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ELISA技術中的抗原抗體反應

抗體的結構 

抗體是能與抗原特異性結合的免疫球蛋白 （immunoglobulin,Ig）。Ig分五類，即IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。與免疫測定有關的Ig主要為 IgG和IgM。Ig由兩個輕鏈（L）和兩個重鏈（H）的單體組成。Ig的輕鏈是相同的，有κ（kappa）和λ（Lambda ）兩種型別。五類Ig的重鏈結構不同，這決定了它們的抗原性也不同。IgG和IgM的重鏈分別稱為γ（gamma）鏈和μ（mu ）鏈。 重鏈和輕鏈的 N端的氨基酸排列順序因各種抗體而異，稱為可變區(qū)，分別用VH和VL表示。兩者構成抗體的抗原結合部位，只與相應的抗原決定簇匹 配，發(fā)生特異性結合（見圖），是抗體專一性結合抗原的結構基礎。 IgG可被木瓜蛋白酶分解為三個區(qū)段，其中兩個相同的區(qū)段稱抗原結合片段（Fab）。每個Fab都保存結合抗原的能力，但只有一 個抗原結合位點，是單價的，與抗原結合后不出現(xiàn)凝集或沉淀。另一區(qū)段稱Fc段，無抗體活性，但具有IgG*的抗原性。 IgG可被胃蛋白酶分解為兩個片段，一個Fab雙體，稱F（ab）2，能和兩個相同的抗原結合；另一片段類似Fc，隨后被分解 成小分子多肽，無生物活性。 IgM是由五個單體組成的五聚體，含 10個重鏈和10個輕鏈，具有10個抗原結合價，由于空間位置的影響，只表現(xiàn)為五個抗原結合價。IgM分子量約為900000， IgG分子量約為150000。 機體被微生物感染后，先產生 IgM抗體，然后產生IgG抗體。經過一段時間，IgM抗體量逐漸減少而消失，而IgG抗體可長期存在，在疾病*后可持續(xù)數(shù)年 之久。 IgM抗體一般為保護性抗體具有免疫性。因此IgM抗體的測定，對某些傳染病如甲型肝炎有較高的臨床診斷價值。右圖為為甲型肝炎 病人血清中IgG抗體和IgM抗體出現(xiàn)的時間和水平。 

抗原抗體反應 

可逆性 

抗原與抗體結合形成抗原抗體復合物的過程是一種動態(tài)平衡，其反應式為： Ag+Ab→Ag·Ab 抗體的親和力（affinity）是抗原抗體間的固有結合力，可以用平衡常數(shù)K表示： K=[Ag·Ab]／[Ag][Ab] Ag·Ab的解離程度與K值有關。高親和力抗體的抗原結合點與抗原的決定簇在空間構型上非常適合，兩者結合牢固，不易解離。解離 后的抗原或抗體均能保持原有的結構和活性，因此可用親和層析法來提純抗原或抗體。在抗血清中，特異性的IgG抗體僅占總IgG中 的極小部分。用親和層析法提取的特異性抗體，稱為親和層析純抗體，應用于免疫測定中可得到更好的效果。 

zui適比例 

在恒定量的抗體中加入遞增量的抗原形成抗體復合物（沉淀）的量見圖1-4。曲線的高峰部分是抗原抗體比例zui合適的范圍，稱為等價帶（zone of equivalence）。在等價帶前后分別為抗體過剩帶和抗原過剩帶。如果抗原或抗體極度過剩，則無沉淀物形成，在免疫測定中 稱為帶現(xiàn)象（zone phenomenon）?？贵w過量稱為前帶（prezone），抗原地過量稱為后帶（postzone）。在用免疫學方法測定抗 原時，應使反應系統(tǒng)中有足夠的抗體量，否則測得的量會小于實際含量，甚至出現(xiàn)假陰性。 特異性 

