免疫荧光试剂盒

细胞因子是免疫反应中分泌的一类蛋白质，机体的免疫反应通常是由多个细胞因子控制的。许多生物公司都在开发各种用于同时检测几十种细胞因子的试剂盒，目前最受欢迎的试剂盒采用了免疫磁珠技术使实验操作简便、细胞因子识别范围大。文中罗列了几种市面上常见的免疫磁珠检测的产品及其性能比较。　　细胞因子是机体免疫反应中不同细胞分泌的一类小蛋白质。例如，当白细胞介素4(IL-4)单独发挥作用时，它使得B细胞增殖，并生产出特定类型的抗体。但干扰素-&gamma (IFN-&gamma )同时存在时，会减少B细胞的数目并改变它们产生抗体的类型。麦吉尔大学蒙特利尔神经学研究所的实验治疗计划主任Amit Bar-Or指出，这表明免疫反应并不是单一的细胞因子指导的。　　在过去的10年中，许多大的生物公司生产出来各种用于同时检测几十种细胞因子的试剂盒。许多试剂盒利用一对抗体进行检测，其中一个用来捕获细胞因子，另一个用来检测所捕获的细胞因子。一些试剂盒将捕获的抗体附加到一个平坦的表面，例如传统的酶联免疫吸附。但现在比较流行的试剂盒的做法是，研究人员将他们的样品添加到包含不同类型的混合免疫磁珠的培养板中。每一种类型的磁珠表面都包被着所测量细胞因子对应的抗体类型，并且与不同的荧光染料相结合，以便在混合物中区分不同的磁珠。样品加入后，成功捕获抗体的磁珠的荧光分子标记能够将它们与空磁珠区分开来。基于磁珠的检测方法一般使用由Luminex公司开发的Luminex免疫磁珠，这种微珠需要特殊的仪器进行检测 或者使用与微珠兼容的传统流式细胞仪检测。Luminex的相应仪器设备可以区分100到500种不同比率荧光染料的免疫磁珠，磁珠一般含有两种或三种染料，因而不同的染料比率能够形成多达100到500种荧光而被识别，而传统流式细胞仪只能测量30种染料组合。　　研究人员往往会基于特定的细胞因子选择多路复用试剂盒，尽管许多公司出售的试剂盒提供的面板很大。有些公司可以提供小面板试剂盒的定制工作，帮助研究人员缩小他们想了解的免疫反应、疾病或治疗相关的细胞因子范围。无论广告上介绍得有多好，验证试剂盒功效的最好方式就是逐个使用不同的试剂盒来检测同一个样品。Bar-Or建议在实验前可以与试剂公司沟通获得试用折扣。　　接下来就介绍市面上最受欢迎的几种基于Luminex免疫磁珠检测的流式细胞仪检测系统。　　BIO-RAD　　Bio-Plex Pro系统　　根据2012年对北美和欧洲学术界研究人员和生物技术/制药公司的调查，Bio-Rad公司是目前北美市场最大的抗体检测试剂盒卖家，他们生产的试剂盒采用Luminex公司的免疫磁珠。Life Technologies公司和EMD Millipore公司分别位居第二和第三。　　研究人员可以利用Bio-Rad公司的系统来测量64种不同的人类细胞因子，同时公司也提供可以一次性捕捉21到27种细胞因子的试剂盒。使用该公司的在线工具，研究人员还可以设计细胞因子检测磁珠、定制一个较小的磁珠子集或购买特定类型的磁珠。Bio-Rad公司检测也适用于检测小鼠和大鼠的细胞因子，也可用于为犬和灵长类动物做特定的疾病检测。　　优势：该公司提供不包含重复探针的21- and 27-plex试剂盒，因此研究人员可以通过两组平行试验捕捉到48种细胞因子，从而扩大探索免疫反应的范围。　　挑战：与大多数多路复用分析一样，Bio-Plex系统检测细胞因子的能力取决于研究人员所用的样本类型。Bio-Rad的17-plex试剂盒擅长探测样本中的IFN-&gamma ，而在Bar-Or的一个研究中，他们发现Bio-Rad的10-plex试剂盒对于低浓度血清样品中的IFN-&gamma 敏感度很差。　　价格：试剂盒价格从850美元(3-plex)到的3500美元(27-plex)不等。Single-plex子集每个售价200美元。　　EMD MILLIPORE　　Milliplex　　Millipore的系统能捕获最广泛的细胞因子：108种人类细胞因子以及小鼠、大鼠、猴、狗、猪的细胞因子。Millipore公司最大的试剂盒可以同时检测41种人体细胞因子，其中大部分与Bio-Rad公司的48种重叠。41个细胞因子通常可以在同一样品中被检测到，虽然一些细胞因子在血清和血浆中浓度很高，需要稀释和独立的测量。　　