酶联免疫吸附(ELISA)实验

栏目:技术支持
分享到:
酶联免疫吸附(ELISA)实验
双抗体夹心法(测抗原),间接法(测抗体)竞争法测抗原

酶联免疫吸附(ELISA)实验

酶联免疫吸附(ELISA)双抗体夹心法(测抗原)

实验方法原理
图1. 双抗体夹心法测抗原示意图
 
本法首先也是用特异性抗体包被于固相载体,经洗涤后加入含有抗原之待测样品,如待检样品中有相应抗原存在,即可与包被于固相载体上的特异性抗体结合,经保温孵育洗涤后,即可加入酶标记特异性抗体,再经孵育洗涤后,加底物显色进行测定,底物降解的量即为欲测抗原的量。
 
这种方法欲测的抗原必须有两个可以与抗体结合的部位,因为其一端要包被于固相载体上的抗体作用,而另一端则要与酶标记特异性抗体作用。因此,不能用于分子量小于5000的半抗原之类的抗原测定。我们用在霍乱肠毒素的测定。HbSAg及HbS的测定。
实验材料
试剂、试剂盒
仪器、耗材
实验步骤
一、包被抗体:用包被缓冲液稀释特异性抗体球蛋白至最适浓度(1~10 ug /ml),每凹孔加0.3 ml,4℃过夜,或37℃水浴3小时,贮存冰箱。
 
二、洗涤:移去包被液,凹孔用洗涤缓冲液(含0.05%吐温-20)洗3次,每次5分钟。
 
三、每凹孔加入0.2 ml用稀释缓冲液稀释的含抗原的被检标本,37℃作用1~2小时。
 
四、洗涤:移去包被液,凹孔用洗涤缓冲液(含0.05%吐温-20)洗3次,每次5分钟。
 
五、加入0.2 ml用稀释缓冲液稀释的酶标记特异性抗体溶液,37℃作用1~2小时或由预试实验确定作用时间。
 
六、洗涤:移去包被液,凹孔用洗涤缓冲液(含0.05%吐温-20)洗3次,每次5分钟。
 
七、加入0.2ml底物溶液于每个凹孔(OPD或OT),室温作用30分钟(另作一空白对照,0.4 ml底物加0.1 ml终止剂)。
 
八、加终止剂:每凹孔加2M H2SO4或2 M柠檬酸0.05 ml。
 
九、观察记录结果:目测或用酶标比色计测定(OPD用492nm)OD值。
注意事项

1.可溶性抗原或抗体吸附于固相载体而成为不溶形式,这是进行酶标记测定的基本条件。许多物质可作为固相载体,如纤维素、交联右旋糖苷、琼脂糖珠、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等等。但在ELISA中最常用的是聚苯乙烯或聚氯乙烯微量反应板及塑料管。


2.包被所用的抗原必须是可溶性的,而且要求是优质和稳定的制剂,纯度和免疫原性要高。如果不纯,由于抗原中所含杂质就会竞争固相载体上的有限位置,降低敏感性和特异性。此外还应考虑到制备包被抗原不应破坏其免疫学活性。


3.对某些抗原必须进行提纯,如病毒的组织培养和鸡胚培养物以及病毒接种动物的脏器等,它们当中存在着许多非抗原的蛋白质,必须设法除去,常用梯度超速离心或亲和层析法提纯,不经提纯是不能使用的。


4.用最适稀释度抗原,包被固相载体不仅经济,而且可以克服前带现象。可通过棋盘滴定法进行测定,但用单项滴定法更为简便,其方法是将抗原进行一系列稀释包被微量反应板,再用一定稀释度的阳性参考血清和阴性参考血清进行孵育后洗涤,再加酶结合物进行反应,经孵育洗涤后,加底物溶液显色,终止反应后分别测定OD值,选择OD值≥1.0的那个抗原稀释度为最适包被浓度。一般总是要选择那个OD值稍大于1.0,而不选择小于1.0的抗原浓度。阴性参考血清OD值要求<0.1-0.2。也就是要求阳性参考血清和阴性参考血清的OD值有明显差别。


