的試劑,良好的儀器和正確的操作是保證ELISA檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠的必要條
件。ELISA的操作因固相載體的形成不同而有所差異,國內(nèi)醫(yī)學(xué)檢驗一般均用板式點。
本文將敘述板式ELISA各個操作步驟的注意要點,珠式、管式及磁性球ELSIA,國外試
劑均與特殊儀器配合應(yīng)用,兩者均有詳細(xì)的使用說明,嚴(yán)格遵照規(guī)定操作,必能得出
準(zhǔn)確的結(jié)果。
4.1 標(biāo)本的采取和保存
可用作ELISA測定的標(biāo)本十分廣泛,體液(如血清)、分泌物(唾液)和排泄物
(如尿液、糞便)等均可作標(biāo)本以測定其中某種抗體或抗原成份。有些標(biāo)本可直接進(jìn)行
測定(如血清、尿液),有些則需經(jīng)預(yù)處理(如糞便和某些分泌物)。大部分ELISA檢
測均以血清為標(biāo)本。血漿中除尚含有纖維蛋白原和抗凝劑外,其他成份均同等于血清。制
備血漿標(biāo)本需借助于抗凝劑,而血清標(biāo)本只要待血清自然凝固、血塊收縮后即可取得。除
特殊情況外,在醫(yī)學(xué)檢驗中均以血清作為檢測標(biāo)本。在ELISA中血漿和血清可同等應(yīng)用。
血清標(biāo)本可按常規(guī)方法采集,應(yīng)注意避免溶血,紅細(xì)胞溶解時會釋放出具有過氧化物酶活
性的物質(zhì),以HRP為標(biāo)記的ELISA測定中,溶血標(biāo)本可能會增加非特異性顯色。
血清標(biāo)本宜在新鮮時檢測。如有細(xì)菌污染,菌體中可能含有內(nèi)源性HRP,也會產(chǎn)生假
陽性反應(yīng)。如在冰箱中保存過久,其中的可發(fā)生聚合,在間接法ELISA中可使本底加深。
一般說來,在5天內(nèi)測定的血清標(biāo)本可放置于4℃,超過一周測定的需低溫冰存。凍結(jié)血清
融解后,蛋白質(zhì)局部濃縮,分布不均,應(yīng)充分混勻宜輕緩,避免氣泡,可上下顛倒混和,
不要在混勻器上強(qiáng)烈振蕩。混濁或有沉淀的血清標(biāo)本應(yīng)先離心或過濾,澄清后再檢測。反
復(fù)凍融會使抗體效價跌落,所以測抗體的血清標(biāo)本如需保存作多次檢測,宜少量分裝冰
存。保存血清自采集時就應(yīng)注意無菌操作,也可加入適當(dāng)防腐劑(見3.2.4)。
4.2 試劑的準(zhǔn)備
按試劑盒說明書的要求準(zhǔn)備實驗中需用的試劑。ELISA中用的蒸餾水或去離子水,包
括用于洗滌的,應(yīng)為新鮮的和高質(zhì)量的。自配的緩沖液應(yīng)用pH計測量較正。從冰箱中取出
的試驗用試劑應(yīng)待溫度與室溫平衡后使用。試劑盒中本次試驗不需用的部分應(yīng)及時放回冰
箱保存。
4.3 加樣
在ELISA中一般有3次加樣步聚,即加標(biāo)本,加酶結(jié)合物,加底物。加樣時應(yīng)將所加物
加在LEISA板孔的底部,避免加在孔壁上部,并注意不可濺出,不可產(chǎn)生氣泡。
加標(biāo)本一般用微量加樣器,按規(guī)定的量加入板孔中。每次加標(biāo)本應(yīng)更換吸嘴,以免發(fā)
生交叉污染,也可用一次性的定量塑料管加樣。有此測定(如間接法ELISA)需用稀釋的
血清,可在試管中按規(guī)定的稀釋度稀釋后再加樣。也可在板孔中加入稀釋液,再在其中加
入血清標(biāo)本,然后在微型震蕩器上震蕩1分鐘以保證混和。加酶結(jié)合物應(yīng)用液和底物應(yīng)用
液時可用定量多道加液器,使加液過程迅速完成。
4.4 保溫
