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蛋白質(zhì)與多肽激素的放射免疫分析
節(jié) 概述
1960年,美國(guó)學(xué)者Yalow 和Berson 創(chuàng)立了放射免疫分析(Radioimmunoassay,RIA),并首先用于糖尿病人血漿中胰島素含量的測(cè)定。這是醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域中方法學(xué)的一項(xiàng)重大突破,開(kāi)辟了醫(yī)學(xué)檢測(cè)史上的一個(gè)新紀(jì)元。它使得那些原先認(rèn)為是無(wú)法測(cè)定的極微量而又具有重要生物學(xué)意義的物質(zhì)得以精確定量,從而為進(jìn)一步揭開(kāi)生命奧秘打開(kāi)了一條新的道路,使人們有可能在分子水平上重新認(rèn)識(shí)某些生命現(xiàn)象的生化生理基礎(chǔ)。其后30年中,內(nèi)分泌科學(xué)的飛速進(jìn)展,充分證明了這一超微量分析技術(shù)的巨大推動(dòng)力。1977年,這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明者榮獲諾貝爾生物醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。隨后這一嶄新的技術(shù)迅速滲透到醫(yī)學(xué)科學(xué)的其它領(lǐng)域,如病毒學(xué)、藥理學(xué)、血液學(xué)、免疫學(xué)、法醫(yī)學(xué)、腫瘤學(xué)等,以及與醫(yī)學(xué)生物學(xué)相關(guān)的學(xué)科,如農(nóng)業(yè)科學(xué)、生態(tài)學(xué)及環(huán)境科學(xué)等。放射免疫分析的物質(zhì),由激素?cái)U(kuò)大到幾乎一切生物活性物質(zhì)。我們放射免疫分析研究起步于1962年,并迅速發(fā)展與普及,對(duì)我國(guó)生物醫(yī)學(xué)的進(jìn)展起著很大的促進(jìn)作用。
一、放射免疫分析的優(yōu)缺點(diǎn)
�。ㄒ唬㏑IA的優(yōu)點(diǎn)
放射免疫分析具有許多其它分析方法無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。它既具有免疫反應(yīng)的高特異性,又具有放射性測(cè)量的高靈敏度,因此能精確測(cè)定各種具有免疫活性的極微量的物質(zhì)。
1.靈敏度高一般化學(xué)分析法的檢出極限為10-3~10-6g,而RIA通常為10-9(毫微克,ng)、10-12g(微微克,pg),甚至10-15g(毫微微克,fg)、10-18g(微微微克,ag)。
2.特異性強(qiáng)由于抗原—抗體免疫反應(yīng)專(zhuān)一性強(qiáng),所被測(cè)物一定是相應(yīng)的抗原。良好的特異性抗體,能識(shí)別化學(xué)結(jié)構(gòu)上非常相似的物質(zhì),甚至能識(shí)別立體異構(gòu)體。
3.應(yīng)用范圍廣據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前至少已有300多種生物活性物質(zhì)已建立了RIA。它幾乎能應(yīng)用于所有激素的分析(包括多肽類(lèi)和固醇類(lèi)激素),還能用于各種蛋白質(zhì)、腫瘤抗原、病毒抗原、細(xì)菌抗原、寄生蟲(chóng)抗原以及一些小分子物質(zhì)(如環(huán)型核苷酸等)和藥物(如地高辛、毛地黃甙等)的分析,應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)展。近年來(lái)由于小分子半抗原制備抗體的技術(shù)有很大的發(fā)展,有人預(yù)測(cè)幾乎所有的生物活性物質(zhì),只要其含量不低于RIA的探測(cè)極限,都可建立適當(dāng)?shù)腞IA法。
4.操作簡(jiǎn)便RIA所需試劑品種不多,可制成配套試劑盒;加樣程序簡(jiǎn)單一次能分析大量標(biāo)本,標(biāo)本用量也少;反應(yīng)時(shí)間不長(zhǎng);測(cè)量和數(shù)據(jù)處理易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;RIA屬體外分析技術(shù),對(duì)患者無(wú)任何輻射危害。
�。ǘ㏑IA的缺點(diǎn)
1.只能以免疫反應(yīng)測(cè)得具有免疫活性的物質(zhì),對(duì)具有生物活性百失去免疫活性的物質(zhì)是測(cè)不出的。因此RIA結(jié)果與生物測(cè)定結(jié)果可能不一致。
2.由于使用了生物試劑,其穩(wěn)定性受多種因素影響,需要有一整套質(zhì)量控制措施來(lái)確保結(jié)果的可靠性。
3.靈敏度受方法本身工作原理的限制,對(duì)體內(nèi)某些含量特別低的物質(zhì)尚不能測(cè)定。
4.由于放射免疫分析是競(jìng)爭(zhēng)性的反應(yīng),被測(cè)物和標(biāo)準(zhǔn)物都不能全部參與反應(yīng),測(cè)得的值是相對(duì)量而非絕對(duì)量。
5.存在放射線(xiàn)輻射和污染等問(wèn)題。
盡管RIA存在以上缺點(diǎn),但它畢竟是定量分析方法的技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,放射免疫分析技術(shù)將會(huì)得到更加廣泛、更加深入的發(fā)展。
二、基本原理
放射免疫分析技術(shù),是把放射性同位素測(cè)定與抗原、抗體間的免疫化學(xué)反應(yīng)兩種方法巧妙地結(jié)合起來(lái)所形成的一種超微量物質(zhì)的測(cè)定方法。
RIA的基本原理,是利用標(biāo)記抗原(*Ag)和非標(biāo)記抗原(Ag)對(duì)特異性抗體(Ab)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合。競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合反應(yīng)可用下式表示:
在上述反應(yīng)系統(tǒng)中,當(dāng)只有*Ag和Ab時(shí),只產(chǎn)生*Ag—Ab復(fù)合物,并保持可逆的動(dòng)態(tài)平衡。如反應(yīng)系統(tǒng)中同時(shí)加入Ag,因Ag 與*Ag 免疫活性完全相同,故與Ab具有相同的親合力。當(dāng)*Ag為一定量、Ab為有限量、Ag 與* Ag 的量之和超過(guò)Ab上的有效結(jié)合位點(diǎn)時(shí),*Ag –Ab復(fù)合物的生成量與Ag 的量之間呈一定的函數(shù)關(guān)系。即當(dāng)Ag 量少時(shí),Ag –Ab生成量多,而*Ag –Ab生成量增多,游離的*Ag 減少。可見(jiàn)*Ag –Ab復(fù)合物生成量是受Ag含量制約的。因此,在放射免疫分析中,用已知不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)物和一定量的*Ag及限量的Ab反應(yīng),采取一定方法將B與F分開(kāi),即可算出該標(biāo)準(zhǔn)物在各濃度下*Ag –Ab復(fù)合物的結(jié)合百分率(B/T)。
這一反應(yīng)過(guò)程,可用以下簡(jiǎn)圖(圖8-1)說(shuō)明。圖中黑圈表示標(biāo)記抗原,白圈表示非標(biāo)記抗原,長(zhǎng)條代表抗體,每個(gè)抗體有兩個(gè)結(jié)合位點(diǎn),標(biāo)記抗原與非標(biāo)記抗原對(duì)抗體有同等的結(jié)合能力。
從圖中可見(jiàn),當(dāng)標(biāo)記抗原與抗體量一定時(shí),結(jié)合率(B/B+F)隨抗原量增加而降低。在實(shí)際工作中,以B/T的值為縱座標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)物的濃度為橫座標(biāo),繪成曲線(xiàn),即競(jìng)爭(zhēng)性抑制曲線(xiàn),或稱(chēng)準(zhǔn)確曲線(xiàn)。將未知濃度的樣品按同樣條件操作,所得結(jié)合率(%)與標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)相比,即可查出樣品中待測(cè)抗原的濃度。
放射免疫分析典型的操作程序如下:首先配制一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,并各取一定體積;于其中加入一定量的標(biāo)記抗原和特異性抗體;在一定條件下使之反應(yīng)平衡后,采取適當(dāng)方法將B與F分離;分別測(cè)量其放射性;繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)(圖8-2)。對(duì)樣品中抗原的測(cè)定,則可在同樣條件下操作,在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上查得含量。
由此可見(jiàn),要成功地進(jìn)行放射免疫分析,必須解決好以下3個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題:
�。�1)標(biāo)記抗原:要求其純度高、免疫化學(xué)活性好、比放射性強(qiáng)、用量適當(dāng)。
(2)制備抗體:要求其特異性高、選用的稀釋度適當(dāng)。