5.抗原包被固相载体除浓度外,对时间、温度、PH均有关系。温度高(如37℃、45℃、或56℃),包被时间可缩短,温度低可延长包被时间。但为了方便起见,通常采用4℃包被过夜,可使抗原吸附得更加完全且均匀。在用聚苯乙烯或聚乙烯微量反应板或塑料管作固相载体时,在碱性条件下(如0.1 mol/L、PH9.6碳酸盐缓冲液稀释抗原)4℃包被过夜较为合适。但在某些试验中,如用LPS或毒素蛋白包被时,用PH 7.2-7.4 PBS稀释才是满意的。包被特异蛋白质的浓度为1-10 ug/ml,而对某些病原微生物抗原以5-20 ug/ml较为合适,但均应通过滴定。

其他
一、ELISA的影响因素
 
1.  固相载体

可溶性抗原或抗体吸附于固相载体而成为不溶形式,这是进行酶标记测定的基本条件。许多物质可作为固相载体,如纤维素、交联右旋糖苷、琼脂糖珠、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等等。但在ELISA中最常用的是聚苯乙烯或聚氯乙烯微量反应板及塑料管。

由于微量反应板所用试剂量少,操作方便,适合于大规模应用。国产聚苯乙烯微量反应板(上海塑料三厂出品)目前已大量应用于ELISA测定,并且获得了满意的结果。但每批微量反应板对抗原或抗体蛋白质的吸附性能是有显著差别的。实验证明,吸附效果似乎与塑料的类型及其表面性质有关。特别是塑料制品在加工过程中因工艺不同或受其他因素的影响而造成吸附性能的极大差异,甚至完全丧失吸附能力。

因此,对每批制品在使用前,必须经过实验室鉴定,鉴定的方法和标准是对每批购置的微量反应板或塑料管抽样,用0.2 ug/ml纯化的正常人IgG进行包被,经洗涤后加酶标记抗人球蛋白进行反应,再经孵育洗涤,加底物显色终止反应后,逐孔在酶标比色计中测定其消光值、光密度(OD值)。一般认为全板中每两孔间OD值的误差不超过10%为合格。如果中间孔与四周孔OD值相差太大,或者反应板的这一边与另一边凹孔的OD值相差大,均不合格。此外,还要检查阳性和阴性参考血清OD值是否有明显差别。一般要求有10倍左右的差异为合格,微量反应板或塑料管在使用前并不一定通过特殊处理。用蒸馏水冲洗即可应用。
 
2.  抗原

在ELISA中,包被于固相载体表面的抗原或抗体的来源和制备方法对试验结果都有影响。包被所用的抗原必须是可溶性的,而且要求是优质和稳定的制剂,纯度和免疫原性要高。如果不纯,由于抗原中所含杂质就会竞争固相载体上的有限位置,降低敏感性和特异性。此外还应考虑到制备包被抗原不应破坏其免疫学活性。

经试验证明,适用于其他血清学试验的抗原并非均适合用于ELISA法。因此,对某一疾病的诊断,必须通过实践,才能选出适用的优质抗原。对大多数传染病和寄生虫病的血清学诊断中所用的抗原并非要求十分严格,一般能用于补体结合试验的可溶性抗原均可用于ELISA,例如超声波抗原、冻融抗原、细菌的外膜抗原、脂多糖(LPS)、细菌的外毒素以及用表面活性剂(如SDS)所提取的抗原等,在作ELISA时,必须要有1-2种试剂、要求纯化,但用表面活性剂提取的抗原在包被前必须透析除去表面活性剂,否则就不易吸附到固相载体上去。

此外,对某些抗原必须进行提纯,如病毒的组织培养和鸡胚培养物以及病毒接种动物的脏器等,它们当中存在着许多非抗原的蛋白质,必须设法除去,常用梯度超速离心或亲和层析法提纯,不经提纯是不能使用的。在用特异性抗体包被固相载体时也要提纯。用抗原或抗体蛋白包被固相载体时选择的浓度要适当。如浓度太高,则低效价抗体可能测不出来,或包被过量形成多层抗原吸附,故在操作过程中可能脱落从而降低敏感性和可重复性。