优势：除了广泛的细胞因子检测能力，Millipore试剂盒只需要25微升样品量，这是其它试剂盒所需样品的一半。对于西雅图华盛顿大学医学副教授Stephen De Rosa来说，Milliplex比Bio-Rad、 Life Technologies和 BD Biosciences生产的试剂盒的样本重复测量的一致性更高。尽管如此，研究人员还是应该找到针对自己样品最合适的试剂盒。　　挑战：公司在试剂盒中应当使用标准细胞因子蛋白制剂，如若不然，不同批次的试剂盒得到的结果很难进行比较。公司正在试图解决这一问题，例如每一批次的试剂盒都提供相应的标准对照。　　成本：试剂盒价格范围从500美元(single-plex)到1100美元(5-plex)不等，41-plex试剂盒售价在5300美元。　　LIFE TECHNOLOGIES　　Novex Multiplex Assays　　Life Technologies生产的测定人类细胞因子最大的试剂盒型号是30-plex和25-plex。几乎所测定的所有细胞因子都与Bio-Rad和Millipore试剂盒重叠。试剂盒可用于小鼠、大鼠、猪、猴的细胞因子。　　Bio-Rad公司和Millipore公司已逐渐转向使用2007年首次推出的Luminex磁珠，Life Technologies除了磁珠试剂盒外，仍然继续为喜欢他们和有需要的研究人员提供非磁珠试剂盒。使用磁珠检测，可以使抗体与结合因子之间的洗涤更加简单，因为磁珠可被磁铁吸引，研究人员可以简单地反转亲和板倾倒液体。而非磁性珠，研究人员必须使用特殊的方法进行分离，非常复杂。　　优势：兹堡大学的癌症研究所免疫学监测和细胞产物实验室的Lisa Butterfield说她选择Life Technologies试剂盒的原因是这家公司是唯一会向她提供定制面板的微珠有轻微的交叉反应说明的Luminex磁珠供应商，这对她的研究非常重要。　　挑战：一些研究人员可能回避使用Novex试剂盒，因为细胞因子的面板相对较小。　　价格：无论磁珠还是非磁珠，试剂盒价格范围从585美元(2-plex)到3,400美元(30-plex)不等。　　BD BIOSCIENCES　　Cytometric Bead Array (CBA)　　虽然生产的试剂盒没有Luminex公司那么受欢迎，BD Biosciences公司仍然占有最大的市场份额。　　目前BD销售6种试剂盒，可以检测7种人类细胞因子，同时他们也提供小鼠和灵长类动物细胞因子的试剂盒。虽然提供的操作板小于Luminex公司，但他们的这种设计的目的是研究特定的生物过程，如过敏性反应或感染的炎症反应。除此之外，如果客户购买了测量单一细胞因子种类的免疫微珠子集，也可以将它们通过不同的组合混合在一起，同时检测多达30种细胞因子。　　优势：伊坎医学院儿科助理教授 Madhan Masilamani选择了BD的CBA试剂盒，因为他的实验室里已经有流式细胞仪，使用别的产品必须花时间到别的地方使用仪器。　　挑战： BD正在销售下一代流式细胞仪Accuri C6，能够简化使用流程。CBA试剂盒使用非磁珠，即使CBA减少了洗涤和加入试剂的步骤，但是检测步骤依然比较繁琐。　　价格：根据操作面板的不同，试剂盒售价在1200美元到1500美元不等。Individual Flex Sets售价为250美元，购买相应的缓冲液需要附加225美元。CBA数据分析的流式细胞仪软件售价为1500美元左右。

前言免疫荧光技术是在免疫学、生物化学和显微镜技术的基础上建立起来的一项技术，它是将不影响抗原抗体活性的荧光色素标记在抗体（或抗原）上，与其相应的抗原（或抗体）结合后，在荧光显微镜下呈现一种特异性荧光反应。利用荧光显微镜可以看见荧光所在的细胞或组织，从而确定抗原或抗体的性质和定位，以及利用定量技术（比如流式细胞仪）测定含量。直接法将标记的特异性荧光抗体，直接加在抗原标本上，经一定的温度和时间的染色，用水洗去未参加反应的多余荧光抗体，室温下干燥后封片、镜检。间接法如检查未知抗原，先用已知未标记的特异抗体（第一抗体）与抗原标本进行反应，用水洗去未反应的抗体，再用标记的抗抗体（第二抗体）与抗原标本反应，使之形成抗体—抗原—抗体复合物，再用水洗去未反应的标记抗体，干燥、封片后镜检。