(3)分離B與F:理想的分離方法應(yīng)當(dāng)是分離完全、穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單、適用范圍廣。
第二節(jié) 放射性碘標(biāo)記
在RIA中,標(biāo)記抗原質(zhì)量的優(yōu)劣,直接影響測(cè)定結(jié)果,必須制備比放射性強(qiáng)、純度高的標(biāo)記抗原,并保持免疫活性不受喪失。
一、同位素的選擇
同位素有穩(wěn)定性和放射性?xún)煞N。放射性同位素可利用其衰變時(shí)放出的放射線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量,這種測(cè)量較靈敏而方便,故多用放射性同位素。標(biāo)記抗原,常用的放射性同位素有3H、14C、131I和125I等。在使用上各有其優(yōu)缺點(diǎn),可根據(jù)所進(jìn)行的放射免疫分析的類(lèi)型特點(diǎn),標(biāo)記物制備和供應(yīng)情況以及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件等作適當(dāng)?shù)倪x擇(表8-1)。大多數(shù)抗原分子中都含有C、H等原子,所以用14C或3H標(biāo)記不改變抗原的結(jié)構(gòu)及其免疫學(xué)活性,且14C、3H半衰期長(zhǎng),所標(biāo)記的抗原長(zhǎng)時(shí)間放置后仍可使用,這都是其優(yōu)點(diǎn)。14C或3H標(biāo)記的不足之處是操作較繁瑣,并難以獲得高比放射性的標(biāo)記物;3H及14C放出的都是弱β射線(xiàn),需用較昂貴的液體閃爍計(jì)數(shù)器方能獲得較高效率的測(cè)量,且測(cè)定操作也較麻煩。但某些抗原用放射性碘標(biāo)記容易喪失免疫化學(xué)或生物學(xué)活性者,則仍以采用3H或14C標(biāo)記物為佳。
表8-1 標(biāo)記抗原常用的放射性同位素及其性質(zhì)
放射性元素 | 半衰期 | 射線(xiàn)種類(lèi)及能量(百萬(wàn)電子伏特) | |
β | γ | ||
14 C | 5720年 | 0.155 | - |
3 H | 12.5年 | 0.0189 | - |
125I | 60天 | - | 0.035 |
131 I | 8.05天 | 0.608,0.335,0.250 | 0.364,0.637,0.722 |
大多數(shù)抗原分子中是不含碘的,引入碘原子就改變了抗原的分子結(jié)構(gòu),往往容易損傷抗原的免疫化學(xué)活性;且放射性碘的半衰期較短,標(biāo)記物放置后因衰變使放射性降低,因而需要經(jīng)常制備標(biāo)記物或要求能定期提供放射性碘標(biāo)記都能適用,放射性碘放出γ—射線(xiàn),用一般晶體閃爍計(jì)數(shù)器就能獲得較高效率而精確的測(cè)量,測(cè)量操作也很簡(jiǎn)單。由于這些突出的優(yōu)點(diǎn),目前在放射免疫分析中,使用放射性碘標(biāo)記物*多。
從應(yīng)用角度來(lái)看,131I和125I又各有其優(yōu)缺點(diǎn),可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求、儀器的條件和放射性碘制劑的規(guī)格等條件合理選用。但相對(duì)而言,125I有較多的優(yōu)點(diǎn),一是半衰期適中,允許標(biāo)記化合物的商品化及貯存應(yīng)用一段時(shí)間;二是它只發(fā)射28keV能量的X射線(xiàn)和35keV能量的γ射線(xiàn),而無(wú)β粒子,因而輻射自分解少,標(biāo)記化合物有足夠的穩(wěn)定性。放射性碘適用于放射免疫分析許多對(duì)象(包括蛋白質(zhì)、肽類(lèi)、固醇類(lèi)、核酸類(lèi)以及環(huán)型核苷酸衍生物等)的標(biāo)記,且操作簡(jiǎn)單,一般實(shí)驗(yàn)室都不難做到。
二、蛋白質(zhì)與多肽激素的放射性碘標(biāo)記
要制備高比度、高純度與免疫化學(xué)活性好的標(biāo)記物,首先要有高純度、良好免疫活性的抗原。用作放射標(biāo)記加網(wǎng)免疫分析的特異性,所以若用純度不高的抗原作標(biāo)記,則標(biāo)記后必須采取適當(dāng)?shù)牟襟E除去雜質(zhì),以獲得高純度的標(biāo)記物。標(biāo)記對(duì)象的純化應(yīng)盡量采用溫和的方法,否則在純化操作中已受潛在性損傷的蛋白質(zhì)(這時(shí)表面上活性可能還是良好的),再經(jīng)標(biāo)記反應(yīng)時(shí)所受的損傷,活性就會(huì)顯著降低,影響以后的放射分析結(jié)果。有了好的純抗原,還要采用適當(dāng)方法加以標(biāo)記,盡量獲取高比放射性、而又能保持良好的特異免疫化學(xué)活性的標(biāo)記物。這些都是放射免疫分析能取得高特異性和高靈敏度的關(guān)鍵問(wèn)題。
多肽激素與蛋白質(zhì)多用碘標(biāo)記,*常用的是125I。碘化反應(yīng)的基本過(guò)程如下:通過(guò)氧化劑的作用,使碘化物(125I-)氧化成的碘分子(125I2),再與多肽激素、蛋白質(zhì)分子中的酪氨酸殘基發(fā)生碘化作用。所以不管采用哪一種放射性碘標(biāo)記法,標(biāo)記的化合物內(nèi)部必須有碘原子可結(jié)合的基團(tuán),即結(jié)構(gòu)上要含有酪胺基或組織胺殘基。凡蛋白質(zhì)、肽類(lèi)等抗原,在結(jié)構(gòu)上含有上述基團(tuán)的可直接用放射性碘進(jìn)行標(biāo)記。如不含上述基團(tuán)的,放射性碘無(wú)法標(biāo)記,必須在這些化合物的結(jié)構(gòu)上連接上述基團(tuán)后才能進(jìn)行碘標(biāo)記。
因此影響蛋白質(zhì)、多肽碘化效率的因素,主要決定于蛋白質(zhì)、多肽分子中酪氨酸殘基的數(shù)量及它們?cè)诜肿咏Y(jié)構(gòu)中暴露的程度;此外,碘化物的用量、反應(yīng)條件(pH、溫度、反應(yīng)時(shí)間等)及所用氧化劑的性質(zhì)等也有影響。
常用的標(biāo)記方法有:
(一)氯胺T法
氯胺T法標(biāo)記效率高、重復(fù)性好、試劑便宜易得,是目前使用*多的碘標(biāo)記方法。
1.原理氯氨—T(Chloramine--T)是一種溫和的氧化劑,在水溶液中產(chǎn)生次氯酸,可使碘陰離子氧化成碘分子。這活性碘可取代肽鏈上酪氨酸苯環(huán)上羥基位的一個(gè)或兩個(gè)氫,使之成為含有放射性碘化酪氨酸的多肽鏈。
2.方法以125I—AVP的制備為例。
�。�1)碘化反應(yīng):AVP5μg+0.5mol/l PB50μl(pH7.5)+1251800μCi,混合后,加入新配置的Ch—t 30μg/15μl(0.05mol/l PB, pH7.5)。迅速振蕩混勻,室溫下反應(yīng)40s。
�。�2)終止碘化反應(yīng):加入還原劑偏重亞硫酸鈉40μg/20μl(0.05mol/l PB, pH7.5),以終止碘化反應(yīng)。
�。�3)Bio—Gel P2層析純化:將碘化反應(yīng)混合液注入Bio—Gel P2柱,用0.1n HAC溶液洗脫,分部收集,每2min收集一管,共收集60管。
�。�4)放射性測(cè)量:測(cè)定各收集管的放射性,出現(xiàn)兩個(gè)峰,峰為125I—AVP,第二峰為游離碘鹽峰。個(gè)峰中計(jì)算的幾管,留下備用。
為了解標(biāo)記抗原的質(zhì)量,每次碘標(biāo)記后應(yīng)計(jì)算出碘的利用率,標(biāo)記上多少放射性碘,以及每微克抗原結(jié)合上多少放射性碘。
�。�5)標(biāo)記抗原的貯存:經(jīng)純化與檢查后的標(biāo)記物、加入1/8體積的異丙醇,分成若干小份,置于鉛罐中,在-20℃以下的冰箱中貯存?zhèn)溆�,�?yīng)避免反復(fù)凍融。標(biāo)記抗原在貯存中是不穩(wěn)定的,這是因?yàn)椋阂皇敲摰�,�?biāo)記的碘從原來(lái)位置上脫落,變成游離碘;二是蛋白損傷、變性,成為聚合大分子或斷鍵成小分子碎片。由于上述原因,使B/F明顯降低,標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)斜率變小,以致不能使用,故需分離純化,其方法是用Sephadex G100長(zhǎng)柱(40~80cm )過(guò)柱,洗脫后出現(xiàn)3個(gè)峰。第1個(gè)峰分子量大,是蛋白變性的聚合的大分子,尚保留部分抗原決定簇,免疫活性弱;第2個(gè)峰是純抗原的蛋白峰,免疫活性好;第3個(gè)峰是游離125I或小分子碎片,不具備免疫活性。收集到的第2個(gè)純抗原蛋白峰,免疫活性好;第3個(gè)峰是游離125I或小分子碎片,不具備免疫活性。收集到的第2個(gè)純抗原蛋白峰,其性能類(lèi)似于新鮮標(biāo)記的抗原。分離純化的方法解決了標(biāo)記抗原的貯存、長(zhǎng)期使用問(wèn)題,特別對(duì)來(lái)之不易的抗原更顯得重要。
2.注意事項(xiàng)
