基本介紹
簡介,基本原理,注意事項,檢測步驟,檢測方法,雙抗體夾心法,雙位點一步法,間接法測抗體,競爭法,捕獲法,套用於ELISA,ELISA的試劑,用於標記的酶,過氧化物酶,鹼性磷酸酶,酶標記法,效果測定,
簡介
酶聯免疫吸附劑測定法，簡稱酶聯免疫法，或者ELISA法。
酶聯免疫實驗 洗板
酶聯免疫實驗 洗板它的中心就是讓抗體與酶複合物結合，然後通過顯色來檢測。
基本原理
①使抗原或抗體結合到某種固相載體表面，並保持其免疫活性。
②使抗原或抗體與某種酶連線成酶標抗原或抗體，這種酶標抗原或抗體既保留其免疫活性，又保留酶的活性。在測定時，把受檢標本（測定其中的抗體或抗原）和酶標抗原或抗體按不同的步驟與固相載體表面的抗原或抗體起反應。用洗滌的方法使固相載體上形成的抗原抗體複合物與其他物質分開，最後結合在固相載體上的酶量與標本中受檢物質的量成一定的比例。加入酶反應的底物後，底物被酶催化變為有色產物，產物的量與標本中受檢物質的量直接相關，故可根據顏色反應的深淺來進行定性或定量分析。由於酶的催化頻率很高，故可極大地放大反應效果，從而使測定方法達到很高的敏感度。
ELISA可用於測定抗原，也可用於測定抗體。在這種測定方法中有3種必要的試劑：
①固相的抗原或抗體
②酶標記的抗原或抗體
③酶作用的底物（顯色劑）。根據試劑的來源和標本的性狀以及檢測的具備條件，可設計出各種不同類型的檢測方法。
注意事項
⒈ 正式試驗時，應分別以陽性對照與陰性對照控制試驗條件，待檢樣品應作一式二份，以保證實驗結果的準確性。有時本底較高，說明有非特異性反應，可採用羊血清、兔血清或BSA等封閉。
⒉ 在ELISA中，進行各項實驗條件的選擇是很重要的，其中包括：
⑴ 固相載體的選擇：許多物質可作為固相載體，如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙醯胺和纖維素等。其形式可以是凹孔平板、試管、珠粒等。當前常用的是40孔聚苯乙烯凹孔板。不管何種載體，在使用前均可進行篩選：用等量抗原包被，在同一實驗條件下進行反應，觀察其顯色反應是否均一性，據此判明其吸附性能是否良好。
⑵ 包被抗體（或抗原）的選擇：將抗體（或抗原）吸附在固相載體表面時，要求純度要好，吸附時一般要求PH在9.0～9.6之間。吸附溫度，時間及其蛋白量也有一定影響，一般多採用4℃、18～24小時。蛋白質包被的最適濃度需進行滴定：即用不同的蛋白質濃度（0.1、1.0和10μg/ml等）進行包被後，在其它試驗條件相同時，觀察陽性標本的OD（optical density-光密度）值。選擇OD值最大而蛋白量最少的濃度。對於多數蛋白質來說通常為1～10μg/ml。
⑷ 酶的底物及供氫體的選擇：對供氫體的選擇要求是價廉、安全、有明顯地顯色反應，而本身無色。有些供氫體（如OPD等）有潛在的致癌作用，應注意防護。有條件者應使用不致癌、靈敏度高的供氫體，如TMB和ABTS是當前較為滿意的供氫體。底物作用一段時間後，應加入強酸或強鹼以終止反應。通常底物作用時間，以10-30分鐘為宜。底物使用液必須新鮮配製，尤其是H2O2在臨用前加入。
檢測步驟
ELISA用血清來檢測，首先血液要經過至少半個小時的凝集，然後取血清。將酶複合物用稀釋液稀釋後，加血清及陰性、陽性對照，還有就是質控品（這是嚴格的要求，它的範圍必須在質控範圍內）。經過一個小時的孵育，然後洗板，加底物，半個小時避光反應後加終止液即完成反應部分，然後就是讀數。由數值來判斷結果的陰性或陽性。
檢測方法
雙抗體夾心法
雙抗體夾心法是檢測抗原最常用的方法，操作步驟如下：
雙抗體夾心法
雙抗體夾心法一、將特異性抗體與固相載體連線，形成固相抗體：洗滌除去未結合的抗體及雜質。
二、加受檢標本：使之與固相抗體接觸反應一段時間，讓標本中的抗原與固相載體上的抗體結合，形成固相抗原複合物。洗滌除去其他未結合的物質。