在ELISA中一般有兩次抗原抗體反應(yīng),即加標(biāo)本和加酶結(jié)合物后??乖贵w反應(yīng)的完
成需要有一定的溫度和時間,這一保溫過程稱為溫育(incubation),有人稱之為孵育,在
ELISA中似不恰當(dāng)。
ELISA屬固相免疫測定,抗原、抗體的結(jié)合只在固相表面上發(fā)生。以抗體包被的夾心
法為例,加入板孔中的標(biāo)本,其中的抗原并不是都有均等的和固相抗結(jié)合的機(jī)會,只有zui
貼近孔壁的一層溶液中的抗原直接與抗體接觸。這是一個逐步平衡的過程,因此需經(jīng)擴(kuò)散
才能達(dá)到反應(yīng)的終點。在其后加入的酶標(biāo)記抗體與固相抗原的結(jié)合也同樣如此。這就是為
什么ELISA反應(yīng)總是需要一定時間的溫育。
溫育常采用的溫度有43℃、37℃、室溫和4℃(冰箱溫度)等。37℃是實驗室中常用
的保溫溫度,也是大多數(shù)抗原抗體結(jié)合的合適溫度。在建立ELISA方法作反應(yīng)動力學(xué)研究
時,實驗表明,兩次抗原抗體反應(yīng)一般在37℃經(jīng)1-2小時,產(chǎn)物的生成可達(dá)。為加速
反應(yīng),可提高反應(yīng)的溫度,有些試驗在43℃進(jìn)行,但不宜采用更高的溫度。抗原抗體反應(yīng)
4℃更為*,在放射免疫測定中多使反應(yīng)在冰箱中過夜,以形成zui多的沉淀。但因所需
時間太長,在ELISA中一般不予采用。
保溫的方式除有的ELISA儀器附有特制的電熱塊外,一般均采用水浴,可將ELISA板
置于水浴箱中,ELISA板底應(yīng)貼著水面,使溫度迅速平衡。為避免蒸發(fā),板上應(yīng)加蓋,也
可用塑料貼封紙或保鮮膜覆蓋板孔,此時可讓反應(yīng)板漂浮在水面上。若用保溫箱,ELISA
板應(yīng)放在濕盒內(nèi),濕盒要選用傳熱性良好的材料如金屬等,在盒底墊濕的紗布,zui后將
ELISA板放在濕紗布上。濕盒應(yīng)先放在保溫箱中預(yù)溫至規(guī)定的溫度,特別是在氣溫較低的
時候更應(yīng)如此。無論是水浴還是濕盒溫育,反應(yīng)板均不宜疊放,以保證各板的溫度都能迅
速平衡。室溫溫育的反應(yīng),操作時的室溫應(yīng)嚴(yán)格限制在規(guī)定的范圍內(nèi),標(biāo)準(zhǔn)室溫溫度是指
20-25℃,但具體操作時可根據(jù)說明書的要求控制溫育。室溫溫育時,ELISA板只要平置
于操作臺上即可。應(yīng)注意溫育的溫度和時間應(yīng)按規(guī)定力求準(zhǔn)確。為保證這一點,一個人操
作時,一次不宜多于兩塊板同時測定。
4.5 洗滌
洗滌在ELISA過程中雖不是一個反應(yīng)步驟,但卻也決定著實驗的成敗。ELSIA就是靠
洗滌來達(dá)到分離游離的和結(jié)合的酶標(biāo)記物的目的。通過洗滌以清除殘留在板孔中沒能與固
相抗原或抗體結(jié)合的物質(zhì),以及在反應(yīng)過程中非特異性地吸附于固相載體的干擾物質(zhì)。聚
苯乙烯等塑料對蛋白質(zhì)的吸附是普遍性的,而在洗滌時又應(yīng)把這種非特異性吸附的干擾物
質(zhì)洗滌下來??梢哉f在ELISA操作中,洗滌是zui主要的關(guān)鍵技術(shù),應(yīng)引起操作者的高度重
視,操作者應(yīng)嚴(yán)格按要求洗滌,不得馬虎。
洗滌的方式除某些ELISA儀器配有特殊的自動洗滌儀外,手工操作有浸泡式和流水沖
洗式兩種,過程如下:
(1)浸泡式 a.吸干或甩干孔內(nèi)反應(yīng)液;b.用洗滌液過洗一遍(將洗滌液注滿板孔
后,即甩去);c.浸泡,即將洗滌液注滿板孔,放置1-2分鐘,間歇搖動,浸泡時間不可隨