用最适稀释度抗原,包被固相载体不仅经济,而且可以克服前带现象。那么用多大浓度抗原进行包被最为合适呢?可通过棋盘滴定法进行测定,但用单项滴定法更为简便,其方法是将抗原进行一系列稀释包被微量反应板,再用一定稀释度的阳性参考血清和阴性参考血清进行孵育后洗涤,再加酶结合物进行反应,经孵育洗涤后,加底物溶液显色,终止反应后分别测定OD值,选择OD值1.0的那个抗原稀释度为最适包被浓度。一般总是要选择那个OD值稍大于1.0,而不选择小于1.0的抗原浓度。阴性参考血清OD值要求<0.1-0.2。也就是要求阳性参考血清和阴性参考血清的OD值有明显差别。

抗原包被固相载体除浓度外,对时间、温度、PH均有关系。温度高(如37℃、45℃、或56℃),包被时间可缩短,温度低可延长包被时间。但为了方便起见,通常采用4℃包被过夜,可使抗原吸附得更加完全且均匀。在用聚苯乙烯或聚乙烯微量反应板或塑料管作固相载体时,在碱性条件下(如0.1 mol/L、PH9.6碳酸盐缓冲液稀释抗原)4℃包被过夜较为合适。但在某些试验中,如用LPS或毒素蛋白包被时,用PH 7.2-7.4 PBS稀释才是满意的。包被特异蛋白质的浓度为1-10 ug/ml,而对某些病原微生物抗原以5-20 ug/ml较为合适,但均应通过滴定。



酶联免疫吸附(ELISA)间接法(测抗体)

实验方法原理

图1:间接法测抗体示意图

间接法首先用抗原包被于固相载体,这些包被的抗原必须是可溶性的,或者至少是极微小的颗粒,经洗涤,加入含有被测抗体之标本,再经孵育洗涤后,加入酶标记抗抗体,(对人的标本来说即加酶标抗人球蛋白IgG、IgM),再经孵育洗涤后,加底物显色,底物降解的量,即为欲测抗体的量,其结果可用目测或用分光光度计定量测定,本法用同种抗原包被固相载体后,只要用一种酶标记抗人球蛋白,即可作多种人的传染病、寄生虫病以及其他疾病的血清学诊断。如用酶标记抗人IgM,则可用于早期诊断。

实验材料
试剂、试剂盒
仪器、耗材
实验步骤
一、包被抗原:用包被缓冲液稀释抗原至最适浓度(5~20 ug/ml)各0.3 ml加于微反应板每个凹孔中,4℃过夜或37℃水浴2~3小时,贮存冰箱。
 
二、洗涤:移去包被液,凹孔用洗涤缓冲液(含0.05%吐温-20)洗3次,每次5分钟。
 
三、加被检标本:每凹孔加入用含有0.05%吐温-20的稀释缓冲液稀释的被检血清各0. 2ml,37℃,作用1~2小时。
 
四、洗涤:移去包被液,凹孔用洗涤缓冲液(含0.05%吐温-20)洗3次,每次5分钟。
 
五、加入酶结合物:每凹孔加入稀释缓冲液稀释的酶结合物0.2 ml 37℃作用1~2小时。
 
六、洗涤:移去包被液,凹孔用洗涤缓冲液(含0.05%吐温-20)洗3次,每次5分钟。
 
七、加入0.2 ml底物溶液于每个凹孔(OPD或OT),室温作用30分钟(另作一空白对照,0.4 ml底物加0.1 ml终止剂)。
 
八、加终止剂:每凹孔加2 M H2SO4或2 M柠檬酸0.05 ml。
 
九、观察记录结果:目测或用酶标比色计测定(OPD用492nm)OD值。
 
注意事项

1.应注意分离血清时,血液要求放置室温中凝固收缩,不宜置冰箱(4℃)中凝固,否则会使大部分IgM和少量IgG丧失活性。


2.为了使特异性结合的抗体量尽可能多,包被微量反应板凹孔的抗原应该稍微过量。


3.在孵育或洗涤过程中,已吸附的抗原可能有部份会从固相载体上被洗涤下来。从而使加入被检血清中的特异性抗体以外的蛋白质很可能会吸附到原来包被抗原凹孔的空白处,增加本底颜色,产生假阳性反应。