�。�1)放射性碘源的選用:無(wú)載體的131I或125I均可用于碘化標(biāo)記,但應(yīng)盡量選用新鮮的、比放射強(qiáng)度高的、含還原劑量少的放射性碘源。碘源的比放射強(qiáng)度≥50~100mCi/ml,至少也要>30mCi/ml,否則加入碘源的容量要增加,隨著帶入碘源中含有的還原劑(為放射性碘源運(yùn)輸保存所需加入)量也增加,這將會(huì)顯著降低碘利用率及標(biāo)記蛋白比放射強(qiáng)度。放置較久和放射性碘源,一方面因衰變致比放射強(qiáng)度降低,另一方面因水的輻射化學(xué)產(chǎn)物增多(主要是131I源),都會(huì)降低標(biāo)記時(shí)的碘利用率。放射性碘源含還原劑(如Na2S2O5等)量多時(shí),會(huì)抵消氯胺T的作用,降低碘利用率,甚至導(dǎo)致標(biāo)記完全失敗。放射性碘源要用無(wú)載體的,標(biāo)記所用全部用具和試劑必須不含碘;只要有極少量的碘的污染,非放射性碘就會(huì)稀釋放射性碘,使放射性碘利用率顯著降低。為了便于放射性防護(hù)和除污染,以及減少射線(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)分子的損傷,標(biāo)記投入的放射碘量不宜過(guò)大,一般以<5mCi為宜。
�。�2)放射性碘與多肽、蛋白質(zhì)用量的比例:這比例對(duì)標(biāo)記結(jié)果的影響很大。如上述原因,一般標(biāo)記時(shí)放射性投入量不宜過(guò)多,示蹤實(shí)驗(yàn)室中常規(guī)每次只用1~2mCi,因而放射性碘與多肽、蛋白質(zhì)用量的比值主要靠標(biāo)記時(shí)投入的多肽、蛋白質(zhì)用量來(lái)控制。當(dāng)投入的放射碘量一定時(shí),多肽、蛋白質(zhì)用量多(即I/多肽、蛋白質(zhì)比值低),能獲得高碘利用率,但所得標(biāo)記蛋白比放射強(qiáng)度低;相反多肽、蛋白質(zhì)用量少(即I/多肽、蛋白質(zhì)比值高),則碘利用率降低,但所得標(biāo)記多肽、蛋白比放射性隨此比值變化都有較大的變動(dòng);而當(dāng)此比值<1后,則碘利用率再下降的幅率較小,標(biāo)記多肽、蛋白比放射性也不會(huì)再增加多少。
�。�3)氯胺T與偏重亞硫酸鈉的用量及碘化反應(yīng)時(shí)間:氧化碘化標(biāo)記法中,會(huì)導(dǎo)致失活的*主要原因是氧化還原。氯胺T是氧化劑,早期用氯胺T法作碘化標(biāo)記時(shí)氯胺T用量都比較大,或碘化反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),結(jié)果導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和活性的嚴(yán)重?fù)p傷。氯胺T用量大,或長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行碘化反應(yīng),結(jié)果并不能使碘利用率和標(biāo)記多肽、蛋白質(zhì)比放射強(qiáng)度提高多少,反而使標(biāo)記多肽、蛋白活性下降。當(dāng)用不含還原劑或還原劑很少的放射性碘源時(shí),試以各種蛋白質(zhì)(包括白蛋白、球蛋白、ACTH、胰島素等)作微量標(biāo)記,當(dāng)氯胺T用量為20μg/0.1ml反應(yīng)液、0~20。C反應(yīng)20s,碘利用率都已接近或達(dá)到峰,再加大氯胺T用量和延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間是沒(méi)有必要的。隨放射性碘源中還原劑增多,氯胺T用量也應(yīng)增加,以達(dá)到預(yù)期的碘利用率,但決不應(yīng)盲目加大氯胺T用量和延長(zhǎng)碘化反應(yīng)時(shí)間(通常反應(yīng)時(shí)間不要超過(guò)1min),否則會(huì)導(dǎo)致標(biāo)記多肽、蛋白質(zhì)嚴(yán)重失活,不能用于實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然,減少氯胺T用量要在了解放射性碘源還原劑含量的基礎(chǔ)上,否則碘源中還原劑量較多,雙盲目減少氯胺T用量,就會(huì)使標(biāo)記失敗。一般用125I標(biāo)記時(shí),氯胺T用量要適當(dāng)加大。加入氯胺T后必須迅速混勻,以防標(biāo)記不均勻。氯胺T與偏重亞硫酸鈉溶液要新配制的。
氯胺T用量減少了,Na2S2O5用量也就可以隨之減少。為保證按時(shí)終止碘化反應(yīng),實(shí)驗(yàn)時(shí)加入Na2S2O5一般都是過(guò)量的。氯胺T用量大時(shí),加入Na2S2O5的剩余量也就會(huì)隨之增加,這就可能加重某些對(duì)還原劑敏感的蛋白質(zhì)或多肽生物活性的損傷。為此,Na2S2O5用量也不應(yīng)過(guò)多。只要藥品沒(méi)有變質(zhì)、試劑是新配的,以重量計(jì)算Na2S2O5加入量與氯胺T相同就足以保證終止碘化反應(yīng)(按反應(yīng)克分子濃度計(jì)算,Na2S2O5/氯胺T重量比約0.4),不要盲目加大用量,并應(yīng)迅速將標(biāo)記多肽、蛋白質(zhì)從反應(yīng)液中分離出來(lái),以盡量減少多肽、蛋白質(zhì)活性的損傷。
某些蛋白質(zhì)或多肽對(duì)氯胺T較敏感,還可進(jìn)一步減少氯胺T用量、縮短碘化反應(yīng)時(shí)間、降低反應(yīng)溫度,以保護(hù)蛋白質(zhì)的活性。這對(duì)一些較容易喪失活性蛋白質(zhì)或多肽的碘標(biāo)記十分重要。
�。�4)碘化反應(yīng)體積:系指加入Na2S2O5終止反應(yīng)前液體的總量。碘化反應(yīng)體積愈小,局部反應(yīng)物濃度愈高,所得碘利用率和標(biāo)記多肽、蛋白比放射強(qiáng)度就愈高。所以,標(biāo)記應(yīng)采用比放射標(biāo)記效果。當(dāng)反應(yīng)液量少(<0.2~0.3ml)時(shí),反應(yīng)體積對(duì)碘利用率和標(biāo)記多肽、蛋白質(zhì)比放射強(qiáng)度的高低影響較大;當(dāng)反應(yīng)液量大(>0.5~1.0ml)時(shí)則影響較小。微量氯胺T法放射碘標(biāo)記時(shí),一般多控制碘化反應(yīng)體積<100μl。
�。�5)碘化反應(yīng)溫度:溫度升高,碘化反應(yīng)速度加快,碘利用率有所增加。但總的來(lái)看,反應(yīng)溫度的影響不很大,一般從0℃到20℃碘利用率相差不過(guò)百分之幾,故一般在室溫下進(jìn)行標(biāo)記操作就可能獲得重復(fù)性好的結(jié)果。有些蛋白質(zhì)或肽類(lèi)極易喪失活性,則可在0℃進(jìn)行碘化反應(yīng)。
�。�6)碘化反應(yīng)的pH值:受氧化劑氧化生成的活性碘,對(duì)多肽鏈的酪氨酸基苯環(huán)羥基鄰位的碘化作用,*適pH是7.3~7.8之間。當(dāng)pH變化時(shí),碘化位置也會(huì)發(fā)生變化,例如pH值較高時(shí),組氧酸的咪唑環(huán)也可被碘化;當(dāng)pH4~5時(shí),活性碘能迅速氧化色氨酸基生成羥基吲哚,導(dǎo)致肽鏈斷裂。這些都會(huì)影響蛋白質(zhì)或多肽的放射性碘化反應(yīng),或引起降解或失活。因此作放射性碘化標(biāo)記時(shí),除放射性碘源外,所有的試劑都應(yīng)用適當(dāng)?shù)木彌_液配制,保證碘化反應(yīng)在*佳pH條件下進(jìn)行。
�。�7)微量蛋白質(zhì)或多肽的吸附損失:界面的吸附損失,在使用大量蛋白質(zhì)或多肽類(lèi)時(shí)是可以忽略的,但作微量法標(biāo)記時(shí)投入的蛋白質(zhì)或多肽類(lèi)只在微克甚至毫克甚至毫微克水平,界面吸附導(dǎo)致的損失就不能忽略。例如制備131I—ACTH時(shí),所用ACTH濃度低到50Pg/ml時(shí),因表面吸附可損失10%~30%,甚至高達(dá)75%。改變pH、加入非特異性載體蛋白、或使用聚苯乙烯、聚乙烯容器時(shí),能減少吸附,但不能完全消除。一般殘留在反應(yīng)管和滴管上的放射性為投入總放射性的2%~8%、殘留在層析柱上折占5%~10%。殘留量隨標(biāo)記蛋白比放射性強(qiáng)度而直線(xiàn)增減,殘留者幾乎全部都是標(biāo)記蛋白。由此可見(jiàn),微量蛋白質(zhì)或多肽受吸附而損失的量是不容忽略的。由于微量蛋白質(zhì)、多肽會(huì)被顯著吸附而丟失,所以標(biāo)記時(shí)投入蛋白質(zhì)、多肽量過(guò)微(如<2μg)也是不適宜的,否則標(biāo)記蛋白質(zhì)、多肽的收回率會(huì)太低,并在計(jì)算上會(huì)造成較大的誤差。
�。�8)不同蛋白質(zhì)、多肽碘化標(biāo)記的差別:由于不同的蛋白質(zhì)和多肽分子中含有的酪氨酸數(shù)目不同,而且其空間結(jié)構(gòu)也不相同,分子中的酪按酸殘基有的容易發(fā)生碘化反應(yīng),有的就不容易碘化,因此同樣條件下進(jìn)行碘化標(biāo)記,不同蛋白質(zhì)或多肽對(duì)碘的利用率是不相同的。不同蛋白質(zhì)經(jīng)碘化標(biāo)記后生物活性受損的情況也各不相同。例如ACTH、促性腺激素釋放激素(GRH)、促黃體激素釋放激素(LRH)等多肽,碘化標(biāo)記后容易喪失激素活性或與受體結(jié)合的活性;而AFP及人絨毛膜促性腺激素(HCG)等的碘化標(biāo)記,則較容易保存良好的免疫化學(xué)活性。
盡管不同多肽、蛋白度的碘化標(biāo)記結(jié)果有所差別,但上述討論的因素對(duì)不同多肽、蛋白質(zhì)碘化標(biāo)記的影響有共同的規(guī)律。掌握了這些因素,就容易成功地獲得合格的標(biāo)記物。
不同多肽、蛋白質(zhì)的分子量大小、理化性質(zhì)各不相同,放射碘化標(biāo)記反應(yīng)后,可根據(jù)具體情況采取不同的方法將標(biāo)記蛋白質(zhì)(或多肽)與未反應(yīng)的游離放射性碘及受損傷的標(biāo)記物分開(kāi),常用的方法有凝膠過(guò)濾、離子交換層析、吸附層析、各種電泳法等。
�。ǘ┤檫^(guò)氧化物酶法(LPO)