意縮短;d.吸干孔內(nèi)液體。吸干應(yīng)*,可用水泵或真空泵抽吸,也可甩去液體后在清
潔毛巾或吸水紙上拍干;e.重復(fù)操作c和d,洗滌3-4次(或按說明規(guī)定)。在間接法中如本
底較高,可增加洗滌次數(shù)或延長浸泡時間。
微量滴定板多采用浸泡式洗滌法。洗滌液多為含非離子型洗滌劑的中性緩沖液。聚苯
乙烯載體與蛋白質(zhì)的結(jié)合是疏水性的,非離子型洗滌劑既含疏水基團(tuán),也含親水基團(tuán),其
疏水基團(tuán)與蛋白質(zhì)的疏水基團(tuán)借疏水鍵結(jié)合,從而削弱蛋白質(zhì)與固相載體的結(jié)合,并借助
于親水基團(tuán)和水分子的結(jié)合作用,使蛋白質(zhì)回復(fù)到水溶液狀態(tài),從而脫離固相載體。洗滌
液中的非離子型洗滌劑一般是吐溫20,其濃度可在0.05%-0.2%之間,高于0.2%時,可使
包被在固相上的抗原或抗體解吸附而減低試驗的靈敏度。
?。?)流水沖洗式 流水沖洗法zui初用于小珠載體的洗滌,洗滌液僅為蒸餾水甚至可用
自來水。洗滌時附接一特殊裝置,使小珠在流水沖擊下不斷地滾動淋洗,持續(xù)沖洗2分鐘
后,吸干液體,再用蒸餾水浸泡2分鐘,吸干即可。浸泡式猶如盆浴,流水沖洗式則好比
淋浴,其洗滌效果更為*,且也簡便、快速。已有實驗表明,流水沖洗式同樣也適用于
微量滴定板的洗滌。洗滌時設(shè)法加大水流量或加大水壓,讓水流沖擊板孔表面,洗滌效果
更佳。
4.6 顯色和比色
4.6.1 顯色
顯色是ELISA中的zui后一步溫育反應(yīng),此時酶催化無色的底物生成有色的產(chǎn)物。反應(yīng)
的溫度和時間仍是影響顯色的因素。在一定時間內(nèi),陰性孔可保持無色,而陽性孔則隨時
間的延長而呈色加強(qiáng)。適當(dāng)提高溫度有助于加速顯色進(jìn)行。在定量測定中,加入底物后的
反應(yīng)溫度和時間應(yīng)按規(guī)定力求準(zhǔn)確。定性測定的顯色可在室溫進(jìn)行,時間一般不需要嚴(yán)格
控制,有時可根據(jù)陽性對照孔和陰性對照孔的顯色情況適當(dāng)縮短或延長反應(yīng)時間,及時判
斷。
OPD底物顯色一般在室外溫或37℃反應(yīng)20-30分鐘后即不再加深,再延長反應(yīng)時間,
可使本底值增高。OPD底物液受光照會自行變色,顯色反應(yīng)應(yīng)避光進(jìn)行,顯色反應(yīng)結(jié)束時
加入終止液終止反應(yīng)。OPD產(chǎn)物用硫酸終止后,顯色由橙黃色轉(zhuǎn)向棕黃色。
TMB受光照的影響不大,可在室溫中置于操作臺上,邊反應(yīng)觀察結(jié)果。但為保證實驗
結(jié)果的穩(wěn)定性,宜在規(guī)定的適當(dāng)時間閱讀結(jié)果。TMB經(jīng)HRP作用后,約40分鐘顯色達(dá)頂
峰,隨即逐漸減弱,至2小時后即可*消退至無色。TMB的終止液有多種,疊氮鈉和十
二烷基硫酸鈉(SDS)等酶抑制劑均可使反應(yīng)終止。這類終止劑尚能使藍(lán)色維持較長時間
(12-24小時)不褪,是目視判斷的良好終止劑。此外,各類酸性終止液則會使藍(lán)色轉(zhuǎn)變
成黃色,此時可用特定的波長(450nm)測讀吸光值。
4.6.2 比色
比色前應(yīng)先用潔凈的吸水紙拭干板底附著的液體,然后將板正確放入酶標(biāo)比色儀的比
色架中。以軟板為載體的試驗,需先將板置于標(biāo)準(zhǔn)96孔的座架中,才可進(jìn)行比色。在
加底物液顯色前,先將軟板邊緣剪凈,這樣,此板就可*平妥坐入座架中。
