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常见ELISA实验全攻略
众所周知,IHC、WB、ELISA是免疫学的三大工具,分别用于蛋白的定位,定性和定量实验。本期小O为您介绍 ELISA 的定义及原理、类型、及其优缺点。也就是酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked Immunosorbent Assay)。
一、酶联免疫吸附试验 (ELISA)
定义:ELISA(酶联免疫吸附测定)是一种常用的免疫测定分析方法,可以对抗原、抗体、激素、药物分子等进行定量或半定量检测。在疾病诊断、药物筛选和疾病机制的研究等生物医学领域有广泛的应用,具有检测速度快、准确和定量分析等特点。常用的样本包括血清、血浆、细胞培养上清液、细胞裂解物、唾液、组织裂解物和尿液等。
 
原理:ELISA 技术依赖于抗原 (即靶蛋白) 与针对目标抗原的一抗之间的相互作用,通过酶联抗体催化添加的底物来确认抗原的存在。在 ELISA 中,将具有特定结合特性的液体样品添加到反应室或微孔板内的固定固相上。然后,依次孵育不同的液体试剂,从而在最终液体中产生一些光学变化 (例如,通过酶促反应产物的颜色变化)。其结果可以通过目视检查定性检测,也可以使用光度计或分光光度计的读数定量检测
 
二、ELISA有哪些类型?
常见的四种 ELISA 类型:直接 ELISA (Direct ELISA)、间接 ELISA (Indirect ELISA) 、夹心 ELISA (Sandwich ELISA)和竞争 ELISA(Competitive ELISA)。
 
表 1. 常见的三种 ELISA 类型的区别
 
ELISA类型 原理 优点 缺点 使用场景
直接法ELISA   将抗原或抗体固定于固相载体上,加入酶标记的抗体或抗原进行检测,最后通过底物显色反应观察结果 操作简单,检测速度快;消除了二级抗体的交叉反应  灵敏度低;每种ELISA需要特定的抗体,耗时且昂贵  抗原筛选、检测可溶性抗原 
间接法ELISA 将抗原或抗体固定于固相载体上,加入待测的抗体或抗原,再加入与待测抗体或抗原结合的酶标记二抗(次级抗体),最后通过底物显色反应观察结果   灵敏度高,特异性强成本相对较低灵活;可使用多种一级抗体  存在二级抗体之间的交叉反应风险 抗体筛选、抗原结合表位分析 
  夹心法ELISA 将捕获抗体结合在固相载体上,加入待测抗原,使其与固相抗体结合,再加入与待测抗原结合的检测抗体,再加入酶标记二抗,最后通过底物显色反应观察结果  样本纯化需求最小;灵敏度更高,特异性更强  必须使用“匹配对”的一级和二级抗体耗时且成本较高  抗原筛选、检测量小的抗原,或者其物理化学性质不允许充分粘附到孔上,或者样品中包含多种蛋白质的情况 
 竞争法ELISA  样本中的抗原及预包被的酶标抗原,竞争性地与固相抗体相结合。样本中的抗原含量越多,结合在固相上的酶标抗原就越少,最终显色也越浅。需要注意的是,显色结果与待检抗原(或抗体)的量成反比。   适用于不容易被两种抗体同时结合的小分子目标因子  特异性较低 通常用于检测小分子如半抗原、激素、药物等 
 
 

 三、ELISA的实验方案

ELISA 实验通常分为几个步骤:包被、封闭、孵育、检测和结果分析。所以,接下来我为大家带来夹心法ELISA实验必备流程及注意事项

夹心法

标本收集及试剂准备:

1、样品预处理

下面列出的样品收集和储存条件旨在作为一般性指导。样品稳定性尚未评估。

a) 细胞培养上清液:在1000×g下离心15分钟去除颗粒,立即进行测定或等分装样品,并将样品储存在≤-20℃的温度下。避免重复冻融循环。(细胞培养上清液样品建议2倍稀释。例如:100μL样品+100μL的1×稀释液)


b) 血清:使用血清分离管,使样品在室温下凝结30分钟,然后在1000×g下离心15分钟。立即取出血清并进行测定或等分装样品,将样品储存在≤-20℃的温度下。避免重复冻融循环。(血清样品建议2倍稀释。例如:50μL样品+50μL的1×稀释液)


c) 血浆:使用EDTA或肝素作为抗凝剂收集血浆。收集后30分钟内,以1000×g离心15分钟。立即测定或等分装样品,并将样品储存在≤-20℃的温度下。避免重复冻融循环。(血浆样品建议2倍稀释。例如:50μL样品+50μL的1×稀释液)注:柠檬酸盐抗凝剂血浆未经验证可用于本试验,使用时应自行验证可行性。溶血的样品不适合用于该测定。