如果检查未知抗体，则表明抗原标本是已知的，待检血清为第一抗体，其它步骤的抗原检查相同。标记的抗抗体是抗球蛋白抗体，同于血清球蛋白有种的特异性，如免疫抗鸡血清球蛋白只对鸡的球蛋白发生反应，因此，制备标记抗体适用于任何抗原的诊断。一、实验步骤免疫荧光实验的主要步骤包括 样片制备、固定及通透（或称为透化）、封闭、抗体孵育、封片及荧光检测等。1、 样品准备对于单层生长细胞，在传代培养时，将细胞接种到预先放置有处理过（70%乙醇中浸泡）的盖玻片的培养皿中，待细胞接近长成单层后取出盖玻片即可，操作过程要小心，防止细胞脱片。对于悬浮生长细胞，有两种方式，一种是取对数生长细胞，制备细胞片或直接制备细胞涂片，把细胞片浸入封闭液中固定，封闭后滴加一抗和二抗孵育；另一种是先在悬浮液中进行固定和染色，离心洗脱后，用移液管移至盒式玻片进行后续抗体孵育。对于冰冻切片制备，建议用新鲜组织，否则组织细胞内部结构破坏，易使抗原弥散。组织一定要冷冻适度，切片时选用干净锋利的刀片，防止裂片和脱片。对于石蜡切片的制备，要先进行脱蜡和抗原修复的处理。2、固定做好切片并风干后立即用合适的固定液（固定液包括有机溶剂和交联剂，其选择取决于抗原的性质及所用抗体的特性）进行固定，尤其要较长时间保存的白片，一定要及时固定和适当保存。固定时间则取决于固定组织切片的大小和类型，对大多数组织，18-24h即可，而细胞的固定时间较短。3、通透针对胞内抗原，使用0.5% Triton X-100或丙酮等通透剂进行通透，这一步的目的是使抗体进入胞内。 4、封闭为防止内源性非特异性蛋白抗原的结合，需要在一抗孵育前先用封闭液（一般包括与二抗同一来源的血清、BSA或者羊血清）封闭，减弱背景着色。封闭开始后，要注意样品的保湿，避免样品干燥，否则极易产生较高的背景。5、一抗孵育一抗孵育温度一般分为：4℃、室温、37℃，其中4℃效果更佳；孵育时间与温度、抗体浓度有关，一般37℃孵育1-2h，4℃过夜（从冰箱拿出后37℃复温45min）。具体条件还要根据样品、稀释液等条件进行摸索尝试。6、荧光二抗孵育荧光二抗孵育一般在室温或37℃孵育30min-1h，该过程必须在避光环境下进行，防止荧光淬灭。荧光素标记的二抗随着保存时间的延长，可能会有大量的游离荧光素残留，需要注意配制时采用小包装并进行适当的离心。7、复染一般采用DAPI进行复染，目的是形成细胞轮廓，从而更好地对目标蛋白进行定位。8、封片为了长期保存，我们需要对样本进行封片，用吸水纸吸干爬片上的液体，一般用缓冲甘油等或专门的抗荧光淬灭的封片液。9、 荧光观察有条件的话最好立即用荧光显微镜观察拍照，若不能及时拍照，也要做好封片和封固，保持避光和湿度。荧光显微镜的成像能力对最终的结果也会造成很大的影响，好的荧光显微镜能够最大限度地收集荧光信号，并呈现高分辨率的图片，使细节更清楚，更易得到一张效果极佳的结果图。注意：切片清洗：为了防止一抗、二抗等试剂残留而引起非特异性染色，所以适当地加强清洗(延长时间和增多次数)尤为重要，一般在一抗孵育前的清洗是3min*3次，而一抗孵育后的清洗均为5次*5min。(1)单独冲洗，防止交叉反应造成污染；(2)温柔冲洗，防止切片的脱落。可使用浸洗方式；(3)冲洗的时间要足够，才能彻底洗去结合的物质；(4)PBS的PH和离子强度的使用和要求（建议PH在7.4-7.6，浓度是0.01M；中性及弱碱性条件有利于免疫复合物的形成，而酸性条件则有利于分解；低离子强度有利于免疫复合物的形成，而高离子强度则有利于分解）。根据上述步骤完成免疫荧光实验后，就需要进行荧光显微成像，得到我们想要的结果。选择一款操作简单、成像清晰、效果卓越的荧光显微镜进行观察拍照，才能轻松得到更为理想的结果图，达到事半功倍的效果。Echo Revolve正倒置一体荧光显微镜Echo Revolve正倒置一体荧光显微镜作为一款电动化、智能化的显微镜，具有以下优势：☑ 正倒置一体快速切换：切片、细胞观察随心切换，无惧任何耗材；☑ DHR数字降噪功能：极大地降低了背景噪音和荧光干扰，提高图像锐度，加深细节，得到分辨率更高的图片；☑ 强大的Z-Stacking功能：通过高精度电动化Z轴层扫来扩大景深，解决厚样本观察问题，提高图像分辨率；☑ 500MP单色相机：能够采集更多荧光信号，助力低荧光强度样本观察；☑ 多通道荧光自动拍摄叠加功能：可自动进行多通道成像的叠加，个性化选择查看/保存各通道的组合图像。

