Nov.2023 03
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【知识分享】6种基于免疫学的常用的细胞因子检测方法

细节

炎症因子作为一种蛋白质抗原,可以特异性与其单克隆抗体结合,利用抗原抗体反应检测细胞因子,近年来发展比较快,其方法包括Western Blot法、酶联免疫吸附测定法、酶联免疫斑点技术、超敏电化学发光技术、Luminex液相芯片检测技术、Olink技术等。

1)Western Blot(WB)

Western Blot(WB),就是大家熟知的蛋白质印迹法、免疫印迹实验。是一种常规的蛋白分析技术,常用于鉴定某种蛋白,并能对蛋白进行定性和半定量分析。WB实验的基本核心理念是抗原抗体的特异性反应,通过变性胶SDS-PAGE将不同分子量的蛋白质分离开,然后转移到固相载体硝酸纤维素薄膜(NC)或聚偏二氟乙烯膜(PVDF)膜上,再用脱脂牛奶作为封闭液进行封闭和一抗稀释液进行稀释。待目的蛋白和抗体充分结合后,用洗脱液洗脱掉多余未结合的一抗,加入带有标记的对应二抗,这样,目的蛋白+一抗+二抗形成一个复合物,加以化学发光液,有靶蛋白的位置就会产生荧光,利用胶片或者化学发光仪就可以显现靶蛋白的条带显现。
WB实验流程

该方法可用于蛋白质表达水平的测定,细胞定位,蛋白质-蛋白质相互作用和翻译后修饰等研究,可实现蛋白的定性和相对定量(半定量),而且可以看到蛋白的分子量大小。只要抗体可用,该方法可广泛应用于人、动物、植物等多个物种的研究中。
2)ELISA
Enzyme linked immunosorbent assayELISA),酶联免疫吸附测定法,是将抗原、抗体的免疫反应和酶的高效催化反应有机结合而发展起来的一种综合性技术。固定在载体表面的抗原或者抗体不会失活,仍然保留其免疫反应性。酶标记的抗体或者抗原既具有免疫学活性,还具有酶的催化活性。在实际检测时,首先将抗原或者抗体固定在固相载体上。然后加入检测对象,让待测物质与固相化物质结合,形成固相化的“抗原—抗体”复合物。再加入酶标记的抗体或者抗原,与固相化的复合物结合,形成酶标复合物。最后加入底物溶液,发生酶催化底物显色反应,根据颜色深浅进行定性或定量分析。
Elisa测抗体图示
该方法有现成试剂盒,使用者只需要按照试剂盒的操作步骤完成即可,其特异性、重复性及精密性较好,可实现pg级别的绝对定量。本质原理上ELISAWB都可以,但炎症因子作为蛋白质,存在浓度级的问题,太低了检测不到,或者不能真实反映,所以细胞分泌的炎症因子一般不能用来跑WB
3)ELISpot
Enzyme Linked Immunospot AssayELISpot),酶联免疫斑点技术,细胞受到刺激后局部产生细胞因子,此细胞因子被特异单克隆抗体捕获。细胞分解后,被捕获的细胞因子与生物素标记的二抗结合,其后再与碱性磷酸酶标记的亲和素结合。BCIP/NBT底物孵育后,PVDF孔板出现“紫色”的斑点表明细胞产生了细胞因子,通过ELISpot酶联斑点分析系统对斑点的分析后得出结果。该技术可以在单细胞水平对抗体分泌细胞及细胞因子分泌细胞进行检测,能从20万-30万细胞中检岀1个分泌该蛋白的细胞。该方法关注的结果是分泌细胞的比率(等于阳性细胞数/总细胞数)。主要用于疫苗、细胞治疗、基因治疗等领域,是研究T细胞免疫原性反应的主要检测方法。
酶联免疫斑点技术ELISpot原理
ELISpot法源自ELISA,又突破传统ELISA法,是定量ELISA技术的延伸和新的发展。ELISpot通过显色反应,在细胞分泌这种可溶性蛋白的相应位置上显现清晰可辨的斑点,可直接在显微镜下或通过仪器对斑点进行计数,1个斑点代表1个细胞,从而计算出分泌该蛋白的细胞的频率。而ELISA则通过显色反应,在酶标仪上测定吸光度,与标准曲线比较得出可溶性蛋白总量。该方法的样本要求是活细胞,其中细胞存活率最好不低于80%,如果能达到90%以上更好。
4)Meso Scale Discovery(MSD)
Meso Scale Discovery(MSD)超敏电化学发光技术,基于石墨微孔板的电化学发光免疫分析是根据ELISA基本原理的升级,在板底通电从而激发标记物SULFO-TAG发光并由CCD Camera进行信号采集。主要基于超敏多因子电化学发光分析仪MESO Sector 600Quickplex SQ 120。通过点阵技术,在96孔石墨电极板里可实现10个指标每孔的检测。也可在24孔板里定制实现100指标/孔的筛选检测。
超敏电化学发光技术MSD原理
MSD系统的灵敏度略高于流式细胞仪(CBA)系统,可以定量自然细胞因子(IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α、IL-12p70、IL-1β)的循环水平,并准确回收添加到血清样本中的已知数量的重组细胞因子。是一种电化学发光法,用于检测细胞因子、蛋白质、抗体和核酸等生物分子,属于第三代免疫分析技术。
5)Luminex液相芯片检测技术
该技术是结合微球和流式细胞仪的原理来检测蛋白的一种方法,核心是将聚丙乙烯微球或者磁性微球用荧光染料的方法进行编码,通过调节两种荧光染料的不同配比获得最多100种具有不同荧光光谱的微球,每种微球共价交联上针对特定抗原的捕获抗体。应用时,先将针对不同检测物的微球混合,加入待测样本后,靶分子与微球表面的捕获抗体特异结合,每个反应孔中可同时完成最多100种检测反应。上机时仪器通过两束激光分别识别微球的编码和微球上报告分子的荧光信号强度,荧光强度反应微球结合的靶标蛋白的含量,这一步用于定量。因此,利用微球技术,可以同时检测多个蛋白。
Luminex液相芯片检测技术原理
Luminex技术类似多重ELISA检测,也可以实现pg级别的绝对定量,可以检测细胞因子、趋化因子、转录因子和生长因子等260多种蛋白和数以千计基因表达情况,而且一次可以检测多种蛋白指标。
6)Olink平台
该平台是基于临近延伸分析(PEA)技术,通过一对特异性抗体结合识别靶蛋白,这对抗体分别偶联DNA寡核苷酸标记,当结合在同一蛋白上的两个抗体相互靠近时DNA寡核苷酸互补配对并结合DNA聚合酶进行扩增。最后,使用qPCR或二代测序技术定量DNA寡核苷酸,通过特异性的核苷酸序列信号来反应检测蛋白质的含量。
Olink平台

Olink技术检测限可达飞摩尔(fg/mL)数量级,具有高通量、高灵敏、低体积、宽动态、支持液体活检及多样本形式、自动化样本处理流程提供绝佳的简易性、准确性及重复性。可用于疾病预测、病例分层、诊断及预后、筛选疾病标志物、药物靶点等基础研究。