本法反應(yīng)溫和,對(duì)抗原、抗體免疫活性影響小,已被廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)是標(biāo)記率較低,一般為20~40%。
1.原理此法是利用乳過(guò)氧化物酶(Lactoperoxidase)有促進(jìn)微量過(guò)氧化氫對(duì)125I-的氧化作用,生成125I+,并標(biāo)記在多肽、蛋白質(zhì)酪氨酸分子上。
2.方法以標(biāo)記蛋白質(zhì)抗原為例。
(1)反應(yīng)液組成:蛋白質(zhì)2~5μg溶于磷酸緩沖液10~25μl中,加入Na125i 1m Ci(10μl)、乳過(guò)氧化物酶溶液25ng(10μl)、H2O2200ng(10μl);
�。�2)在室溫保溫7min;
�。�3)加入H2O2200ng(10μl);
�。�4)過(guò)7min再加入H2O2(3μl);
�。�5)保溫7min后,加入0.5ml、10mmol/L巰基乙醇以停止反應(yīng);
�。�6)10min后加入NaI載體溶液1ml ;
�。�7)按常規(guī)方法分離純化。
3.注意事項(xiàng)
�。�1)LPO質(zhì)量好壞,可直接影響標(biāo)記率,LPO應(yīng)在使用前新鮮配制,以防酶活性降低。
�。�2)LPO用量應(yīng)小于總蛋白質(zhì)用量的1%,以減少酶自身碘化而帶入的放化雜質(zhì)。
�。�3)碘化反應(yīng)速率分析表明,酶的催化速度很快。
�。�4)碘化反應(yīng)在pH4.0~8.5較寬范圍內(nèi)均可進(jìn)行,*適pH值應(yīng)依據(jù)蛋白質(zhì)本身性質(zhì)而定。
(5)H2O2應(yīng)保持低濃度,如高于0.1mmol/L,對(duì)酶的活性將有抑制作用。
�。ㄈ㊣odogen碘化法
此法具有標(biāo)記率高、反應(yīng)體積�。�3ml水平)、可用低濃度的125I原料、對(duì)多肽激素和蛋白質(zhì)的免疫活性損失小、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),系常規(guī)的碘化方法。
1.原理 用Iodogen為氧化劑,對(duì)蛋白質(zhì)和多肽抗原進(jìn)行碘化標(biāo)記,把125I直接引進(jìn)分子中的酪氨酸殘基上。標(biāo)記過(guò)程中被標(biāo)記樣品不與Iodogen混合,標(biāo)記后取出樣品即停止反應(yīng),不使用任何還原劑。
2.方法
�。�1)標(biāo)記之前,先把Iodogen溶于有機(jī)溶劑,涂于管底,并使之干燥。
(2)標(biāo)記時(shí),將蛋白質(zhì)溶液10~20μg/10μl(0.5mol/L,pH7.5PB)置于反應(yīng)管中,反應(yīng)管置于冰浴中。碘化時(shí),125I與蛋白質(zhì)克分子之比例為1~1.2。反應(yīng)時(shí)間在溫和的連續(xù)的攪拌下可達(dá)10min,從反應(yīng)管中轉(zhuǎn)移出反應(yīng)混合液,使其反應(yīng)停止。反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到含有200μl0.01mol/L、pH7.2PB和0.15mol/L NaCl溶液中,層析分離前再放置5min,使其未標(biāo)記的碘離子還原成分子碘,以避免在帶有緩沖液的柱中使白蛋白碘化。
3.注意事項(xiàng)
�。�1)涂有Iodogen的反應(yīng)管,有氮?dú)庵忻芊�,并貯存在-20℃條件下,至少可用3個(gè)月。打開(kāi)管,使用時(shí)間很短。
�。�2)碘化反應(yīng)時(shí)間,7min時(shí)標(biāo)記率達(dá),10min時(shí)略有減少。PH6.0~8.5時(shí),標(biāo)記率。
�。�3)Iodogen與蛋白質(zhì)的比率是標(biāo)記率的函數(shù)。的標(biāo)記率是1克分子的Iodogen與8克分子或再多量之比。
(四)�;噭˙olton和Hunter試劑)法
1.原理這個(gè)方法用酰化劑3--(4-羥苯基)丙酸—N琥珀酰胺酯(Bolton—Hunter試劑)做連接試劑,將125I標(biāo)記在羥苯基的2,5位置上,再將琥珀酰胺酯水解,通過(guò)一個(gè)酰氨鍵將3--(4—羥基—5—125I—苯基)接在蛋白或多肽的末端氨基上。
2.方法125I—Bolton—Hunter試劑可用氯胺T法自行制備,出已有該試劑的苯溶液作為商品出售。使用時(shí)取一定量的標(biāo)記酯(μmol 蛋白用3~5μmol標(biāo)記酯),用氮?dú)獯党�,投入欲�?biāo)記蛋白5~10μg及緩沖液10~50μl,pH8.0~8.5為宜,在冰浴中反應(yīng)15~30min后,加入多量氨基酸(如甘氨酸),使過(guò)量標(biāo)記酯消耗掉以終止反應(yīng)。
此法避免了蛋白質(zhì)與氧化劑的接觸,又避免了與放射性碘原子的直接接觸,可防止碘源中有害物質(zhì)對(duì)蛋白質(zhì)的損傷,適用于標(biāo)記缺乏酪氨酸的蛋白質(zhì)或酪氨酸在活性中心,引入碘原子后會(huì)引起蛋白質(zhì)的失活。其缺點(diǎn)是標(biāo)記技術(shù)比較復(fù)雜,需要接觸較多的放射性,經(jīng)二步反應(yīng),碘標(biāo)記率比較低。一般認(rèn)為此法不宜標(biāo)記短肽,而適于分子量大于1萬(wàn)的蛋白質(zhì)。
三、放射性標(biāo)記化合物的純化與鑒定
(一)純化標(biāo)記化合物的常用方法
不論使用何種制備方法,要獲得合格的標(biāo)記化合物,都必須將反應(yīng)物經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分離、純化。另外,一些標(biāo)記化合物,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的存放后,往往會(huì)出現(xiàn)不純物,而需再純化。如碘標(biāo)記生長(zhǎng)激素(125--HGH),在剛標(biāo)記的第2天,從Sephadex G-100過(guò)濾譜上可見(jiàn),幾乎所有的碘化HGH都集中在峰II;保存1個(gè)月后,峰II組份減少,峰I和峰III成分明顯增加,峰I是集聚的標(biāo)記生長(zhǎng)激素,而峰III是不具有免疫活性的放射性化學(xué)雜質(zhì)(圖8--3)。
圖8-3 125I—HGH的Sephadex G-100過(guò)濾譜
實(shí)線(xiàn):新鮮制備的 125I—HGH 虛線(xiàn):保存1個(gè)月的125I—HGH
標(biāo)記化合物的純化方法,除制備比活度低而化學(xué)量又較多的標(biāo)記物可用重結(jié)晶、蒸餾、萃取等常規(guī)方法外,一般需用微量分離技術(shù),較方便的是層析法、離子交換法、凝膠過(guò)濾及高效液相層析法等�,F(xiàn)以碘標(biāo)記蛋白為例,說(shuō)明以上各種方法的適用情況。
1.凝膠過(guò)濾法常用的是Sephadex G系列,也有Biogel—P系列。分離標(biāo)記蛋白與無(wú)機(jī)碘時(shí),通常用Sephadex G—25或G—50,然后用G—100進(jìn)一步純化。
2.離子交換法一般是制成離子交換層析柱,用于分離純化短肽標(biāo)記物。
3.透析法 能將標(biāo)記蛋白與小分子化合物很好地分離。
4.電泳法可用來(lái)分離單碘化、多碘化及已受損傷的蛋白質(zhì)。
5.親和層析法利用蛋白質(zhì)與其特異抗體或受體的結(jié)合來(lái)分離、純化標(biāo)記蛋白質(zhì)。此法特異性強(qiáng),保持生物活性好,但操作較復(fù)雜。
6.高效液相層析法此法優(yōu)點(diǎn)是分離效果好、快速,但需特殊設(shè)備。
7.伴刀豆球蛋白A(ConA)吸附法ConA是一種植物凝集素,對(duì)糖蛋白有良好吸附能力,因此適于分離標(biāo)記糖蛋白。吸附的標(biāo)記糖蛋白可用含0.2mol/L甲基α-吡喃葡萄糖苷的PBS洗脫。
(二)標(biāo)記化合物的主要質(zhì)量指標(biāo)
作為示蹤劑及分析試劑的標(biāo)記化合物,應(yīng)具有比一般非標(biāo)記化合物更高的質(zhì)量要求。標(biāo)記化合物的質(zhì)量指標(biāo)包括:放射性核純度、放射化學(xué)純度、放射性比活度、生物活性和免疫活性以及標(biāo)記位置和定量分布情況等。
1.放射性核純度及其檢查方法
�。�1)放射性核純芳可用下式表示:
放射性核純度(%)=所需放射性核素的活度/樣品的總放射性活度×100
(2)放射性核純度的檢查方法:每一種核素都有它的特征,即物理半衰期及射線(xiàn)能量,故可通過(guò)半衰期及射線(xiàn)能量的測(cè)定來(lái)鑒別所需放射性核的純度。
�、贉y(cè)定半衰期法:如短半衰期放射性核素,一般可采用時(shí)間跟蹤法,每隔一定時(shí)間測(cè)量放射性一次,共測(cè)3~5個(gè)半衰期,以每次測(cè)得的放射性計(jì)數(shù)為縱座標(biāo),時(shí)間為橫座標(biāo),在半對(duì)數(shù)紙上作圖,并通過(guò)分析,可求出該放射性核素的純度。
②測(cè)定射線(xiàn)能量法:利用每一放射性核素的特征射線(xiàn)譜來(lái)檢查放射性核純度。γ發(fā)射體可用γ能譜儀,如檢測(cè)57Co和58Co的核純度:純β-發(fā)射體可用液閃儀,調(diào)節(jié) 道寬及淬火校正后,對(duì)如3H、14C、32P的核純度進(jìn)行測(cè)量;而β、γ混雜垓素,則用吸收法測(cè)量,如99mrTc中母體雜質(zhì)99mMo的含量測(cè)量,是通過(guò)適當(dāng)厚度的鉛屏蔽,將99mTc 發(fā)射的能量為141ke V的γ射線(xiàn)減弱后,測(cè)定99Mo發(fā)射的能量為739Kev 的γ射線(xiàn)。
