Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Молекулярная биотехнология. Учебно-методическое пособие
.pdf
Непрямой метод неконкурентного ИФА. В биохимической практике для иммуноферментного определения антител
чаще всего используется непрямой, неконкурентный ИФА. В
этом методе антиген фиксируется на твердой фазе, после отмывания проводят инкубацию с раствором исследуемых антител. Если произошло специфическое связывание антител,
то образовавшиеся иммунные комплексы можно выявить и
количественно определить при помощи ферментативной реакции с мечеными ферментом антивидовыми антителами
(конъюгат). Для этого после очередной отмывки твердую фазу инкубируют раствором конъюгата, ещѐ раз отмывают и
вводят в систему субстратную смесь. Активность фермента
прямо пропорциональна концентрации антител в исследуемом образце.
Хотелось бы особо подчеркнуть, что положительный
результат теста показывает только наличие в исследуемом
образце (обычно сыворотке крови больного) антител (AТ),
способных связываться с поверхностными антигенами (AГ),
сорбированными на твердой фазе. Результат анализа может
существенно зависеть от свойств самой тест-системы и от
особенностей иммунного ответа больного. Тест-системы на
основе моноклональных антител позволяют достигать более
высокой чувствительности и избирательности. Однако чрезмерно узкая избирательность может приводить к ложноотрицательным результатам при некоторых особенностях иммунного ответа организма больного. Многое зависит от того, какого рода AГ используется для сорбции на твердой фазе.
Важна и степень очистки, и количество различных AГ, доступных для образования иммунных комплексов.
71

Рис.10. Схема непрямого, неконкурентного ИФА.
1 – антиген адсобированный на твердой фазе; 3 – специфическое
взаимодействие антигена и анализируемых антител; 5 – взаимодействие
иммунных комплексов с конъюгатом (анти-антитела меченые ферментом); 7 – образование продуктов ферментативной реакции;
Сэндвич – ИФА с разделением компонентов . Применяется для качественного и количественного определения антигенов. При этом избыток иммобилизованных антител смешивают с анализируемым раствором, а после инкубации и промывания добавляют антитела меченые ферментом. Обнаруживают иммунные комплексы также с помощью ферментативной реакции после внесения в систему субстратной смеси.
Ферментативная активность иммобилизованного комплекса
прямо пропорциональна содержанию антигена в исследуемом
образце.
72

Сэндвич – ИФА пригоден для количественного определения веществ, содержащих много антигенных детерминант,
например для антител, ревматоидных факторов, полипептидных гормонов, белков, бактериальных и вирусных антигенов.
Схема постановки твердофазного иммуноферментного анализа (тИФА).
Компоненты реакции ИФА и оборудования.
Для выполнения традиционного твердофазного ИФА не-
обходимо следующее: пробы анализируемых специфических
антител или антигенов, положительный и отрицательный
контроли (набор сывороток, антигенов), иммуноноситель
(полистироловый планшет), конъюгат (антитело или антиген,
меченые ферментом), буферные растворы для разведения антигена и антител, конъюгата и субстрата, ингредиенты субстратной смеси промывочная жидкость, стоп реагент. Автоматические или полуавтоматические, одноканальные и многоканальные пипетки и дозаторы фиксированного или переменного объема. Спектрофотометр.
Приготовление буферных растворов.
1. 0.01 М карбонатно-бикарбонатный буфер, рН 9,6.
Смешивают 13 мл 0,2 М раствора карбоната натрия (Na2CO3)
и 37 мл 0,2 М раствора бикарбоната натрия (NaHCO3). Объем доводят до 1 л дистиллированной водой, для доведения рН
добавляют один из маточных растворов в зависимости от кислотности.
2. 0,01 М фосфатно – солевой буфер, рН 7,3. Смешивают
43 мл 1 М раствора фосфорнокислого калия двузамещенного
(К2НРО4) и 7 мл раствора фосфорнокислого калия однозамещенного (КН2РО4), объем доводят до 5 л дистиллированной
водой, затем добавляют 29 г хлористого натия.
73

3. Цитратный буфер. Смешивают 4,5 мл 0,1 М раствора
лимонной кислоты и 7.8 мл 0.2 М раствора фосфорнокислого
натрия двузамещенного (Na2НРО4), объем доводят до 25 мл
дистиллированной водой.
1. Иммобилизация антигена на носителе.
При постановке твердофазного ИФА важное значение
имеет иммобилизация антигена (или антител) на твердофазном носителе. При выборе носителя и метода связывания для
конкретного вещества необходимо стремиться сохранить его
иммунобиологические свойства, стабильность в иммобилизированном состоянии. По данным зарубежной и отечественной
литературы в качестве твердого носителя, при постановке
ИФА, использовались самые различные вещества обладающие большой адсорбционной способностью (носители на основе оксида железа, сефароза, пористое стекло, поливинилхлоридные пленки и др.). Наиболее широко в настоящее время применяются пористые носители – планшеты одноразового пользования из прозрачного полистирола, имеющие 96 лунок для внесения ингредиентов реакции. Планшеты могут
быть разборные и цельные.
Адсорбция белковых антигенов на носителе основана на
электростатическом взаимодействии. Связывание белковых
молекул с поверхностью полистирола неспецифично и не
влияет на иммунные свойства адсорбтива. Существуют также
ковалентные способы иммобилизации, которые обладают рядом преимуществ. Для них характерно равномерное распределение антигена по поверхности и почти полное предотвращение его вымывания с поверхности носителя в свободную
фазу при проведении анализа.
Оптимальные условия адсорбции, концентрация антигена, рН буферного раствора, время фиксации подбираются
экспериментально для каждой системы индивидуально.
74