比色時應(yīng)先以蒸餾水校零點,測讀底物孔(未經(jīng)任何反應(yīng)僅加底物液的孔)和空白孔
(以生理鹽水或稀釋液代替標(biāo)本作全過程的孔),以記錄本次試驗的試劑狀況。其后可用
空白孔以蒸餾水校零點,以上各孔的吸光度需減去空白孔的吸光度,然后進(jìn)行計算。
比色結(jié)果的表達(dá)以往通用光密度(oplical density,OD),現(xiàn)按規(guī)定用吸光度
(absorbence,A),兩者含義相同。通常的表示方法是,將吸收波長寫于A字母的右下
角,如OPD的吸收波長為492nm,表示方法為"A492nm"或"OD492nm"。
4.6.3 酶標(biāo)比色儀
酶標(biāo)比色儀簡稱酶標(biāo)儀,通常指于測讀ELISA結(jié)果吸光度的光度計。針對固相載
體形式的不同,各有特制的適用于板、珠和小試管的設(shè)計。許多試劑公司配套供應(yīng)酶標(biāo)
儀。酶標(biāo)儀的主要性能指標(biāo)有:測讀速度、讀數(shù)的準(zhǔn)確性、重復(fù)性、度和可測范圍、
線性等等。優(yōu)良的酶標(biāo)儀的讀數(shù)一般可到0.001,準(zhǔn)確性為±1%,重復(fù)性達(dá)0.5%。舉
例說,若某孔測得的A值為1.083,則該孔相對于空氣的真實A值應(yīng)為1.083±0.01
(1.073~1.093),重復(fù)測定數(shù)次,其A值均應(yīng)1.083±0.05(1.078~1.088)在之間。酶
標(biāo)儀的可測范圍視各酶標(biāo)儀的性能而不同。普通的酶標(biāo)儀在0.000~2.000,新型號的酶標(biāo)
儀上限拓寬達(dá)2.900,甚至更高。超出可測上限的A值常以"*"或"over"或其它符號表示。應(yīng)
注意可測范圍與線性范圍的不同,線性范圍常小于可測范圍,比如某一酶標(biāo)儀的可測范圍
為0.000~2.900,而其線性范圍僅0.000~2.000,這在定量ELISA中制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時應(yīng)予注
意。
酶標(biāo)儀不應(yīng)安置在陽光或強(qiáng)光照射下,操作時室溫宜在15~30℃,使用前先預(yù)熱儀器
15-30分鐘,測讀結(jié)果更穩(wěn)定。
測讀A值時,要選用產(chǎn)物的敏感吸收峰,如OPD用492nm波長。有的酶標(biāo)儀可用雙波
長式測讀,即每孔先后測讀兩次,*次在zui適波長(W1),第二次在不敏感波長
(W2),兩次測定間不移動ELISA板的位置。例如OPD用492nm為W1,630nm為W2,
zui終測得的A值為兩者之差(W1-W2)。雙波長式測讀可減少由容器上的劃痕或指印等造
成的光干擾。
各種酶標(biāo)儀性能有所不同,使用中應(yīng)詳細(xì)新聞記者說明書。
4.7 結(jié)果判斷
4.7.1 定性測定
定性測定的結(jié)果判斷是對受檢標(biāo)本中是否含有待測抗原或抗體作出"有"或"無"的簡單
回答,分別用"陽性"、"陰性"表示。"陽性"表示該標(biāo)本在該測定系統(tǒng)中有反應(yīng)。"陰性"則為
無反應(yīng)。用定性判斷法也可得到半定量結(jié)果,即用滴度來表示反應(yīng)的強(qiáng)度,其實質(zhì)仍是一
個定性試驗。在這種半定量測定中,將標(biāo)本作一系列稀釋后進(jìn)行試驗,呈陽性反應(yīng)的zui高
稀釋度即為滴度。根據(jù)滴度的高低,可以判斷標(biāo)本反應(yīng)性的強(qiáng)弱,這比觀察不稀釋標(biāo)本呈
色的深淺判斷為強(qiáng)陽性、弱陽性更具定量意義。