2.放射化學(xué)純度及放化純度鑒定
�。�1)放射化學(xué)純度:放射性核素標(biāo)記化合物都是以一定的化學(xué)形態(tài)存在的,所以:
放射化學(xué)純度(%)特定化學(xué)形態(tài)的放射性活度/樣品總放射性活度×100
放射化學(xué)純度受制備方法及原料的化學(xué)純度、產(chǎn)物存放條件等影響,一般放化純度控制在95%以上。
�。�2)放射化學(xué)純度的測(cè)定方法:原則是高效的化學(xué)分離與靈敏的放射性測(cè)量相結(jié)合。常用下列方法:
�、俜派鋵游龇�,又稱(chēng)放射色譜法:本法是利用色譜技術(shù)使混合物中各組份分離,然后測(cè)定各組份的放射性活度。它具有選擇性高、分離效果好、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),在放化純度鑒定中是一種重要的分析方法。*常用的是放射性紙層析法和放射性薄層層析法。
�、诜派湫愿咝б合鄬游龇ǎ核鼘�(duì)分離純化標(biāo)記化合物及鑒定標(biāo)記化合物的放化純度都有很大潛力,具有分析速度快、分離效率高、適用范圍廣等特點(diǎn)(幾乎80%的有機(jī)化合物均可應(yīng)用)。關(guān)鍵是要選擇合適的固定相和流動(dòng)相,使產(chǎn)品與雜質(zhì)分離。在流動(dòng)相中,被分析物各組份的濃度變化可用紫外或熒光檢測(cè)器檢測(cè),而其放射性活度,可同時(shí)由放射性探測(cè)儀測(cè)定。放射性活度測(cè)定*簡(jiǎn)單的一種辦法,是將洗脫液分部收集,然后在γ儀或液閃儀上進(jìn)行測(cè)量;另一種較理想的是連續(xù)測(cè)量,在洗脫液流通池外包圍一個(gè)固體閃爍探頭,進(jìn)行γ計(jì)數(shù)或在流通池前加一個(gè)三通混合室,用另一個(gè)泵混入閃爍液,測(cè)定軟β射線(xiàn)�?梢耘c紫外控測(cè)器的掃描圖,同步描繪出放射性的分布圖。
�、鄯派湫院怂胤聪♂尫ǎ喝∫欢浚╓1)已測(cè)定比活度(SO)的標(biāo)記化合物(約0.1~10mg),用>1000倍化學(xué)量(W2)的純載體稀釋?zhuān)浞只靹蚝蠓磸?fù)純化到比活度恒定不變(Sp),此標(biāo)記化合物的放化純度值應(yīng)為:
有時(shí)該值>100%時(shí),往往是由于所用載體化學(xué)純度不夠。因本法操作要求嚴(yán)格,一般不作常規(guī)放化純度鑒定用。
3.化學(xué)純度及化學(xué)量的測(cè)定標(biāo)記化合物中的非放射性化學(xué)雜質(zhì)雖一般不會(huì)對(duì)示蹤結(jié)果帶來(lái)直接干擾,然而這種雜質(zhì)的含量越多對(duì)標(biāo)記化合物在使用、存放過(guò)程中分解、變性的影響就越大。此外,也已發(fā)現(xiàn)某些標(biāo)記化合物的化學(xué)雜質(zhì)會(huì)給使用帶來(lái)直接影響。如用氚標(biāo)記類(lèi)固醇作放射免疫分析試劑,其中的化學(xué)雜質(zhì)會(huì)影響標(biāo)記抗原與抗體的結(jié)合率,使分析靈敏度降低。因此,對(duì)標(biāo)記化合物的化學(xué)雜質(zhì)含量,同樣必須加以控制。
要制得化學(xué)純度的標(biāo)記化合物,是對(duì)可能產(chǎn)生的雜質(zhì)加以防止。這要在冷試驗(yàn)中解決。因?yàn)槔湓囼?yàn)所得產(chǎn)品是非放射性的,其化學(xué)純度可用常規(guī)方法,如溶點(diǎn)、沸點(diǎn)測(cè)定,NMR、紅外、紫外譜分析等手段加以鑒定,得到合格產(chǎn)品后,再按同樣方法及條件進(jìn)行標(biāo)記制備。
對(duì)于標(biāo)記化合物的化學(xué)含量,則必需在標(biāo)記反應(yīng)及一定純化步驟后進(jìn)行,由于需要高比活度的標(biāo)記化合物,往往樣品的放射性很強(qiáng),而化學(xué)量極微(如某氘標(biāo)記化合物,分子量為300,每分子上標(biāo)記2個(gè)氘原子,氘的同位素活度為99.8%,則理論上每25mCi(925MBq)的化學(xué)量還不足(130μg),所以需用微量分析法才能測(cè)定其含量。一般而言,各種常規(guī)微量分析技術(shù)均可應(yīng)用。目前大多用紫外分光、熒光光度等進(jìn)行含量測(cè)定。
4.放射性比活度及其測(cè)定
�。�1)放射性比活度簡(jiǎn)稱(chēng)比活度,過(guò)去也稱(chēng)比放射性。
比活度=放射性活度/單位化學(xué)量
�。�2)比活度的理論值計(jì)算:每種放射性核素有一個(gè)比活度理論值,取決于該核素的半衰期和衰變常數(shù)。若N是1毫克原子(1mA)的總原子數(shù),衰變常數(shù)λ(單位時(shí)間衰變的%),則
任何元素每1mA的原子數(shù)都相同,等于阿伏加德羅常數(shù),即6.023×1020個(gè),故
若T1/2min為單位,則上式的活度單位為dpm/mA,進(jìn)行單位換算后為:
根據(jù)上式,可計(jì)算出每種放射性核素比活度的理論值(常用放射性核素的比活度理論值見(jiàn)表8-2)。如果標(biāo)記化合物每分子接上一個(gè)放射性核素原子,則以上原論值亦為該標(biāo)記化合物的比活度(每毫摩爾的活度)理論值。
表8-2 一些常用放射性核素的比活度理論值
(亦即每分子一接一個(gè)該放射性核素原子的標(biāo)記化合物的經(jīng)活度理論值)
放射性核素 | 半衰期 | 比活度理論值(每mA或mmol的活度) |
14 C | 5730年 | 0.0624 Ci (2.3 GBq) |
3 H | 12.33年 | 29.0 Ci(1073 GBq) |
45 Ca | 165天 | 793 Ci (29.3 TBq) |
75 Se | 118.5天 | 1100 Ci(40.7 TBq) |
35 S | 87.4天 | 1494 Ci (55.2 TBq) |
125 I | 60.2天 | 2196 Ci(80.3 TBq) |
131 I | 8.04天 | 16240 Ci (600 TBq) |
�。�3)放射性比活度測(cè)定方法
①直接測(cè)定計(jì)算法:將標(biāo)記產(chǎn)品經(jīng)分離純化后,配成合適的溶液,測(cè)定每毫升的放射性活度(如mCi/ml)及含量(μg/ml)從而計(jì)算其比活度。對(duì)于高經(jīng)活度的標(biāo)記物,化學(xué)含量甚低,一般需用光譜法,如紫外分光光度法測(cè)定其含量。
�、趯游鰭呙杳娣e計(jì)算法:一般應(yīng)用紙層析或薄層層析,將反應(yīng)結(jié)果尚未分離的反應(yīng)液點(diǎn)樣、展層,然后在掃描儀上描繪放射性分布圖,根據(jù)描繪的面積來(lái)進(jìn)行計(jì)算,如圖8-4。
1為標(biāo)記物峰面積:
S2S3為雜質(zhì)峰及放射性原料峰面積
先計(jì)算標(biāo)記率:
放射性比活度的計(jì)算:若投入的待標(biāo)記物重量為W,且100%轉(zhuǎn)化為標(biāo)記物,則比活度=A·Y/W,其中A為投入的總放射性。
如果層析掃描儀有紫外監(jiān)測(cè)器和放射性活度計(jì)數(shù)率儀可同步測(cè)定掃描,則直接可給出比活度。
�、圩陨砣〈�(jì)算法:這是間接測(cè)定標(biāo)記物比活度的方法。所測(cè)定的標(biāo)記物,需是分離純化后可用于RIA或RRA標(biāo)記試劑。
方法的原理是:作一條常規(guī)的RIA(或RRA)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),另作一條不加非標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)品,只加抗體和不同量標(biāo)記試劑的自身取代曲線(xiàn)。兩者用同一種抗體,且抗體用量完全相同。若反應(yīng)平衡后測(cè)定結(jié)合部分的放射性,掏算成所加總放射性(注意:對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)總說(shuō)總放射性各管相同,對(duì)自身取代曲線(xiàn)來(lái)說(shuō)各管不同,需分別換算)的百分?jǐn)?shù),即結(jié)合率B。由于兩條曲線(xiàn)所用抗體的質(zhì)和量嚴(yán)格相同,標(biāo)記物與非標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)品與抗體親和力也相同,故B的大小就完全取決于各管中標(biāo)記物和非標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)品的總量。亦即若從兩標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上取一點(diǎn)相同的B,則
�。�(biāo)記物+標(biāo)準(zhǔn)品)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)=(標(biāo)記物)自身取代曲線(xiàn)
故由此便可直接計(jì)算標(biāo)記試劑的化學(xué)含量并進(jìn)一步求得比活度。為求準(zhǔn)確度高,可取我點(diǎn)B求出平均比活度。