4.在稀释剂及洗涤剂中加入各种保护性阻剂可用来抑制非特异性蛋白的竞争性吸附作用。


5.在稀释剂和洗涤剂中所加的吐温-20很重要。它不仅能消除非特异性的本底反应,而且还可增加阳性标本的敏感度,这可能与吐温-20能分离所吸附的非特异性物质有关。目前采用的洗涤剂为PH7.4 PBS(含0.2‰KCL)加0.05%吐温-20,如无吐温-20,也可用吐温故-40或吐温-60代替。但吐温-80本底较高,不宜应用。

其他一、ELISA影响因素

1.  试验样品

血清、血浆或其他体液,均可作为ELISA的试验样品(标本)。但应注意分离血清时,血液要求放置室温中凝固收缩,不宜置冰箱(4℃)中凝固,否则会使大部分IgM和少量IgG丧失活性。关于人血清在保存过程中抗体的稳定性报导尚不多。但一般认为作ELISA血清最好要新鲜,若要贮藏,必须少量分装保存于低温冰箱,并防止反复冻融。血浆可用肝素毛细管法采血,而血清可用滤纸片法采血。
 
被检血清或血浆标本,可用含保护性封阻剂(吐温-20)或称湿润剂的缓冲液来稀释。也可加入一些蛋白质,如1%牛血清白蛋白等来稀释。然后再加到已经用抗原或抗体包被的固相载体中进行孵育。此种被试标本可作一系列稀释度测定,也可用一个稀释度测定。对于作某一个传染病的诊断来说,最好先用一系列稀释度作一批标本测定,求出对诊断有意义的一个稀释度(即测定剂量反应曲线),然后用一个稀释测定即可。最适稀释度和孵育时间均需从实践中摸索出来,对一般病原微生物所引起的传染病的血清学诊断,以1:200稀释度测定比较适当,而试验标本的(即含抗体)作用时间一般为室温或37℃ 1-2小时。但现在对有些标本(如流脑抗原)测定时,仅用37℃ 5分钟。对单克隆抗体检测也可缩短作用时间。

2.  洗涤剂与稀释剂

为了使特异性结合的抗体量尽可能多,包被微量反应板凹孔的抗原应该稍微过量。但在孵育或洗涤过程中,已吸附的抗原可能有部份会从固相载体上被洗涤下来。从而使加入被检血清中的特异性抗体以外的蛋白质很可能会吸附到原来包被抗原凹孔的空白处,增加本底颜色,产生假阳性反应,这是限制ELISA特异性的一个因素。因此不少学者在稀释剂及洗涤剂中加入各种保护性阻剂来抑制非特异性蛋白的竞争性吸附作用。已经证明牛血清白蛋白(BSA)和吐温-20有良好的封阻作用。其加入的量BSA为0.5%~1%;吐温-20为0.05%。(有人曾经比较了四种洗涤剂,结果认为蒸馏水加0.05%吐温-20或0.02 mol/L PBS(PH7.4)加0.05%吐温-20都是良好的)。在一般的洗涤剂和稀释剂中还加有NaN3防腐,但是用HRP制备酶结合物时则不能加NaN3,因NaN3能抑制HRP的活性,需要注意BSA加入洗涤剂或稀释剂中虽可改善ELISA的结果观察,但由于BSA比较昂贵,又不易得到,故也不是非加不可的。有人在洗涤剂中加入0.1%白明胶,2%免血清,有利于加强封阻作用。最近有人报告用PH7.4 0.02 mol/L Tris-Hcl缓冲液中加入0.05%吐温-20作洗涤剂,效果很好,被检血清和酶结合物的稀释剂,可与洗涤剂相同,但不需加0.2‰的KCl。
 
在稀释剂和洗涤剂中所加的吐温-20很重要。它不仅能消除非特异性的本底反应,而且还可增加阳性标本的敏感度,这可能与吐温-20能分离所吸附的非特异性物质有关。目前采用的洗涤剂为PH7.4 PBS(含0.2‰KCL)加0.05%吐温-20,如无吐温-20,也可用吐温故-40或吐温-60代替。但吐温-80本底较高,不宜应用。(0.5 mol/L NaCL)和2%兔血清加入稀释剂中,可提高特异性。