抗原抗體的結合實質上只發(fā)生在抗原的抗原決定簇與抗體的抗原結合位點之間。由于兩者在化學結構和空間構型上呈互補關系，所以抗原 抗體反應具有高度的特異性。例如乙肝病毒中的表面抗原（ HBsAg）、e抗原（HBeAg）和核心抗體（HBcAg），隨來源于同一病毒，但僅與其相應的抗體結合，而不與另外兩種抗體 反應?？乖贵w反應的這種特異性使免疫測定能在一非常復雜的蛋白質化合物（例如血清）中測定某一特定的物質，而不需先分離待檢物 。 但是這種特異性也不是的。假使兩種化合物有著部分相同的結構，在抗原抗體反應中可出現(xiàn)交叉反應。例如：絨毛膜促性腺激素（ hCG）和黃體生成激素（LH）均由α和β兩個亞單位組成，其結構的不同處在β亞單位，而兩者的α亞單位是同類的。用hCG免疫 動物所得的抗血清中含有抗α-hCG和抗β-hCG兩種抗體，抗α-hCG抗體將與LH中的 α酶位發(fā)生交叉反應。在臨床檢驗中，如用抗hCG抗血清作為妊娠診斷試劑檢定尿液中hCG，只能用于hCG濃度較高的試驗，否則 婦女生理性排泄入尿液中的微量LH將與之發(fā)生交叉反應。因此在作為早孕診斷（敏感度應達到50mIu/mlhCG）的實際中必須 應用只對hCG特異的抗β-hCG，以避免與其它激素的交叉反應的發(fā)生。 

敏感性 

在測定血清中某一物質的含量時，化學比色法的敏感度為 mg/ml水平，酶反應測定法的敏感度約為5~10μg/ml，免疫測定中凝膠擴散法和濁度法的敏感度與酶反應法相仿。標記的免 疫測定的敏感度可提高數(shù)千倍，達ng/ml水平。例如，用放射免疫測定法或酶免疫測定法測定HBsAg，其敏感度可達0.1ng /ml。 

免疫測定在臨床檢驗中的應用 

由于各種抗原成份，包括小分子的半抗原，均可用以制備特異性的抗血清或單克隆抗體，利用此抗體作為試劑就可檢測標本中相應的抗原 ，因此免疫測定的應用范圍極廣，在臨床檢驗中可用于測定： 1） 體液中的各種蛋白質，包括含量極少的蛋白質如甲胎蛋白等。 2） 激素，包括小分子量的甾體激素等。 3） 抗生素和藥物。 4） 病原體抗原，HBsAg、HBeAg等。 5） 另外，也可利用純化的抗原檢測標本中的抗體，例如抗-HBs等。 

標記的免疫測定 

如上所述，免疫測定是一種很敏感的測定方法，抗原抗體反應后直接測定形成的沉淀或濁度，敏感度可達 5~10μg/ml，但在臨床檢驗中，某些待測物在標本中的含量遠低于這一水平，因此要尋找增加敏感度的方法。標記的免疫測定是 將檢測試劑中的抗原或抗體用可微量測定的物質加以標記，通過測定標記物來提高敏感度。在放射免疫測定和酶免疫測定中，標記物分別 為放射性核素和酶，zui后用測定放射性和酶活力來計算待檢物的量，敏感度可比直接測定沉淀物提高數(shù)百至數(shù)千倍。在標記免疫測定中， 一般加入過量的標記試劑以保證與待測物*反應。以標記抗體（Ab ※）檢測抗原（Ag）為例，反應式如下： Ag+ Ab※ → AgAb>※+ Ab※ 

在反應產物中有與Ag結合的Ab※和游離和Ab※ ，如不將兩者分離而測定標記物，測得的結果將為兩者之和。因此，游離標記物與結合標記物的分離是標記免疫測定中的重要步驟。可采 用多種手段，固相載體是其中之一。如將抗原或抗體包被在固相載體上，然后再與標記的抗原或抗體直接反應，結合的標記物被固定在載 體上，而游離的標記物留于溶液中。這樣可以通過洗滌將游離的Ab ※除去，結合標記物的測定可在固相上進行。 

酶免疫測定 

酶免疫測定（enzyme immunoassay）可分為均相（homogenous）和非均相（heterogenous）兩種類型。在均相EIA中可 不需進行游離的和結合的標記物的分離而直接測定標記物。例如在某種條件下，抗原抗體反應后形成的酶標記抗原抗體復合物中的酶失去 其對底物作用的活力，因而測出的酶活力直接反映游離的酶標記物。均相EIA在臨床檢驗中較少應用。非均相EIA需先進行游離的和 結合的標記物的分離。如前所述，固相載體可用作一種分離手段。這種固相酶免疫測定方法在1971年zui初建立時稱為酶聯(lián)免疫吸附劑 測定（enzyme linked immunosorbent assay），簡稱ELISA，在國內有譯作酶聯(lián)免疫吸附試驗的，雖然含義不*確切，但已習用