三、加酶標抗體：使固相免疫複合物上的抗原與酶標抗體結合。徹底洗滌未結合的酶標抗體。此時固相載體上帶有的酶量與標本中受檢物質的量正相關。
四、加底物：夾心式複合物中的酶催化底物成為有色產物。根據顏色反應的程度進行該抗原的定性或定量。
根據同樣原理，將大分子抗原分別製備固相抗原和酶標抗原結合物，即可用雙抗原夾心法測定標本中的抗體。
在臨床檢驗中，此法適用於檢驗各種蛋白質等大分子抗原，例如HBsAg、HBeAg、AFP、hCG等。只要獲得針對受檢抗原的異性抗體，就可用於包被固相載體和製備酶結合物而建立此法。如抗體的來源為抗血清，包被和酶標用的抗體最好分別取自不同種屬的動物。如套用單克隆抗體，一般選擇兩個針對抗原上不同決定簇的單抗，分別用於包被固相載體和製備酶結合物。這種雙位點夾心法具有很高的特異性，而且可以將受檢標本和酶標抗體一起保溫反應，作一步法檢測。
在一步法測定中，當標本中受檢抗原的含量很高時，過量抗原分別和固相抗體及酶標抗體結合，而不再形成"夾心複合物"。類同於沉澱反應中抗原過剩的後帶現象，此時反應後顯色的吸光值（位於抗原過剩帶上）與標準曲線（位於抗體過剩帶上）某一抗原濃度的吸光值相同，如按常法測讀，所得結果將低於實際的含量，這種現象被稱為鉤狀效應（hook effect），因為標準曲線到達高峰後呈鉤狀彎落。鉤狀效應嚴重時，反應甚至可不顯色而出現假陰性結果。因此在使用一步法試劑測定標本中含量可異常增高的物質（例如血清中HBsAg、AFP和尿液hCG等）時，應注意可測範圍的最高值。用高親和力的單克隆抗體製備此類試劑可削弱鉤狀效應。
假使在被測分子的不同位點上含有多個相同的決定簇，例如HBsAg的a決定簇，也可用針對此決定的同一單抗分別包被固相和製備酶結合物。但在HBsAg的檢測中應注意亞型問題，HBsAg有adr、adw、ayr、ayw4個亞型，顯然每種亞型均有相同的a決定簇的反應性，這也是用單抗作夾心法應注意的問題。
雙抗體夾心法測抗原的另一注意點是類風濕因子（RF）的干擾。RF是一種自身抗體，多為IgM型，能和多種動物IgG的Fc段結合。用作雙抗體夾心法檢測的血清標本中如含有RF，它可充當抗原成份，同時與固相抗體和酶標抗體結合，表現出假陽性反應。採用F（ab'）或Fab片段作酶結合物的試劑，由於去除了Fc段，從而可消除RF的干擾。雙抗體夾心法ELISA試劑是否受RF的影響，已被列為這類試劑的一項考核指標（參見6.2）。
雙抗體夾心法適用於測定二價或二價以上的大分子抗原，但不適用於測定半抗原及小分子單價抗原，因其不能形成兩位點夾心。
雙抗原夾心法測抗體
反應模式與雙抗體夾心法類似。用特異性抗原進行包被和製備酶結合物，以檢測相應的抗體。與間接法測抗體的不同之處為以酶標抗原代替酶標抗抗體。此法中受檢標本不需稀釋，可直接用於測定，因此其敏感度相對高於間接法。B肝標誌物中抗HBs的檢測常採用本法。本法關鍵在於酶標抗原的製備，應根據抗原結構的不同，尋找合適的標記方法。
雙位點一步法
在雙抗體夾心法測定抗原時，如套用針對抗原分子上兩個不同抗原決定簇的單克隆抗體分別作為固相抗體和酶標抗體，則在測定時可使標本的加入和酶標抗體的加入兩步並作一步。這種雙位點一步不但簡化了操作，縮短了反應時間，如套用高親和力的單克隆抗體，測定的敏感性和特異性也顯著提高。單克隆抗體的套用使測定抗原的ELISA提高到新水平。
在一步法測定中，應注意鉤狀效應（hookeffect），類同於沉澱反應中抗原過剩的後帶現象。當標本中待測抗原濃度相當高時，過量抗原分別和固相抗體及酶標抗體結合，而不再形成夾心複合物，所得結果將低於實際含量。鉤狀效應嚴重時甚至可出現假陰性結果。
間接法測抗體
間接法是檢測抗體最常用的方法，其原理為利用酶標記的抗體以檢測已與固相結合的受檢抗體，故稱為間接法。操作步驟如下：
間接法
間接法⑴將特異性抗原與固相載體連線，形成固相抗原：洗滌除去未結合的抗原及雜質。
⑵加稀釋的受檢血清：其中的特異抗體與抗原結合，形成固相抗原抗體複合物。經洗滌後，固相載體上只留下特異性抗體。其他抗體及血清中的雜質由於不能與固相抗原結合，在洗滌過程中被洗去。