酶联免疫吸附(ELISA)竞争法测抗原

实验方法原理

图1:竞争法测抗原示意图


本法首先将特异性抗体吸附于固相载体表面,我们把抗原和抗体吸附到固相载体表面的这个过程,称为包被(Coated),也可叫做致敏。经洗涤后分成两组:一组加酶标记抗原和被测抗原的混合液,而另一组只加酶标记抗原,再经孵育洗涤后加底物显色,这两组底物降解量之差,即为我们所要测定的未知抗原的量。
 
这种方法所测定的抗原只要有一个结合部位即可,因此,对小分子抗原如激素和药物之类的测定常用此法。该法的优点是快,因为只有一个保温洗涤过程。但需用较多量的酶标记抗原为其缺点。
实验材料
试剂、试剂盒
仪器、耗材
实验步骤
一、包被抗体:用包被缓冲液稀释特异性抗体球蛋白至最适浓度(1~10 ug /ml),每凹孔加0.3 ml,4℃过夜,或37℃水浴3小时,贮存冰箱。
 
二、洗涤:移去包被液,凹孔用洗涤缓冲液(含0.05%吐温-20)洗3次,每次5分钟。
 
三、分2组,a组加酶标记抗原和被检抗原混合液0.2 ml,b组只加酶标记抗原液0.2 ml,37℃作用1~2小时。(混合液可作成不同稀释度)
 
四、洗涤:移去包被液,凹孔用洗涤缓冲液(含0.05%吐温-20)洗3次,每次5分钟。
 
五、加入0.2 ml底物溶液于每个凹孔(OPD或OT),室温作用30分钟(另作一空白对照,0.4 ml底物加0.1 ml终止剂)。
 
六、加终止剂:每凹孔加2 M H2SO4或2 M柠檬酸0.05 ml。
 
七、用酶标比色计测定a、b两组OD值,并求出a、b、OD值的差数。
其他
一、影响ELISA的因素

1.  试验的重复性(精确度)

有二种方法来检验试验的精确度:通常用变异系数来表示:1、几个样品用ELISA法同时进行多次测定求出CV%;2、不同时间对不同操作者对某几个样进行多次测定求出变异系数。CV是个体参数标准差与平均数的比率。
 
S / X = CV ,CV应低10%,不应大于10~15%。
 
不论目测或分光光度计测定,均可作一个稀释度或一系列稀释度测定,一般常规诊断只用一个稀释度判断阳性或阴性就可以了,这样比较方便,现在推荐传染病的血清诊断用1:200一个稀释度。有些需要精确定量的,可作一系列稀释度测定。
 
记录结果有下列几种方法:
 
1、“+”或“-”:所有超过规定的OD值(如OD,0.4)的标本均属阳性,此规定OD值是根据事先测定大量阴性标本所取得的,此规定值是阴性标本的上限。或者以一组阴性标本OD平均值加2~3个标准差作为阳性阈值。
 
2、直接以OD值来表示,如0.4、0.7、1.2,OD值越大,阳性反应越强,但此数值是在固定实验条件下得到的结果,而且每次实验都要有参考标本作对照。
 
3、以终点滴度表示:将标本作连续稀释,最高稀释度能出现阳性反应者(即OD值仍大于阳性阈值,即为该标本的滴度。
 
4、以“比值表示:求出被检标本的OD值与一组阴性标本OD值的比值,例如为阴性标本的2倍或3倍,即为阳性,比值小于2.1而大于1.5为可疑,<1.5为阴性。
 
测定标本OD值-空白OD值
 
 
阴性对照OD值-空白OD值
 
如在此测定时以空白校正“O”点。
 
5、以“单位”来表示:在测定被检标本的同时,再测定一个含已知单位数的阳性参考血清,用不同稀释度作ELISA检测后,以OD值为纵坐标,单位数为横坐标,画出标准曲线。以后可根据被检标本的OD值,从曲线上找出相应的单位数,再乘于血清的稀释倍数,即可得出被检标本的单位数。
 
作试验时的阴性参考血清最好不要显色,否则会对结果判断带来困难,特别在目测时,当阳性标本OD值>2.0时,应作适当稀释后再作测定。
 
2.  对使用仪器要求

所用仪器如吸管、烧杯试管都要清洁,用于酶结合和底物的吸管和容器一定要分开。试剂要求标准化。