在間接法和夾心法ELSIA中,陽性孔呈色深于陰性孔。在競爭法ELISA中則相反,陰
性孔呈色深于陽性孔。兩類反應(yīng)的結(jié)果判斷方法不同,分述于下。
(1) 間接法和夾心法
這類反應(yīng)的定性結(jié)果可以用肉眼判斷。目視標(biāo)本也無色或近于無色者判為陰性,顯色
清晰者為陽性。但在ELSIA中,正常人血清反應(yīng)后常可出現(xiàn)呈色的本底,此本底的深淺因
試劑的組成和實驗的條件不同而異,因此實驗中必須加測陰性對照。陰性對照的組成應(yīng)為
不含受檢物的正常血清或類似物(見3.6)。在用肉眼判斷結(jié)果時,更宜用顯色深于陰性
對照作為標(biāo)本陽性的指標(biāo)。
目視法簡捷明了,但頗具主觀性。在條件許可下,應(yīng)該用比色計測定吸光值,這樣可
以得到客觀的數(shù)據(jù)。先讀出標(biāo)本(sample,S)、陽性對照(P)、和陰性對照(N)的吸
光值,然后進(jìn)行計算。計算方法有多種,大致可分為陽性判定值法和標(biāo)本與陰性對照比值
法兩類。
a. 陽性判定值
陽性判定值(cut-off value)一般為陰性對照A值加上一個特定的常數(shù),以此作為判斷
結(jié)果陽性或陰性的標(biāo)準(zhǔn)。
用此法判斷結(jié)果要求實驗條件十分恒定,試劑的制備必須標(biāo)準(zhǔn)化,陽性和陰性的對照
品應(yīng)符合一定的規(guī)格,須配用精密的儀器,并嚴(yán)格按規(guī)定操作。陽性判定值公式中的常數(shù)
是在這特定的系統(tǒng)中通過對大量標(biāo)本的實驗檢測而得到的?,F(xiàn)舉某種檢測HBsAg的試劑盒
為例。試劑盒中的陰性對照品為不含HBsAg的復(fù)鈣人血漿,陽性對照品HBsAg的含量標(biāo)明
為P=9±2ng/ml。每次試驗設(shè)2個陽性對照和3個陰性對照。測得A值后,先計算陰性對照A
值的平均數(shù)(NCX)和陽性對照A值的平均數(shù)(PCX),兩個平均數(shù)的差(P-N)必須大于
一個特定的數(shù)值(例0.400),試驗才有效。3個陰性對照A值均應(yīng)≥0.5×NCX,并≤1.5
×NCX,如其中之一超出此范圍,則棄去,而已另兩個陰性對照重新計算NCX;如有兩個
陰性對照A值超出以上范圍,則該次實驗無效。陽性判定值按下式計算:
陽性判定值=NCX+0.05
標(biāo)本A值>陽性判定值的為陽性,小于陽性判定值的為陰性。應(yīng)注意的是,式中0.05
為該試劑盒的常數(shù),只適合于該特定條件下,而不是對各種試劑均可通用。
根據(jù)以上敘述可以看出,在這種方法中陰性對照和陽性對照也起到試驗的質(zhì)控作用,
試劑變質(zhì)和操作不當(dāng)均會產(chǎn)生"試驗無效"的后果。
b.標(biāo)本/陰性對照比值
在實驗條件(包括試劑)較難保證恒定的情況下,這種判斷法較為合適。在得出標(biāo)本
(S)和陰性對照(N)的A值后,計算S/N值。也有寫作P/N的,這里的P不代表陽性
(positive),而是病人(patient)的縮寫,不應(yīng)誤解。為避免混淆,更宜用S/N表示。在早
期的間接法ELISA中,有些作者定出S/N為陽性標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)多為各種測定所沿用。實際上每一
測定系統(tǒng)應(yīng)該用實驗求出各自的S/N的閾值。更應(yīng)注意的是,N所代表的陰性對照是不含受
檢物質(zhì)的人血清。有的試劑盒中所設(shè)陰性對照為不含蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)含量較底的緩沖液,