用自身取代法測(cè)定標(biāo)記化合物的比活度,只適用于RIA的標(biāo)記抗原及受體的標(biāo)記配基。使用時(shí)應(yīng)注意:①標(biāo)記物與未標(biāo)記物對(duì)抗體(受體)的親和力應(yīng)相同;②非特異性結(jié)合應(yīng)較小,且計(jì)算時(shí)應(yīng)扣除;③制備標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)與自身取代曲線(xiàn)時(shí),操作步驟應(yīng)相同,特別是B與F分離的條件要一致。
5.生物活性、免疫活性測(cè)定
�。�10)生物活性、免疫活性測(cè)定的重要性:放射性標(biāo)記化合物作為示蹤劑用于生物體內(nèi)的示蹤研究,或作為分析試劑用于生物活性物質(zhì)分析,都要求標(biāo)記化合物不改變其原有的生物活性和免疫活性。當(dāng)給化物引入放射性原子,即使“同位素標(biāo)記”大多需經(jīng)過(guò)原子交換或化學(xué)反應(yīng)及分離純化等物理化學(xué)處理,有可能造成光學(xué)構(gòu)型及立體構(gòu)型的改變而使標(biāo)記物改變性質(zhì)。“非同位素標(biāo)記”,如蛋白質(zhì)分子中引入碘原子,則更易引起蛋白質(zhì)失活、變性。故測(cè)定放射性標(biāo)記化合物的生物活性和免疫活性,對(duì)保證使用效果十分必要。
(2)生物活性和免疫活性測(cè)定的要求:需根據(jù)使用要求而定,因?yàn)橥粯?biāo)記物其生物活性的變化與免疫活性的變化不一定相關(guān);同一標(biāo)記激素,其與受體結(jié)合能力的改變與抗體結(jié)合能力的改變也不一定平行。
�。�3)測(cè)定方法:測(cè)定標(biāo)記蛋白質(zhì)或多肽的生物活性和免疫活性常用的方法有下述幾種:
①物理化學(xué)方法:可用電泳法、吸附法及凝膠過(guò)濾法等物理化學(xué)方法來(lái)測(cè)定標(biāo)記蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變情況,如標(biāo)記后受損全傷的蛋白質(zhì)在電泳時(shí)泳動(dòng)性減少,碘化受損的多肽激素在血紅蛋白涂碳上的吸附性質(zhì)也有改變,而蛋白質(zhì)變性聚合時(shí)大分子聚合體將在凝膠過(guò)濾時(shí)不停留在凝膠柱上。這些測(cè)定雖較快速方便,但對(duì)標(biāo)記物的生物活性和免疫活性的嚴(yán)格判定來(lái)說(shuō),還是很不夠的。
�、谔禺惤Y(jié)合試驗(yàn):根據(jù)放射性標(biāo)記化合物用于放射免疫分析等不同要求,分別與其相應(yīng)抗體或受體進(jìn)行特異性結(jié)合試驗(yàn)。以放射免疫分析試劑為例,測(cè)定其免疫活性的方法是:先觀(guān)察標(biāo)記物與抗體的結(jié)合率,如果結(jié)合率高,說(shuō)明抗原的免疫活性較好。進(jìn)一步觀(guān)察標(biāo)記抗原與非標(biāo)記對(duì)抗體親合力是否一致,做法是用不同稀釋度的抗體,分別與標(biāo)記抗原及與標(biāo)記抗原加非標(biāo)記抗原的混合物進(jìn)行特異結(jié)合,其中混合物抗原總濃度要和單獨(dú)使用放射性抗原的濃度相同。如單獨(dú)使用標(biāo)記抗原1.0ng,而混合抗原的總濃度亦為1.0ng,其中標(biāo)記抗原為0.1ng,非標(biāo)記抗原為0.9ng,比較兩者的結(jié)合率,如果基本相同,說(shuō)明標(biāo)記抗原保持其原來(lái)的親和力,在標(biāo)記等操作過(guò)程中未受到明顯損傷。如圖8-5中,A線(xiàn)與B線(xiàn)基本平行;如果標(biāo)記抗原免疫活性已有降低,則如C線(xiàn)所示。
A;為標(biāo)記抗原與血清的滴度曲線(xiàn)B:為非標(biāo)記抗原(加入少量標(biāo)記抗原)的滴度曲線(xiàn);C:與A相同,但標(biāo)記抗原免疫活性已有降低
�、凵锾匦詼y(cè)定:如125I—纖維蛋白原,可用凝血酶測(cè)定其可凝能力,與非標(biāo)記物相比,視是否有改變。使用何種生物特性測(cè)定,根據(jù)標(biāo)記物的生物性質(zhì)而定。另外,上述特異性結(jié)合試驗(yàn),如果受體作異結(jié)合劑,也是檢驗(yàn)用作RRA或RBA分析試劑的標(biāo)記物生物活性情況的有效方法。
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第三節(jié) 結(jié)合和游離部分的分離
放射免疫分析時(shí)加入的抗原和抗體的量極微,反應(yīng)所形成的復(fù)合物并不能成為肉眼所能辨認(rèn)的不溶性沉淀物,但是放射免疫分析必須分別測(cè)量與抗體結(jié)合的(B)和游離的(F)抗原,所以,B、F的分離是放射免疫分析中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 。根據(jù)抗原—抗體復(fù)合物與游離抗原理化性質(zhì)或免疫學(xué)性質(zhì)的不同,可采取各種分離技術(shù)。
一、對(duì)分離方法的要求
分離方法的選擇直接影響分析的質(zhì)量,通常需滿(mǎn)足以下要求:
�、偈笲和F分離完全;②不受外界因素的干擾而影響分離效果;③與游離抗原的非特異性作用盡可能��;④操作簡(jiǎn)便,分離迅速,重復(fù)性好,適用于大量樣品分析;⑤來(lái)源廣,價(jià)格低廉,便于使用,適合RIA技術(shù)自動(dòng)化。
二、常用的分離方法
目前用于放射免疫測(cè)定中的分離方法很多,各有其優(yōu)缺點(diǎn),下面介紹幾種常見(jiàn)的分離方法:
�。�1)吸附分離(固相顆粒)
活性碳吸附劑(目前常用)
硅鎂吸附劑(滑石粉等)
交換樹(shù)脂吸附劑
�。�2)蛋白沉淀劑
硫酸銨、硫酸鈉
聚乙二醇(PEG)(目前常用)
無(wú)水乙醇、丙醇等
�。�3)免疫分離劑(第二抗體)
(4)磁性分離劑
磁化活性碳吸附劑
磁化固相抗體
�。�5)固相包被分離法(固相分離劑包被在測(cè)試管內(nèi))
(一)吸附分離法
這種吸附分離劑是固相顆粒,它可以從反應(yīng)液中吸附游離抗原。
活性炭是常用的吸附劑。活性炭多用于小分子游離抗原和抗原—抗體復(fù)合物的分離。具體應(yīng)用時(shí)在活懷炭顆粒的表面涂上一層右旋糖酐或蛋白類(lèi)化合物。這樣活性炭末的表面構(gòu)成一定大小的孔洞,在反應(yīng)液中加入這種特殊顆粒的混懸液時(shí),小分子的游離抗原被活性炭吸附,達(dá)到分離B與F的目的。
活性炭吸附方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、價(jià)廉,缺點(diǎn)是離心沉淀部分是F而不是B,不適用目前自動(dòng)化放免測(cè)定,分離時(shí)易受溫度和時(shí)間的影響。
�。ǘ┏恋矸蛛x法
沉淀分離法的原理,是鹽類(lèi)或有機(jī)溶劑能夠破壞蛋白質(zhì)分子表面的水化層而發(fā)生沉淀(這種分離要求蛋白質(zhì)分子處在等電點(diǎn)環(huán)境中)。常用的沉淀劑是聚乙二醇(PEG)。PEG是一種直鏈大分子聚合物,使用PEG溶液時(shí)分離沉淀是在有載體血清蛋白或丙種蛋白存在,而且要求γ球蛋白的*終濃度達(dá)250mg/ml以上的情況下才能實(shí)現(xiàn)。PEG沉淀的結(jié)果易受過(guò)量的脂類(lèi)或離心溫度的變化影響,PEG離心溫度在20℃以下進(jìn)行。PEG沉淀的優(yōu)點(diǎn)是PEG價(jià)格低廉,操作簡(jiǎn)便,一次可處理大量樣品。其缺點(diǎn)是PEG單獨(dú)使用時(shí)非特異結(jié)合高,所以常與其它方法聯(lián)合使用;其分離效果易受pH、溫度等影響。
�。ㄈ╇p抗體分離法
雙抗體分離法也稱(chēng)免疫分離法,是特異性分離,應(yīng)用十分普遍。本法是以抗IgG抗體和可溶性的抗原-抗體復(fù)合物結(jié)合,形成很大的復(fù)合物而沉淀。很多抗原的特異抗體來(lái)自家兔或豚鼠,稱(chēng)為抗體,形成的復(fù)合物不能通過(guò)離心將其沉淀。或?qū)⒖贵w的同種正常動(dòng)物的血清IgG免疫另一種動(dòng)物所制得的抗體為第二抗體,該抗體與抗體形成不可溶的復(fù)合物,經(jīng)離心可將其沉淀,從而達(dá)到分離的目的。
第二抗體分離的優(yōu)點(diǎn)是重復(fù)性好,B和F分離較為完全,非特異結(jié)合低,可同時(shí)處理大量樣品,使用方便。缺點(diǎn)是分離時(shí)間長(zhǎng),非特異性結(jié)合可有較大的波動(dòng),第二抗體用量較大。
�。ㄋ模┐判苑蛛x法
1975年,Hersh報(bào)道了用磁化分離技術(shù)分離血清狄高辛放免測(cè)定的B、F后,受到了廣泛的重視。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)磁化顆粒的制備進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,應(yīng)用于B與F的分離,并取得了引人注目的進(jìn)展,使放免的B、F分離不再使用離心,縮短了放免操作時(shí)間,便于放免自動(dòng)化測(cè)量。磁性分離的具體原理為血清樣品與標(biāo)準(zhǔn)品中的抗原與磁顆粒上的一定量的抗體反應(yīng),產(chǎn)生的抗原抗體磁性顆粒復(fù)合物,在磁場(chǎng)作用下沉降,使結(jié)合部分與游離部分分離。在磁性分離器上棄上清,進(jìn)行測(cè)量。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化了操作程序,B、F分離也較完全,穩(wěn)定性好。