ELISA试剂盒技术在60年代提出，因为具有灵敏度高、特异性强，酶免疫试剂的性质比较稳定，操作方法简便快速、无放射性污染以及应用范围广等很多优点，ELISA试剂盒迅速在医学基础理论研究，临床病毒学和生物化学检验等工作中获得了广泛的应用。这篇文章中Lequin博士追述了EIA和ELISA技术的发展历程。 当初我们在Oranon开展这个项目的初衷只是由于当时Oranon管理部门热衷于 多年前 免疫化学诊断妊娠的成功（以血清抑制凝集试验和乳胶凝集试验 为基础）。但是由于工程太大 ，需耗时较多而阻止了该项技术的的深入发展。Schuurs提出将酶附着于抗原或者抗体，通过化学反应的测定终产物颜色这一设想时，大家都表示了赞同。因为以 一种 简易的可以根据颜色变化而即插即读的试纸条作为基础，似乎可以取得进一步的成功。我们采用了分析妊娠HCG来作为我们研究的模型。尽管如此，Schuurs对于这项技术将来的应用仍然非常清楚。正象他在试验建议的最后一句话所说的那样：我认为，探索这项技术所取得的任何成功，都将开辟免疫学诊断的新领域。 早期的研究过程中我们至少在试验原理上还是取得了一定的进展，但是尽管我们尽最大努力去发展以ELISA试剂盒技术为基础的根据颜色变化而诊断妊娠的即插即读的技术时，还是失败了。将许多必需的试剂压缩到一个试纸条上，并且在模板上使反应过程标准化，在那个时间看起来还需要解决很多技术问题。实际上，在Oranon研究组发现了溶胶颗粒免疫测定（SPIA）技术发明后，依靠颜色变化诊断妊娠的问题也就变得可行了。总结以前的研究经验，我们改变了原来的研究方向。如内分泌领域（我们的目的是直接想同RIA竞争），感染病领域。最初是检测乙型肝炎检测，该领域在前些年澳抗被作为乙型肝炎病毒感染的标志物被发现后就进行了一些探索。 同时，我们也借鉴学习了Engvall和Perlmann以及随后的学者开展的关于ELISA和EIA的研究，而我们主要的研究领域是细菌、寄生虫和病毒，尤其是London的Voller、Bidwell以及荷兰国家公共卫生研究所的Ruitenberg所做的工作。当时领域内所使用的方法如免疫荧光，血清凝集实验，补体结合实验比较的笨拙，相比较而言ELISA和EIA法的简易性决定了它将来在广泛的微生物感染诊断中能够获得快速的发展。能够迅速为大家所接受，促进了众多的生物医学实验室和第三世界的国家建立了一种可靠的感染性疾病诊断方法。 当时，这种方法只被局限地应用于少数高度专业的实验室。Voller和Bidwell首先应用了96孔微板用于EIA/ELISA实验，也就是现在广泛应用的ELISA试剂盒的雏形，由此也引发了第一次免疫分析自动化的浪潮。我们在Oranon也使用了这种方法检测乙型肝炎和其他献血筛查项目。 RIA法及早进入内分泌学和肿瘤学方面的应用领域并且趋于成熟，它的精确性和灵敏度也超过了兴起不久的EIA和ELISA技术，而且很多实验室都已经配备了放射性核素的相关设备，并且习惯了与之开展工作，他们还不能意识到非同位素检测的优势。是自动化改变了这些，RIA的自动化牵涉到放射性同位素引起的容器和废物处理问题，而EIA和ELISA却使全自动随机存取的免疫分析系统成为可能，该系统正是80年代诊断仪器制造商努力开拓的方向。这就导致了许多低成本的、设备简单，可靠性强的免疫化学诊断方法从专业的放射性实验室进入了普通化学实验室。EIA和ELISA也因此找到了他在诊断感染性疾病以外的应用领域。 Oranon管理部门处理专利所采用的策略，也是EIA和ELISA试剂盒技术取得成功的决定性因素。70年代中期，众多公司汇集于Oranon，都希望得到当局的专利许可。管理层在经过长时间的讨论后，决定不垄断该技术，而是将该技术转让给任何达到了许可条件的公司，因为该技术在实验室诊断医学中已经广泛应用，并且不断扩展，后来总共一百多张许可证的数据来说明当时的情况是十分贴切的。我相信这项措施对实验室诊断医学是有所帮助的，有时候也会设想，当其他公司为最近一项重要的技术而采用了一种相同的许可政策时，在将来会获得怎样的进展，产生怎样的影响。