В нашей лаборатории проведены исследования по оптимизации условий ИФА для определения микобактериальных
антител. Установлено, что максимальная величина коэффициента специфичности отмечается при адсорбции в лунках
планшет микобактериального антигена в концентрации 2
мкг/мл. Дальнейшее увеличение или уменьшение концентрации приводит к снижению как специфичности, так и чувствительности анализа.
В большинстве случаев антиген разводится в 0,01 М
карбонатно-бикарбонатном буфере с рН-9,6. Раствор антигена вносится в лунки планшета в объеме 100мкл. Время инкубации составляет 12 часов при комнатной температуре или 2
часа при 370С.
В случае, когда антиген иммобилизируется на носителе
методом физической адсорбции необходимо блокировать
возможные "«свободные места"» в лунках, чтобы избежать
адсорбцию анализируемых антител при дальнейших инкубациях. Неспецифическое связывание антител и конъюгата с
твердой фазой является основной причиной «фоновой активности» ИФА. Для этого в лунки планшета вносят не менее
200 мкл раствора бычьего сывороточного альбумина (БСА)
или яичного альбумина в 0.01М фосфатно-солевом буфере с
твином, рН – 7,3 (ФСБ-Т). Время инкубации 1 час при 370С.
После этого раствор альбумина удаляют и лунки планшет
промывают ФСБ-Т. Иммобилизованный на полистироле антиген сохраняет свою активность. Срок годности иммунологических планшет при температуре от 2 до 5 0С составляет до
одного года, что является одним из важных условий при создании наборов препаратов иммуноферментных диагностических тест – систем.
Твин в фосфатно-солевом буфере является детергентом.
Детергенты (поверхностно-активные вещества) в ИФА явля-
75

ются основным компонентом при выполнении реакции,
включающимися в еѐ цикл при разбавлении специфических
сывороток, конъюгата и др. и являющимися составной частью отмывающей жидкости. Применение детергентов в иммуноферментном анализе должно исключать денатурацию
белка, перенос заряда в водных растворах и обеспечивать
снижение контакта белка с неполярной твердой фазой. При
выполнении твердофазного ИФА рекомендуются неионогенные детергенты типа – Тритон Х-100, Твин-20, 40, 80.
2.Внесение в систему анализируемого образца
Рекомендуется работать с достаточно высокими разведениями титруемой сыворотки (1:50 – 1:200). Это позволяет
также избежать влияния неспецифического связывания на
результаты анализа. Однако диагностический титр антител
устанавливается экспериментально для каждого конкретного
случая.
Исследуемые образцы разводятся в ФСБ-Т и вносятся в
лунки планшета в объеме не более 100 мкл. Инкубация 30 –
45 мин при 370С. По окончании инкубации лунки планшет
тщательно промываются ФСБ-Т не менее 5 раз. Для промывки иногда применяют 0.05% раствор детергента в физиологическом растворе.
Процедура промывки является важным этапом при постановке ИФА. Некачественная промывка может привести к
неправильным результатам. В процессе промывки лунки
должны быть заполнены полностью до краев, что позволяет
отмыть край лунки в случае его загрязнения реагентами.
Промывочный раствор должен быть полностью удален из лунок. Не менее важным параметром является и время подсушивания. Оно должно быть достаточным, чтобы лунки были
полностью высушены. Как неполное высушивание, так и
76

сильное подсушивание могут привести к искаженным результатам.
3. Внесение конъюгата.
После промывки и удаления влаги в каждую лунку
планшета вносят конъюгат в рабочем разведении в ФСБ-Т по
100 мкл. Планшет закрывают и инкубируют 30 мин при 370С.
По окончании инкубации планшет также промывают ФСБ-Т
5 раз.
Процедура добавления в лунки планшета конъюгата
требует особой тщательности и аккуратности оператора. Поскольку конъюгат часто вносится многоканальной пипеткой
без смены наконечников, то может произойти занос образцов
сывороток из одного ряда лунок в другой. В этом случае отмечается увеличение «фоновой активности» планшета, что
ведет к снижению чувствительности и специфичности анализа.
Конъюгат – комплекс антитела или антигена с фермент –
зависимой меткой (ФЗМ). В твердофазном ИФА более широко используются ферментные конъюгаты. Особое значение в
ИФА следует придавать активности конъюгата, стабильности
и сроков его годности.
Применяемые для конъюгирования ферменты должны
обладать:
1). высокой удельной активностью в таких пределах рН,
при которых не нарушилось бы взаимодействие антигена с
антителом;
2). высокой чувствительностью и простотой определения продуктов ферментативной реакции. Кроме того, конъюгированный фермент не должен содержаться в исследуемом
образце.
В качестве ферментативной метки конъюгатов в ИФА
использовались различные ферменты: щелочная фосфатаза,
77