目前常用的磁性分離技術(shù)除磁性固相抗體外,還有磁化活性炭吸附分離劑。
�。ㄎ澹┕滔喟环蛛x法
近年來(lái)由于固相技術(shù)的研究使其固相所被(埋)技術(shù)發(fā)展迅速,再有固相包被具有簡(jiǎn)便、快速、穩(wěn)定、不需離心等優(yōu)點(diǎn),有逐漸取代液相法的趨勢(shì)。
1990年,Causse報(bào)告了活化塑料管新技術(shù)及生物素結(jié)合抗體、親和素標(biāo)記物的應(yīng)用,使放免技術(shù)對(duì)多數(shù)微量物質(zhì)的檢測(cè)可達(dá)到10-15g級(jí)水平,大大提高了放免測(cè)定的精確度、靈敏度。
抗體包被:物理吸附法—方法簡(jiǎn)便,但包被量低。
價(jià)鍵結(jié)合法—需要纖維素、瓊脂等固相載體,操作復(fù)雜。
Causse活化塑料管新技術(shù),提高了包被量,主要特點(diǎn)是將順丁烯二酸酐和苯乙烯的共聚體涂布試管,在試管壁形成一層活性薄膜(這種方法操作簡(jiǎn)便)。
�。╇p抗體+PEG的分離法
這種分離方法利用雙抗體特異性強(qiáng)、PEG沉淀簡(jiǎn)便快速的優(yōu)點(diǎn),從而克服了雙抗體時(shí)間長(zhǎng)、PEG方法非特異結(jié)合高的缺點(diǎn)。這一方面是當(dāng)前分離技術(shù)中較理想的一種方法。
這種聯(lián)合方法分離方法減少了第二抗體的用量,PEG的*終濃度也只需2~4%,成本較低。這種方法既適用于蛋白質(zhì)、酶、大分子物質(zhì),又適用于小分子肽等半抗原物質(zhì)。
1991年,北京中國(guó)同位素公司北方免疫試劑所采用80年代法國(guó)廣泛應(yīng)用的雙抗體+PEG、再加一定劑量的γ球蛋白(免疫第二抗體時(shí)應(yīng)用的γ球蛋白)的分離劑,溶解于磷酸緩沖液中,pH在7.4左右。這種分離劑推廣應(yīng)用產(chǎn)生了很好的效果。沉淀完全,牢固,而非特異性結(jié)合低,時(shí)間短(加入分離劑15min后即可離心),受溫度影響小,受到用戶(hù)的廣泛好評(píng)。
以上方法,要依據(jù)反應(yīng)液中反應(yīng)物分子量大小,酸堿度等特點(diǎn),選擇合適的分離方法及分離劑。
第四節(jié) 樣品的前處理
樣品的正確收集與處理,是蛋白質(zhì)及多肽激素放射免疫分析取得成功的前提。不同的樣品與測(cè)定項(xiàng)目,其前處理有不同的要求。下面以神經(jīng)肽測(cè)定為例,介紹樣品的前處理方法。
一、腦、脊髓與垂體中神經(jīng)肽的提取(以大鼠為例)
1.大鼠稱(chēng)重后,在盡量安靜的情況下,迅速斷頭、取軀干血。
2.盡快取下全腦、脊髓(某段)與垂體,在沸生理鹽水中煮5min,以滅活酶,保持神經(jīng)肽的穩(wěn)定。
3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求分出腦區(qū)(如小腦、橋延腦、下丘腦、中腦或中央灰質(zhì)、丘腦、皮層、海馬、紋狀體等與垂體前葉。
4.腦區(qū)等稱(chēng)重。
5.把腦區(qū)、垂體或脊髓,分別置于玻璃勻漿管內(nèi),加入1mol/l HAC(或HCl)1ml,充分勻漿后倒入塑料指形管中,在室溫下放置100min,使生物活性物質(zhì)充分溶解在酸中。
6.加入1mol/l NaOH 1 ml,中和酸。
7.離心,取上清。
8.低溫(-20℃以下)保存待測(cè)。
二、大鼠腦神經(jīng)核團(tuán)微穿孔取樣方法(以下丘腦為例)
1.大鼠迅速斷頭,取出全腦,置沸生理鹽水中煮5min。
2.將全腦置于取材角度器上,分別于視交叉前和乳頭體后用雙面刀片垂直切斷,取下丘腦塊。
3.將雙面刀片裝在切片機(jī)上。
4.將下丘腦置于切片機(jī)機(jī)載物臺(tái)上,腹側(cè)向下,并用502膠水固定。在腦塊后方適當(dāng)放置瓊脂塊以利固定。
5.開(kāi)動(dòng)振動(dòng)切片機(jī),緩慢移動(dòng)推進(jìn)器,切片厚400~500μm。用毛筆沾生理鹽水,小心收集切片置于平皿內(nèi)的生理鹽水中。
6.將腦切片平置于橡皮板上,并在體視顯微鏡下,參照鼠腦立體定位圖譜,確定神經(jīng)核團(tuán)位置。
7.選擇相應(yīng)直徑的穿孔器,分別于兩側(cè)核團(tuán)上垂直插下,然后推出針蕊將所取核團(tuán)組織放入勻漿器中。
8.加入1mol/l HAC 0.5ml, 充分勻漿后倒入放免測(cè)定管中,放置100min。
9.加入1mol/l NaOH 0.5ml中和酸,離心(3000rpm/min)20min,取上清液,低溫保存待測(cè)。
三、內(nèi)臟、腫瘤組織中神經(jīng)肽的提�。ㄒ晕刚衬槔�
�。�1)取下胃粘膜后,迅速稱(chēng)重置于試管,中沸蒸餾水1ml,在水浴中煮100min。標(biāo)本在室溫下放置,其中的生物活性物質(zhì)會(huì)被酶降解,所以要立即加熱處理。
�。�2)冷卻后倒入特殊的勻漿器中,充分勻漿(使用電動(dòng)攪拌器)。勻漿液倒入塑料指形管中,再用蒸餾水1ml,沖洗勻漿器,并倒入上述管中。
(3)離心,取上清,低溫保存待測(cè)。
四、血漿
1.直接測(cè)定
�。�1)加酶抑制劑:準(zhǔn)確采全血若干毫升,注入預(yù)冷的加有①抗凝劑0.3mol/l EDTA·2Na(乙二胺四乙酸二鈉)溶液(每毫升全血20μl)、或1%肝素(每毫升全血10μl);②抑肽酶(每毫升全血500單位)的塑料指形管中,迅速低溫離心,取血漿低溫保存待測(cè)。
抑肽酶有液體的(標(biāo)簽寫(xiě)的有每毫升含多少單位)與固體的(每毫升含12TIU,1TIU=900KIU,即每毫克含10800單位)。固體的抑肽酶可用生理鹽水溶解,使之每20μl含500單位。
�。�2)酸化處理:每毫升血漿加1mol/l HCl 0.2ml,低溫保存待測(cè)。測(cè)定前加1mol/l NaOH 0.2ml。
以上兩種方法,任選一種即可。
2.間接測(cè)定血標(biāo)本經(jīng)提取后,可去除蛋白質(zhì)等干擾因素,并使微量的生物活性肽濃縮,但較費(fèi)時(shí),成本也高。常用的提取方法有:
�。�1)柱層析提取法:有多種層析柱可供提取不同的神經(jīng)肽,其中較為方便的是用Sep-pak C18層析柱提取。主要步驟步:
�、僦念A(yù)處理:該柱有兩頭,長(zhǎng)頭連接注射器,可注入溶液與樣品,短頭為排出口。預(yù)處理時(shí)注入乙腈10ml。蒸餾水20ml,使柱中的生物膠活化。
②注入樣品(如血漿、腦脊液、腹水、尿等):樣品中的水份流出,生物活性肽、蛋白及雜質(zhì)等吸附在生物膠上。血漿上柱前,如先去除蛋白,可增加柱子的使用時(shí)間。]
�、哿芟矗河�4%HAC溶液100ml注入柱中,以洗去一些雜質(zhì)。
�、芟疵摚河�7ml酸性乙腈(按容積算,每100ml中含有乙腈75ml、HAC4ml、蒸餾水21ml)作為洗脫劑,注入柱中,把生物活性肽洗脫下來(lái),收集在塑料指形管中。
�、萸逑矗河靡译妗⒄麴s水清洗柱子,以備后用。
�、迣⑾疵撘捍蹈桑蜏乇4娲郎y(cè)。測(cè)定時(shí)可加入一定量的緩沖液溶解。
Sep-Pak C18柱層析,也可用于制備標(biāo)記抗原時(shí)的層析純化。
�。�2)加膜藻土提取法:
①抽血:用一次性塑料注射器抽取受試者靜脈血4ml,置于加有肝素(125單位/ml 全血)指形管中。
�、诜蛛x血漿:在4℃下離心,取出血漿。
�、垩獫{酸化:取2ml血漿,加入1mol/l HCl 0.5ml, 搖勻。
�、芪剑杭尤�0.5%藻土懸液2ml,在水平震蕩器上震30min。離心,去上清,留沉淀。
0.5%藻土縣液(Fuller’s earth)的配制:
0.5g Fuller’s earth
0.1g Dextran T70
100ml去離子水
�、菹疵摚涸诔恋砉苤屑尤�80%酸性丙酮1ml,在漩渦振蕩器上振2min,離心,取上清置于經(jīng)硅化的玻管中。
80%酸性丙酮的配制:
80ml丙酮
20ml 1mol/L HCl
⑥去脂:加入石油醚1ml,搖勻,脂肪溶解在石油醚中,分層后吸去上層。
�、吒稍铮合聦右后w,置于37℃水浴中,用氮?dú)猓ɑ蚩諝猓┐蹈伞?/p>
⑧低溫保存待測(cè)。測(cè)定時(shí)用一定量緩沖液溶解。
�。�3)有機(jī)溶劑提取法:常用的有甲醇、乙醇、乙腈、丙酮等。將溶劑按一定比例,加入標(biāo)本內(nèi),混勻、振蕩、離心,取上清吹干,冷藏待測(cè)。通常在有機(jī)溶劑中加入適量的酸。
在這些方法中,以柱層析法*穩(wěn)定、準(zhǔn)確,但成本高,推廣不易。加膜藻土法,提取率較高,但操作復(fù)雜、費(fèi)時(shí)。有機(jī)溶劑提取法操作方便,成本也低,雖穩(wěn)定性較差。
五、腦脊液
1.煮沸收集腦脊液時(shí),管子浸在冰水中。收集完畢,立即在沸的水浴中煮5min。離心、取上清;低溫保存,待測(cè)。
2.酸化在1ml腦脊液中加入1mol/l HCl 0.2ml;測(cè)定時(shí),再加入1mol/l NaOH 0.2ml中和。
3.加酶抑制劑
4.柱層析提取
以上方法,任選一種。
六、尿
尿液收集于事先加有適量醋酸或鹽酸的容器中,使pH達(dá)4左右,煮沸1~2min,冷卻后離心,取上清,加適量NaOH液,使尿液pH達(dá)7.0左右。此尿即可用于直接測(cè)定或經(jīng)提取后再測(cè)定。
尿認(rèn)提取法相同。采用Sep—Pak C18柱層析提取較為方便,因尿中不含蛋白,柱子可多次使用。
七、胃液
抽取胃液,注入加有抑肽酶的管中,離心,取上清,低溫保存待測(cè)。
第五節(jié) 放射免疫分析法的建立
一、放射免疫分析的基本試劑
�。ㄒ唬�(biāo)準(zhǔn)品