⑶加酶標抗抗體：與固相複合物中的抗體結合，從而使該抗體間接地標記上酶。洗滌後，固相載體上的酶量就代表特異性抗體的量。例如欲測人對某種疾病的抗體，可用酶標羊抗人IgG抗體。
⑷加底物顯色：顏色深度代表標本中受檢抗體的量。
本法主要用於對病原體抗體的檢測而進行傳染病的診斷。間接法的優點是只要變換包被抗原就可利用同一酶標抗抗體建立檢測相應抗體的方法。
間接法成功的關鍵在於抗原的純度。雖然有時用粗提抗原包被也能取得實際有效的結果，但應儘可能予以純化，以提高試驗的特異性。特別應注意除去能與一般健康人血清發生反應的雜質，例如以E.Coli為工程酶的重組抗原，如其中含有E.Coli成份，很可能與受過E.Coli感染者血清中的抗E.Coli抗體發生反應。抗原中也不能含有與酶標抗人Ig反應的物質，例如來自人血漿或人體組織的抗原，如不將其中的Ig去除，試驗中也發生假陽性反應。另外如抗原中含有無關蛋白，也會因競爭吸附而影響包被效果。
間接法中另一種干擾因素為正常血清中所含的高濃度的非特異性抗體。病人血清中受檢的特異性IgG只占總IgG中的一小部分。IgG的吸附性很強，非特異IgG可直接吸附到固相載體上，有時也可吸附到包被抗原的表面。因此在間接法中，抗原包被後一般用無關蛋白質（例如牛血清蛋白）再包被一次，以封閉（blocking）固相上的空餘間隙。另外，在檢測過程中標本須先行稀釋（1:40~1:200），以避免過高的陰性本底影響結果的判斷。
競爭法
競爭法可用於測定抗原，也可用於測定抗體。以測定抗原為例，受檢抗原和酶標抗原競爭與固相抗體結合，因此結合於固相的酶標抗原量與受檢抗原的量呈反比。操作步驟如下：
⑴將特異抗體與固相載體連線，形成固相抗體。洗滌。
⑵待測管中加受檢標本和一定量酶標抗原的混合溶液，使之與固相抗體反應。如受檢標本中無抗原，則酶標抗原能順利地與固相抗體結合。如受檢標本中含有抗原，則與酶標抗原以同樣的機會與固相抗體結合，競爭性地占去了酶標抗原與固相載體結合的機會，使酶標抗原與固相載體的結合量減少。參考管中只加酶標抗原，保溫後，酶標抗原與固相抗體的結合可達最充分的量。洗滌。
⑶加底物顯色：參考管中由於結合的酶標抗原最多，故顏色最深。參考管顏色深度與待測管顏色深度之差，代表受檢標本抗原的量。待測管顏色越淡，表示標本中抗原含量越多。一般情況，是通過方波伏安法，檢測培養體系的峰電流，通過峰電流與抗原抗體的線性關係來最終確定體系的最終檢測目標的濃度。
當抗原材料中的干擾物質不易除去，或不易得到足夠的純化抗原時，可用此法檢測特異性抗體。其原理為標本中的抗體和一定量的酶標抗體競爭與固相抗原結合。標本中抗體量越多，結合在固相上的酶標抗體愈少，因此陽性反應呈色淺於陰性反應。如抗原為高純度的，可直接包被固相。如抗原中會有干擾物質，直接包被不易成功，可採用捕獲包被法，即先包被與固相抗原相應的抗體，然後加入抗原，形成固相抗原。洗滌除去抗原中的雜質，然後再加標本和酶標抗體進行競爭結合反應。競爭法測抗體有多種模式，可將標本和酶標抗體與固相抗原競爭結合，抗HBc ELISA一般採用此法。另一種模式為將標本與抗原一起加入到固相抗體中進行競爭結合，洗滌後再加入酶標抗體，與結合在固相上的抗原反應。抗HBe的檢測一般採用此法。
捕獲法
血清中針對某些抗原的特異性IgM常和特異性IgG同時存在，後者會干擾IgM抗體的測定。因此測定IgM抗體多用捕獲法，先將所有血清IgM（包括異性IgM和非特異性IgM）固定在固相上，在去除IgG後再測定特異性IgM。操作步驟如下：
⑴將抗人IgM抗體連線在固相載體上，形成固相抗人IgM。洗滌。
⑵加入稀釋的血清標本：保溫反應後血清中的IgM抗體被固相抗體捕獲。洗滌除去其他免疫球蛋白和血清中的雜質成分。
⑶加入特異性抗原試劑：它只與固相上的特異性IgM結合。洗滌。
⑷加入針對特異性的酶標抗體：使之與結合在固相上的抗原反應結合。洗滌。