以致反應(yīng)后產(chǎn)生的本底可能較正常人血清的本底低得多。因此,這類試劑盒規(guī),如N<0.05
(或其他數(shù)值),則按0.05計算,否則將出現(xiàn)假陽性結(jié)果。
?。?)競爭法
在競爭法ELISA中,陰性孔呈色深于陽性孔。陰性呈色的強(qiáng)度取決于反應(yīng)中酶結(jié)合物
的濃度和加入競爭抑制物的量,一般調(diào)節(jié)陰性對照的吸光度在1.0-1.5之間,此時反應(yīng)zui為
敏感。
競爭法ELISA不易用自視判斷結(jié)果,因肉眼很難辨別弱陽性反應(yīng)與陰性對照的顯色差
異,一般均用比色計測定,讀出S、P和N的吸光值。計算方法主要也有兩種,即陽性判定
值法和抑制率法。
a. 陽性判定值法
與間接法和夾心法中的陽性判定值法基本相同,但在計算公式中引入陽性對照A值,
現(xiàn)舉某種檢測抗HBc的試劑盒為例。試劑盒中的陰性對照為不含抗HBc的復(fù)鈣人血漿,陽
性對照中抗HBc含量為125±100u/ml。每次試驗設(shè)2個陽性對照和3個陰性對照。測得A值
后,先計算陰性對照A值的平均值(NCX)和陽性對照A值的平均數(shù)(PCX),兩個平均數(shù)
的差(N-P)必須大于一個特定的數(shù)值(例如0.300),試驗才有效。3個陰性對照A值均應(yīng)
小于2.000,而且應(yīng)≥0.5×NCX并≤1.5×NCX,如其中之一超出此范圍,則棄去,而以另
2個陰性對照重新計算×NCX;如有2個陰性對照A超出以上范圍,則該次實驗無效。陽性
判定值按下式計算:
陰性判定值=0.4×NCX+0.6×PCX
標(biāo)本A值≤陽性判定值的反應(yīng)為陽性,A>陽性判定值的反應(yīng)為陰性。
b. 抑制率法
抑制率表示標(biāo)本在競爭結(jié)合中標(biāo)本對陰性反應(yīng)顯色的抑制程度,按下式計算:
抑制率(%)= (陰性對照A值-標(biāo)本A值)×100%/陰性對照A值
一般規(guī)定抑制率≥50%為陽性,<50%為陰性。
4.7.2 定量測定
ELSIA操作步驟復(fù)雜,影響反應(yīng)因素較多,特別是固相載體的包被難達(dá)到各個體之間
的一致,因此在定量測定中,每批測試均須用一系列不同濃度的參考標(biāo)準(zhǔn)品在相同的條件
下制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。測定大分子量物質(zhì)的夾心法ELISA,標(biāo)準(zhǔn)曲線的范圍一般較寬,曲線zui
高點的吸光度可接近2.0,繪制時常用半對數(shù)紙,以檢測物的濃度為橫坐標(biāo),以吸光度為
縱坐標(biāo),將各濃度的值逐點連接,所得曲線一般呈S形,其頭、尾部曲線趨于平坦,中央
較呈直線的部分是的檢測區(qū)域。甲胎蛋白質(zhì)ELISA測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線示例見圖4-1。
測定小分子量物質(zhì)常用競爭法(參見2.2),其標(biāo)準(zhǔn)曲線中吸光度與受檢物質(zhì)的濃度
呈負(fù)相關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)曲線的形狀因試劑盒所用模式的差別而略有不同。ELISA測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線
示例見圖4-2。注意圖中橫坐標(biāo)為對數(shù)關(guān)系,這更有利于測定系統(tǒng)的表達(dá)。