微镜判定结果的检测方法。  

⑵ 免疫荧光测定技术

抗原抗体反应后,利用特殊仪器测定荧光强度而推算被测物浓度的检测方法

(1)荧光物质

1)荧光色素

许多物质都可产生荧光现象,但并非都可用作荧光色素。只有那些能产生明显的荧光并能作为染料使用的有机化合物才能称为免疫荧光色素或荧光染料。常用的荧光色素有:

(1)异硫氰酸荧光素(fluoresceinisothiocyanate,FITC)为黄色或橙黄色结晶粉末,易溶于水或酒精等溶剂。分子量为389.4,最大吸收光波长为490495nm,最大发射光波长520530nm,呈现明亮的黄绿色荧光,结构式如下:

有两种同分异结构,其中异构体Ⅰ型在效率、稳定性、与蛋白质结合能力等方面都更好,在冷暗干燥处可保存多年,是应用最广泛的荧光素。其主要优点是:①人眼对黄绿色较为敏感,②通常切片标本中的绿色荧光少于红色。

(2)四乙基罗丹明(rhodamine,RIB200)为橘红色粉末,不溶于水,易溶于酒精和丙酮。性质稳定,可长期保存。结构式如下:

最大吸收光波长为570nm,最大发射光波长为595~600nm,呈橘红色荧光。

(3)四甲基异硫氰酸罗丹明(tetramethylrhodamineisothiocyanate,TRITC)结构式如下:

最大吸引光波长为550nm,最大发射光波长为620nm,呈橙红色荧光。与FITC的翠绿色荧光对比鲜明,可配合用于双重标记或对比染色。其异硫氰基可与蛋白质结合,但荧光效率较低。

(2)其他荧光物质

1)酶作用后产生荧光的物质某些化合物本身无荧光效应,一旦经酶作用便形成具有强荧光的物质。例如4-甲基伞酮-β-D半乳糖苷受β-半乳糖苷酶的作用分解成4-甲基伞酮,后者可发出荧光,激发光波长为360nm,发射光波长为450nm。其他如碱性酸酶的底物4-甲基伞酮磷酸盐辣根过氧化物酶的底物对羟基苯乙酸等。

2)镧系螯合物某些3价稀土镧系元素如铕(Eu3 )、铽(Tb3 )、铈(Ce3 )等的螯合物经激发后也可发射特征性的荧光,其中以Eu3 应用最广。Eu3

螯合物的激发光波长范围宽,发射光波长范围窄,荧光衰变时间长,最适合用于分辨荧光免疫测定。  

常见荧光素

1)FITC

2)RB200

3)TRITC

4)镧系:Eu、Tb

5)PE

6)其它  

常见荧光素的特性

1)FITC:黄色结晶粉末,吸收光:490~495nm,发射光:520~530nm,明亮的黄绿色荧光。

2)RB200: 橘红色粉末, 吸收光570nm,发射光 595~600nm,橘红色荧光。

3)TRITC: 紫红色粉末,吸收550nm,发射光 620nm,橙红色荧光。

4)镧系:Eu、Tb

5)PE:吸收光490~560nm,发射光 595nm,红色荧光。

6)其它:酶作用后产生荧光物质。  

酶作用后产生荧光物质

酶 底物 产物 激发光 发射光

Β-G MUG MU 360 450

AP MUP MU 360 450

HRP HPA 二聚体 317 414

(4)合适荧光素的选择

1)具有与蛋白质形成共价键的化学基团。

荧光素-N=C +NH-蛋白质 荧光素-N-C-N-蛋白质

‖ ︱ ︱‖ ︱

S H H S H

2)荧光效率高,标记后下降不明显。

3)荧光色泽与背景色泽对比鲜明。

4)标记后能保持生物学活性和免疫活性

5)标记方法简单、快速。

6)安全无毒  

免疫荧光技术的实验步骤

1. 直接免疫荧光法测抗原

(1)基本原理

将荧光素标记在相应的抗体上,直接与相应抗原反应。其优点是方法简便、特异性高,非特异性荧光染色少。缺点是敏感性偏低;而且每检查一种抗原就需要制备一种荧光抗体。此法常用于细菌病毒等微生物的快速检查和肾炎活检、皮肤活检的免疫病理检查。

(2)试剂与仪器

磷酸盐缓冲盐水(PBS):0.01mol/L,pH7.4

荧光标记的抗体溶液:以0.01mol/L,pH7.4的PBS进行稀释

缓冲甘油:分析纯无荧光的甘油9份+ pH9.2 0.2M碳酸盐缓冲液1份配制

搪瓷桶三只(内有0.01mol/L,pH7.4的PBS 1500ml)

有盖搪瓷盒一只(内铺一层浸湿的纱布垫)