⑸加底物顯色：如有顏色顯示，則表示血清標本中的特異性IgM抗體存在，是為陽性反應。
套用於ELISA
親和素－生物素系統在ELISA中的套用有多種形式，可用於間接包被，亦可用於終反應放大。可以在固相上先預包被親和素，原用吸附法包被固相的抗體或抗原與生物素結合，通過親和素－生物素反應而使生物素化的抗體或抗在相化。這種包被法不僅可增加吸附的抗體或抗原量，而且使其結合點充分暴露。另外，在常規ELISA中的酶標抗體也可用生物素化的抗體替代，然後連線親和素－酶結合物，以放大反應信號。
ELISA的試劑
⑴已包被抗原或抗體的固相載體（免疫吸附劑）；⑵酶標記的抗原或抗體（結合物）；
ELISA試劑
ELISA試劑⑶酶的底物；
⑷陰性對照品和陽性對照品（定性測定中），參考標準品和控制血清（定量測定中）；
⑸酶聯物（結合物）及標本的稀釋液；
⑹洗滌液；
⑺酶反應終止液。
用於標記的酶
用於標記抗體或抗抗體的酶須具有下列特性：有高度的活性和敏感性；在室溫下穩定；反應產物易於顯現；能商品化生產。當前套用較多的有辣根過氧化物酶（HRP）、鹼性磷酸酶、葡萄糖氧化酶等，其中以HRP套用最廣。
過氧化物酶
過氧化物酶廣泛分布於植物中，辣根中含量最高，從辣根中提取的稱辣根過氧化物酶（HRP），是由無色酶蛋白和深棕色的鐵卟啉構成的一種糖蛋白（含糖量18%），分子量約40 000，約由300個胺基酸組成，等電點為pH 3-9，催化反應的最適pH值因供氫體不同而稍有差異，一般多在pH 5左右。此酶溶於水和50%飽和度以下的硫酸銨溶液。酶蛋白和輔基的最大吸收光譜分別為275nm和403nm。
酶的純度以RZ表示：RZ=OD403/OD275
純酶的RZ多在3.0以上，最高為3.4。RZ在0.6以下的酶製品為粗酶，非酶蛋白約占 75%，不能用於標記。RZ在2.5以上者方可用於標記。HRP的作用底物為過氧化氫，催化反應時的供氫體有幾種：（1）鄰苯二胺（OPD），產物為橙色，可溶性，敏感性高，最大吸收值在490nm，可用肉眼觀察判別，容易被濃H2SO4終止反應，顏色可在數小時內不改變,是目前國內ELISA中最常用的一種；（2）聯大茴香胺（OD）,產物為橘黃色，最大吸收值在400nm，顏色較穩定；（3）5－氨基水楊酸（5－AS）：產物為深棕色，最大吸收值在449nm，部分溶解，敏感性較差；（4）鄰聯甲苯胺（OT）產物為藍色，最大吸收值在630nm，部分溶解，不穩定，不耐酸，但反應快，顏色明顯。
鹼性磷酸酶
系從小牛腸黏膜和大腸桿菌中提取，由多個同功酶組成。它們的底物種類很多，常用者為硝基苯磷酸鹽，廉價無毒性。酶解產物呈黃色，可溶，最大吸收值在400nm。酶的活性以在pH10反應系統中，37℃1分鐘水解1μg磷酸苯二鈉為一個單位。
酶標記法
酶與抗體交聯，常用戊二醛法和過碘酸鹽氧化法。郭春祥建立的HRP標記抗體的改良過碘酸鈉法簡單易行，標記效果好，特別適用於實驗室的小批量製備。其標記程式為：將5μg HRP溶於0.5ml蒸餾水中，加入新鮮配製的0.06 mol/L的過碘酸鈉（NaIO4）水溶液0.5ml，混勻置4℃冰櫃30分鐘 ， 取出加入0.16mol/L的乙二醇水溶液0.5ml，室溫放置30分鐘後加入含5(g純化抗體的水溶液1ml，混勻並裝透析袋，以0.05mol/L、pH9.5的碳酸鹽緩衝液於4℃冰櫃中慢慢攪拌透析6小時（或過夜）使之結合，然後吸出，加硼氫化鈉（NaBH4）溶液（ 5(g/ml)0.2ml，置4℃冰櫃2小時，將上述結合物混合液加入等體積飽和硫酸銨溶液，置4℃冰櫃30分鐘後離心，將所得沉澱物溶於少許0.02mol/L、pH7.4PBS中，並對之透析過夜（4℃），次日離心除去不溶物，即得到酶標抗體，用0.02mol/L、pH7.4PBS稀至5ml，進行測定後，冷凍乾燥或低溫保存。
效果測定
酶標抗體標記效果測定：測定內容包括酶和抗體活性、結合物中酶含量和IgG含量、酶與IgG摩爾比值以及結合率。