глюкозооксидаза, галактозидаза, холинэстераза, лизоцим, малатдегидрогеназа и др. Основные работы в иммуноферментном анализе выполнены с использованием пероксидазы, выделенной из хрена.
Пероксидаза хрена – глобулярный белок с молекулярной
массой 40000Да. Фермент катализирует двухсубстратные реакции с участием перекиси водорода. На первой стадии взаимодействие фермента с Н2О2 приводит к образованию промежуточной окисленной формы Е1 (см. схему реакций). На
второй стадии происходит одноэлектронное восстановление
Е1 вторым субстратом АН2, являющимся донором водорода, с
образованием второй промежуточной формы фермента Е2,
которая после взаимодействия со второй молекулой донора
переходит в нативный фермент.
Е + Н2О2 Е1
Е1 + АН2 Е2 + (-)АН
Е2 + АН2 Е + (-)АН
2(-)АН А + АН2
Фермент обладает широкой специфичностью по второму
субстрату и способен окислять замещенные фенолы, анилины, о-фенилендиамин, люминол, р-аминобензой-ную кислоту, тетраметилбензидин и другие органические соединения.
В настоящее время как зарубежные, так и отечественные
фирмы выпускают различные виды конъюгатов для постановки ИФА, в т.ч. и пероксидазные.
Весьма ценным направлением создания конъюгатов для
ИФА является ковалентное связывание фермента с белком А,
выделенного из стафилококка, который образует комплекс с
Fc – фрагментом IgG различных видов животных. Этот способ позволяет с помощью универсального конъюгата выявить
как антитела, так и антиген.
78

Для постановки неконкурентного твердофазного ИФА
необходимо использовать антивидовые конъюгаты, которые
представляют собой иммуноглобулины полученные против
анализируемых антител на животных – продуцентах и меченые ферментом.
4. Внесение субстратной смеси.
В каждую лунку планшета или стрипта (если планшет
разборный) вносят по 100 мкл субстратной смеси и инкубируют при 370С в темноте 15 мин. Добавлением субстратной
смеси определяется ферментативная активность связавшегося
иммунным комплексом конъюгата. После внесения субстратной смеси необходимо тщательно следить за процедурой окрашивания раствора в лунках. Иногда окраска начинает развиваться в виде полумесяца от края лунки, что может быть
обусловлен трещинами между стенкой и дном лунки в которые попадает конъюгат, не удалившийся в процессе отмывки.
Любая субстратная смесь, используемая в каждом конкретном случае, содержит специфического субстрата конъюгированного фермента и хромоген. От качества субстрата
также зависит чувствительность метода. К любому ферменту
необходимо подобрать такой субстрат, который может дать
полностью растворимый продукт реакции, имеющий максимальный коэффициент экстинкции. Хромоген – вещество
способное подвергаться химическому превращению под действием продуктов ферментативной реакции и менять свою
окраску. При использовании в ИФА пероксидазных конъюгатов субстратная смесь, как правило, содержит перекись водорода (Н2О2) – специфического субстрата фермента. В качестве хромогена чаще всего используют о-фенилендиамин
(ОФД) или тетраметилбензидин (ТМБ), которые легко окисляются в ходе ферментативной реакции и образуют окрашенный продукт.
79

Субстратная смесь или раствор субстрата готовится непосредственно перед употреблением. Хромоген растворяется
в цитратном буфере из расчета 9 мг на 10 мл буфера и добавляется 0,3 мл 3% раствора Н2О2.
Для повышения чувствительности и специфичности иммуноферментных методов предлагаются и флуорогенные
субстраты, при которых продукт расщепления обладает способностью к флуоресценции.
5. Остановка реакции.
Реакция останавливается добавлением в лунки планшет
по 50 мкл стоп-реагента, который представляет собой 2н раствор серной кислоты. После добавления стоп-реагента содержимое лунок необходимо перемешать осторожным постукиванием по краям планшета. Измерение производить через
несколько минут.
6. Учет реакции.
Учет реакции может проводиться визуально или инструментально. Для полевых условий наиболее приемлем визуальный учет реакции. При визуальной оценке результатов окраска продукта ферментативной реакции, полученная при исследовании анализируемого материала, сравнивается с окраской, полученной при анализе контроля (положительного и
отрицательного) в тех же разведениях. Оценку наличия антигена или антител можно проводить визуально по разнице в
окраске контрольных и опытных лунок планшета.
Инструментальная регистрация результатов ИФА выполняется фотометрически путем определения оптической
плотности в лунках (ОП). ОП измеряется при длине волны
482 нм в случае использования ОФД и при длине волны 450
нм в случае использования ТМБ в качестве субстрата. Также
сравниваются показатели ОП в контрольных и опытных лунках.
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