荧光显微镜

玻片架

滤纸

37℃温箱等。

(3)实验步骤

① 滴加0.01mol/L,pH7.4的PBS于待检标本片上,10min后弃去,使标本保持一定湿度。

② 滴加适当稀释的荧光标记的抗体溶液,使其完全覆盖标本,置于有盖搪瓷盒内,保温一定时间(参考:30min)。

③ 取出玻片,置玻片架上,先用0.01mol/L,pH7.4的PBS冲洗后,再按顺序过0.01mol/L,pH7.4的PBS三缸浸泡,每缸3-5 min,不时振荡。

④ 取出玻片,用滤纸吸去多余水分,但不使标本干燥,加一滴缓冲甘油,以盖玻片覆盖。

⑤ 立即用荧光显微镜观察。观察标本的特异性荧光强度,一般可用“+”表示:

(-)无荧光;(±)极弱的可疑荧光;(+)荧光较弱,但清楚可见;(++)荧光明亮;(+++ --++++)荧光闪亮。待检标本特异性荧光染色强度达“++”以上,而各种对照显示为(±)或(-),即可判定为阳性。

(4)注意事项

1)对荧光标记的抗体的稀释,要保证抗体的蛋白有一定的浓度,一般稀释度不应超过1:20,抗体浓度过低,会导致产生的荧光过弱,影响结果的观察。

2)染色的温度和时间需要根据各种不同的标本及抗原而变化,染色时间可以从10 min到数小时,一般30 min已足够。染色温度多采用室温(25℃左右),高于37℃可加强染色效果,但对不耐热的抗原(如流行性乙型脑炎病毒)可采用0-2℃的低温,延长染色时间。低温染色过夜较37℃30 min效果好的多。

3)为了保证荧光染色的正确性,首次试验时需设置下述对照,以排除某些非特异性荧光染色的干扰。

① 标本自发荧光对照:标本加1-2滴0.01mol/L,pH7.4的PBS。

② 特异性对照(抑制试验):标本加未标记的特异性抗体,再加荧光标记的特异性抗体。

③ 阳性对照:已知的阳性标本加荧光标记的特异性抗体。

如果标本自发荧光对照和特异性对照呈无荧光或弱荧光,阳性对照和待检标本呈强荧光,则为特异性阳性染色。

4)一般标本在高压汞灯下照射超过3min,就有荧光减弱现象,经荧光染色的标本最好在当天观察,随着时间的延长,荧光强度会逐渐下降。  

2.间接免疫荧光法测抗体

(1)基本原理

染色程序分为两步,第一步,用未知未标记的抗体(待检标本)加到已知抗原标本上,在湿盒中37℃保温30min,使抗原抗体充分结合,然后洗涤,除去未结合的抗体。第二步,加上荧光标记的抗球蛋白抗体或抗IgG、IgM抗体。如果第一步发生了抗原抗体反应,标记的抗球蛋白抗体就会和已结合抗原的抗体进一步结合,从而可鉴定未知抗体。

(2)试剂与仪器

磷酸盐缓冲盐水(PBS):0.01mol/L,pH7.4

缓冲甘油:分析纯无荧光的甘油9份+ pH9.2 0.2M碳酸盐缓冲液1份配制。

荧光标记的抗人球蛋白抗体:以0.01mol/L,pH7.4的PBS进行稀释 。

搪瓷桶三只(内有0.01mol/L,pH7.4的PBS 1500ml)

有盖搪瓷盒一只(内铺一层浸湿的纱布垫)

荧光显微镜

玻片架

滤纸

37℃温箱等。

(3)实验步骤

1)滴加0.01mol/L,pH7.4的PBS于已知抗原标本片,10min后弃去,使标本片保持一定湿度。

2)滴加以0.01mol/L,pH7.4的PBS适当稀释的待检抗体标本,覆盖已知抗原标本片。将玻片置于有盖搪瓷盒内,37℃保温30min。

3)取出玻片,置于玻片架上,先用0.01mol/L,pH7.4的PBS冲洗1-2次,然后按顺序过0.01mol/L,pH7.4的PBS三缸浸泡,每缸5min,不时振荡 。

4)取出玻片,用滤纸吸去多余水分,但不使标本干燥,滴加一滴一定稀释度的荧光标记的抗人球蛋白抗体。

5)将玻片平放在有盖搪瓷盒内,37℃保温30min。

6)重复操作3。

7)取出玻片,用滤纸吸去多余水分,滴加一滴缓冲甘油,再覆以盖玻片。

8)荧光显微镜高倍视野下观察,结果判定同直接法。

(4)注意事项

1)荧光染色后一般在1h内完成观察,或于4℃保存4h,时间过长 ,会使荧光减弱。

2)每次试验时 ,需设置以下三种对照:

① 阳性对照:阳性血清+荧光标记物

② 阴性对照:阴性血清+荧光标记物

③ 荧光标记物对照:PBS+荧光标记物

3. 已知抗原标本片需在操作的各个步骤中,始终保持湿润,避免干燥。

4. 所滴加的待检抗体标本或荧光标记物,应始终保持在已知抗原标本片上,避免因放置不平使液体流失,从而造成非特异性荧光染色。

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