d) 组织匀浆:用预冷的PBS(0.01M,pH=7.4)冲洗组织,去除残留血液(匀浆中裂解的红细胞会影响检测结果),称重后将组织剪碎。将剪碎的组织与对应体积的PBS(一般按1:9的重量体积比,比如1g的组织样品对应9mL的PBS,具体体积可根据实验需要适当调整,并做好记录。推荐在PBS中加入蛋白酶抑制剂)加入玻璃匀浆器中,于冰上充分研磨或匀浆机研磨。为了进一步裂解组织细胞,可以对匀浆液进行超声破碎,或反复冻融。最后将匀浆液于5000×g离心5-10分钟,取上清检测。


e) 细胞裂解液:贴壁细胞用预冷PBS轻轻清洗,然后用胰蛋白酶消化,1000×g离心5分钟后收集细胞;悬浮细胞可直接离心收集。收集的细胞用预冷PBS清洗3次,每1×106个细胞中加入150-200μL的PBS重悬(推荐在PBS中加入蛋白酶抑制剂;若含量很低可适当减少PBS体积)并通过反复冻融或超声使细胞破碎。将提取液于2-8℃,1500×g离心10分钟,取上清检测。


f) 其它样本类型:1000×g离心20分钟,取上清即可检测。


 

2、洗涤液/稀释液配置

如果洗涤液/稀释液(20×)有晶体析出,需在37℃下加热⾄晶体全部溶解。用蒸馏水1:20稀释(例如:1mL 浓缩洗涤液/稀释液加入19mL的蒸馏水)

 

3、标准品配置

取8个1.5ml离心管,分别标注S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,blank,第一管S1中加入标准品/样品稀释液900ul,第二至第八管中分别加入标准品/样品稀释液200ul,在第一管中加入标准品溶液(100ug/ml)100ul置于漩涡混合器上混匀后用加样器吸出200ul,移至第二管,如此反复作对倍稀释至S7,第八管为空白对照。配置好的标准曲线浓度为:10、5、2.5、1.25、0.625、0.313、0.157、0ug/ml(标准品的用量及标准曲线范围也可根据自己需要配置)。


 

4、生物素化抗体工作液配置

使用前20分钟,用生物素化抗体稀释液将100×生物素化抗体稀释成1×工作液,根据所需用量配置,当日使用,剩余弃之。

 

5、SABC工作液配置

使用前20分钟,用SABC稀释液将100×SABC稀释成1×工作液,根据所需用量配置,当日使用,剩余弃之

 

6、如果您检测的样本中靶蛋白浓度高于标准品最高值,建议重新检测,请根据实际情况,适当倍数稀释(建议做预实验,以确定稀释倍数)。

 

检测程序:

1. 加样:空白孔加入100μl标准品/样品稀释液,其余孔各加入标准品或待测样品100ul,将反应板混匀后置37℃,60分钟。

2. 洗板:用1×洗涤液将反应板充分洗涤3次,每孔加入1×洗液300μl,每次震荡/浸泡1-2分钟,向滤纸上印干。

3. 空白孔加入100ul标准品/样品稀释液,其余孔各加入1×的生物素化抗体工作液100ul,混匀后置37℃,60分钟。

4. 洗板:同上。

5. 每孔加入SABC工作液100ul,混匀后置37℃,30分钟。

6. 洗板:同上。

7. 每孔加入TMB显色底物 100ul,混匀后置37 ℃暗处反应10-20分钟(具体显色时间根据显色结果而定)。

8. 每孔加入50ul终止液,混匀,5分钟内用酶标仪在450nm处测吸光值。

 

结果判断和计算

1. 所有OD值建议减除空白孔值后再进行计算,如空白孔OD低于0.1,也可以直接计算。

2. 以标准品浓度作横坐标,OD值作纵坐标,手工绘制或用软件绘制标准曲线,根据样品OD值计算出相应含量,再乘以稀释倍数即可。

 

四、ELISA的实验小tips

1、板类型选择:优选伽马辐照板,确保底部平整透明。荧光检测用黑色底,化学发光用白色底

2、封闭缓冲液:基于哺乳动物蛋白,检测交叉反应,必要时用非哺乳动物蛋白。加0.05% Tween 20 减少非特异性结合

3、抗体选择:使用亲和纯化抗体提升信噪比

4、避免干燥:保持板湿润

5、恒定孵育:在固定温度下进行

6、即时稀释:结合物现用现配,避免久置

7、避光操作:对光敏感底物需避光处理

8、底物时效:底物溶液不超过1小时,注意温度控制

9、底物与读数:根据底物类型设置合适波长(如ABTS405-410nm,TMB 450 nm 等)

10、清洁底部:去除指纹,确保准确读数

11、标准曲线:自制ELISA前,先优化标准曲线

12、背景信号控制:检查非特异性结合、封闭效果、样品反应性等

13、信号验证:通过阴性对照和空白孔检查背景信号

14、优化后测试:调整封闭和洗涤条件以维持最佳信噪比

15、洗板机维护:每日检查对齐和填充量