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ELISA 基本原理和技巧

ELISA法是20世纪70年代初由荷兰学者VanWeemanSchurrs与瑞典学者EngvallPerlman几乎同时提出的。最初,ELISA主要用于病毒、细菌的检测。20世纪70年代末,开始广泛应用于抗原、抗体的定性和定量测定,包括一些药物、激素、毒素等半抗原分子的定量检测。由于ELISA检测对仪器要求程度低,操作简便,特别是对样品前处理要求简单,易于推广,且具有准确、灵敏、快速、特异、经济等优点,日益成为许多领域分析技术研究的重点。


ELISA原理


酶联免疫吸附测定(ELISA)是一种基于抗原抗体特异性反应的常用免疫学检测方法。其核心原理是将抗原或抗体结合到固相载体上,并利用酶标记的抗原或抗体进行检测。固相载体上的抗原或抗体保留其免疫活性,而酶标记的抗原或抗体则同时保留免疫活性和酶的活性。


ELISA有多种类型,包括夹心法、竞争法和间接法等,各有不同的操作步骤。以夹心法为例,首先将特异性抗体包被于固相载体,然后加入待测样品,使其中的抗原与包被抗体结合。洗涤去除未结合的物质后,加入酶标记的二抗,该二抗与结合在固相载体上的抗原特异性结合。再次洗涤去除未结合的酶标记二抗后,加入相应的酶底物。底物在酶的催化下发生反应,生成可检测的有色产物。产物的量与待测抗原的量成正比。通过酶标仪测定反应产物的吸光度值,并与预先建立的标准曲线进行比较,即可定量测定样品中待测抗原的浓度。


其他类型的ELISA,例如竞争法和间接法,则采用不同的策略,但都利用了抗原抗体反应的特异性和酶的催化放大作用,实现对目标物质的定性或定量检测。由于酶的高催化效率,ELISA具有很高的灵敏度。


elisa原理


ELISA实验技巧


加样


ELISA实验中,加样是至关重要的操作步骤,贯穿于整个实验过程,包括加样品、加试剂、加洗涤液等。准确和一致的加样是保证实验结果可靠性的关键。


目前ELISA实验中主要使用多道移液器进行加样,可以同时给多个孔加样,提高效率并保证加样一致性。对于少量样品或标准品,可以使用单道移液器。选择合适的移液器规格至关重要,以确保加样体积的准确性。


正确的加样手法如下:将移液器枪头贴近孔底,但不要接触孔底,缓慢且平稳地排出液体,避免产生气泡。加样后稍微抬起枪头,再离开孔,以免吸回液体。避免将液体加到孔壁上,并确保所有试剂都加到孔底。每次加样后,应更换枪头,防止交叉污染。


洗涤步骤也需要正确的加样操作。使用洗涤液冲洗整个孔壁,并保证足够的浸泡时间,以充分去除未结合的物质。


在加样前,需要充分混匀试剂,确保试剂浓度均匀。某些步骤之后,例如加酶标记物后,需要轻轻拍打酶标板,以促进反应。


显色步骤对时间的要求较高。使用多道移液器可以快速完成加液过程,尽量减少不同孔之间加样时间的差异。更重要的是,要确保所有孔的反应起始时间一致,以减少误差。


稀释


ELISA实验中,包被抗原、样本、抗体、酶标二抗等通常需要进行稀释。准确的稀释对实验结果的可靠性至关重要。


稀释倍数的确定需要根据具体的实验要求、试剂盒说明书以及样本的浓度来确定。通常需要进行预实验,以找到最佳的稀释倍数。


稀释时,应使用经过校准的移液器,并根据所需的体积选择合适的规格。将需要稀释的物质(如样本、抗体等)加入到装有适量稀释液的试管或EP管中,而不是先加稀释液到板孔中。使用移液器反复吹打或涡旋振荡器使样本与稀释液充分混匀。对于需要进行系列稀释的情况,应该采用逐步稀释的方法,以减少误差。例如,如果需要将样本稀释100倍,可以先稀释10倍,再从10倍稀释液中取一部分稀释10倍,最终达到100倍稀释。


在整个稀释过程中,应注意避免交叉污染。例如,每次吸取不同浓度的溶液时,都应更换移液器枪头。此外,还应根据试剂盒说明书选择合适的稀释液。


洗涤


ELISA过程中,洗涤步骤虽然不直接参与反应,但对实验结果的准确性和可靠性至关重要。洗涤的目的是去除未与固相抗原或抗体结合的游离酶标记物,以及非特异性吸附于固相载体的干扰物质。聚苯乙烯等塑料材料对蛋白质具有非特异性吸附作用,这些吸附的干扰物质必须通过洗涤步骤去除。


洗涤操作必须严格按照试剂盒说明书的要求进行。通常情况下,洗涤步骤需要重复多次,一般为3-5次。每次洗涤时,应确保洗涤液充满每个孔,并浸泡一定时间,通常为30秒到1分钟。然后将酶标板倒扣在干净、无尘的吸水纸上,轻拍板底,吸干孔内残留的洗涤液,避免用力过猛导致孔内物质溅出。残留的洗涤液会稀释后续加入的试剂,影响最终结果的准确性。


常用的洗涤方法包括:手动浸泡式洗涤、流水冲洗式洗涤和自动洗板机洗涤。无论采用哪种方法,都应确保洗涤充分且一致。洗涤液的配制也应严格按照试剂盒说明书的要求进行,并使用新鲜配制的洗涤液。


正确的洗涤操作可以最大限度地减少背景信号,提高信噪比,从而保证ELISA结果的准确性和可靠性。


显色


显色是ELISA的最后一步,通过酶催化底物生成有色产物来实现信号检测。不同的酶需要使用不同的底物,例如辣根过氧化物酶(HRP)常用的底物有TMBOPD等,碱性磷酸酶(AP)常用的底物有PNPP等。


反应温度和时间是影响显色的重要因素。在一定范围内,升高温度可以加快显色速度。然而,温度过高或时间过长都可能导致非特异性显色或底物耗尽,影响结果的准确性。因此,需要根据具体的试剂盒和实验条件优化反应温度和时间,以获得最佳的信噪比。


定量ELISA中,为了确保结果的准确性,需要在规定的时间点加入终止液来终止酶促反应。然后使用酶标仪在特定波长下读取吸光度值。


定性ELISA的显色通常在室温下进行。虽然时间不必像定量ELISA那样严格控制,但也需要根据阳性对照孔和阴性对照孔的显色情况,以及预先设定的判断标准来判断结果。例如,阳性孔的吸光度值应达到阴性孔吸光度值的特定倍数以上,才能判定为阳性。


除了阳性和阴性对照,ELISA实验还应设置空白对照,用于扣除背景信号,提高检测的准确性。


比色


ELISA比色前,需要进行一些准备工作,以确保测量结果的准确性。


首先,用干净、无尘的吸水纸或专用擦拭布轻轻擦拭酶标板底部,去除残留的液体、指纹和污渍。避免用力擦拭,以免划伤板底,影响读数。确保酶标板清洁且干燥。


然后,将酶标板按照正确的方向放入酶标仪的比色架上,确保与酶标仪的光路匹配。


酶标仪应放置在避光环境中,操作室温度应控制在1530℃。使用前,应根据酶标仪的型号和使用环境,预热酶标仪至指定时间,以使结果更加稳定。并根据需要对酶标仪进行校准,包括定期校准和空白校准。


最后,根据所用底物选择正确的检测波长,并根据实验需求选择合适的读数模式(例如:单波长、双波长等)。设置好参数后,即可开始读取吸光度值。


上述是ELISA的基本原理及技巧。从抗原抗体的特异性结合到酶催化底物显色,每一个步骤都环环相扣,影响着最终结果的准确性。只有深入理解ELISA的原理,并严格按照操作规范进行实验,才能获得可靠的实验数据。