標(biāo)準(zhǔn)品是放射免疫分析法定量的依據(jù),由于以標(biāo)準(zhǔn)品的量用來(lái)表示被涮物質(zhì)的量,故標(biāo)準(zhǔn)品與被測(cè)物質(zhì)應(yīng)當(dāng)化學(xué)結(jié)構(gòu)一致并具有相同免疫活性。標(biāo)準(zhǔn)品作為定量的基準(zhǔn)。應(yīng)要求高度純化。標(biāo)準(zhǔn)品除含量應(yīng)具有準(zhǔn)確性外,還應(yīng)具備穩(wěn)定性,即在合理的貯存條件下保持原來(lái)的特性。
按實(shí)驗(yàn)要求,將標(biāo)準(zhǔn)品用緩沖液配成含不同劑量的標(biāo)準(zhǔn)溶液,用于制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。
�。ǘ�(biāo)記物
標(biāo)記抗原應(yīng)具備:①比放射性高,以保證方法的靈敏度;②免疫活性好;③所用的核素的半衰期盡可能長(zhǎng),標(biāo)記一次可較長(zhǎng)時(shí)間使用,這對(duì)來(lái)之不易的抗原尤其重要;④標(biāo)記簡(jiǎn)便、易防護(hù)。
要準(zhǔn)確測(cè)量B與F的放射性,必須有足夠的放射性強(qiáng)度。所選用的標(biāo)記抗原的量,在使用125I時(shí)達(dá)5000~15000cpm。
�。ㄈ┛贵w
應(yīng)選擇特異性高、親和力強(qiáng)及滴度好的抗體,用于放射免疫測(cè)定。
根據(jù)稀釋曲線(xiàn),選擇適當(dāng)?shù)南♂尪龋话阋越Y(jié)合率為50%作為抗血清的稀釋度。
(四)B與F分離劑
以2%加膜活性炭溶液為例,2%加膜活性炭溶液的配制:
活性炭2g(杭州木材廠(chǎng)生產(chǎn),森工牌732型)
右旋糖酐T200.2g
加0.1mol/L PB 至100ml
電磁攪拌1h,然后置于變通冰箱冰箱待用。
�。ㄎ澹┚彌_液
放射免疫分析技術(shù)所用的緩沖液有多種,要通過(guò)實(shí)驗(yàn)選用抗體和抗原結(jié)合的緩沖液。
目前*常用的緩沖液有下列幾種:①磷酸鹽緩沖液;②醋酸鹽緩沖液;③巴比妥緩沖液;④Tris –HCl緩沖液;⑤硼酸緩沖淮。其中以磷酸鹽緩沖液應(yīng)用*多。
在緩沖液中,除必須有弱酸及弱酸的鹽成分外,還應(yīng)根據(jù)不同檢測(cè)項(xiàng)目加入下列物質(zhì):①保護(hù)蛋白:常用的有牛血清白蛋白或白明膠,濃度為0.1%~0.2%,用以降低試管對(duì)抗原的非特異性吸附。②防腐劑:多采用0.1%疊氮鈉、0.01%柳硫汞、溶菌酶或抗菌素。③酶抑制劑:如測(cè)定心鈉素等肽類(lèi)激素時(shí),要加入適量的抑肽酶,用以抑制血漿內(nèi)源性水解酶對(duì)待測(cè)物的降解;又如測(cè)定cAMP、cGMP時(shí),需加入EDTA·2Na,抑制磷酸二酯酶的活性。④阻斷劑:在測(cè)定甲狀腺激素或測(cè)定某些甾體激素時(shí),必須加阻斷劑,使和蛋白質(zhì)相結(jié)合的激素,變?yōu)橛坞x型。常用的阻斷劑有8—苯胺—1—萘磺酸、柳硫汞、水楊酸鈉、三氯醋酸鈉等。⑤載體蛋白:采用二抗作B與F分離劑時(shí),要向反應(yīng)液中加入適量與抗體同種動(dòng)物的正常血清。在測(cè)定不含有血漿蛋白的樣品時(shí),用PEG沉淀劑分離B、F,必須加適量γ球蛋白或正常人混合血清。
在神經(jīng)肽的RIA時(shí),常用PELH緩沖液,(按1000ml,pH7.6):
0.1mol/l PB 980.0ml
0.3mol/L EDTA·2Na 10.0ml
0.2%洗必泰溶液 10.0ml
溶菌酶 1.0g
二、加樣程序
由于抗原、標(biāo)記抗原和抗體三者加樣次序不同,而出現(xiàn)兩種加樣程序,分述如下:
�。ㄒ唬┢胶怙柡图訕映绦�
1.基本原理所謂平衡飽和,是指抗原和抗體反應(yīng)達(dá)到再不結(jié)合,也不解離的平衡狀態(tài),稱(chēng)為飽和狀態(tài),即平衡飽和。所以,有人稱(chēng)此為飽和分析法。這意味著抗原或被測(cè)抗原、標(biāo)記抗原、抗體三者一起溫育。
2.加樣程序一般先加標(biāo)準(zhǔn)物或被測(cè)樣品,再加抗血清,*后加標(biāo)記物。這樣的順序是讓標(biāo)準(zhǔn)物或被測(cè)物與抗體有短暫的結(jié)合,提高抗原的競(jìng)爭(zhēng)抑制能力。
在小分子半抗原的放射免疫分析中,標(biāo)記抗原和未標(biāo)記抗原與抗體結(jié)合的親合力常常是不相同的,前者比后者的親合力高。因此,上述加樣程序就更有必要,所以一般都采用先加標(biāo)準(zhǔn)物或樣品和抗血清,后加標(biāo)記物。這樣測(cè)定也比較穩(wěn)定。
在大分子蛋白質(zhì)抗原的放射免疫分析中,如果是雙抗體分離法,抗原和標(biāo)記抗原與抗體三者加樣,可不分先后,有的是標(biāo)準(zhǔn)物、標(biāo)記物、抗血清的加樣順序,但一般習(xí)慣還是標(biāo)準(zhǔn)物或血樣、抗血清、標(biāo)記物、然后混勻溫育24~48h,再加雙抗體,繼續(xù)溫育24h,使免疫反應(yīng)達(dá)到平衡。對(duì)一些多肽激素的放射免疫分析,應(yīng)用雙抗體分離法,其流程比較長(zhǎng),這樣的順序同樣可不分先后。
以大鼠垂體、下丘腦β-內(nèi)啡肽RIA測(cè)定程序?yàn)槔?/p>
(1)加樣(單位μl;總反應(yīng)體積500μl)
標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn) | 樣品 | ||||||||||
T | NSB | Bo | 5Pg | 10Pg | 50Pg | 100Pg | 500Pg | 1ng | 垂體 | 下丘腦 | |
管號(hào) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
β-EP標(biāo)準(zhǔn)液 | / | / | / | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | / | / |
樣品 | / | / | / | / | / | / | / | / | / | 1 | 100 |
β-EP抗血清 | / | / | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
125 -β-EP溶液 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
緩沖液 | / | 400 | 300 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 299 | 200 |
�。�2)孵育:4℃,24h
(3)分離B與F:每管加入2%加膜活性炭溶液300μl,搖勻,立即離心,去上清,測(cè)沉淀(F)的CPM數(shù)。
�。ǘ╉樞蝻柡图訕映绦�
1.基本原理先將標(biāo)準(zhǔn)物或血樣品與抗血清混勻,免疫反應(yīng)6~24h,使抗原與抗體充分結(jié)合,甚至達(dá)到平衡,然后再加入標(biāo)記抗原,與抗體反應(yīng)12~24h,*后分離B與F,這稱(chēng)為順序飽和分析法。
應(yīng)用順序飽和加樣,可以提高測(cè)定方法的靈敏度。Utiger在做人促甲狀腺激素(TSH)放射免疫分析時(shí),將標(biāo)記物延至第2天加入,發(fā)現(xiàn)其靈敏度增加兩倍。如果縮短*后的溫育時(shí)間,仍可取得滿(mǎn)意的結(jié)果。所以一般認(rèn)為,在順序飽和加樣中,第1次溫育時(shí)間可以長(zhǎng),而第2次溫育時(shí)間要短,這樣可以提高靈敏度。但也有相反的意見(jiàn),認(rèn)為順序飽和加樣,是使用過(guò)量抗體,會(huì)使靈敏度受到一定影響。如果使用抗體不過(guò)量,溫育時(shí)間縮短,在抗原和抗體結(jié)合未達(dá)到平衡飽和時(shí)就加入標(biāo)記物,這樣既不影響加靈敏度,反而比較穩(wěn)定,甚至可提高靈敏度。
2.加樣程序 以人血漿精氨酸加壓素RIA測(cè)定程序?yàn)槔ㄖ苯訙y(cè)定)。
�。�1)加樣(單位μl;總反應(yīng)體積600μl)
標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn) | 血漿 | |||||||||
T | NSB | Bo | 1Pg | 5Pg | 10Pg | 50Pg | 100Pg | 500Pg | ||
管號(hào) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
AVP標(biāo)準(zhǔn)液 | / | / | / | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | / |
樣品 | / | / | / | / | / | / | / | / | / | 300 |
無(wú)肽血漿 | / | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | / |
AVP抗血清 | / | / | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
緩沖液 | / | 200 | 100 | / | / | / | / | / | / | 100 |
在4。C下孵育12~24h | ||||||||||
125 I-AVP | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
�。�2)孵育:4℃,24h。
(3)分離B與F。
無(wú)肽血漿,用于血漿的直接測(cè)定。其制備方法為:在電磁攪拌下,抽取2%加膜活性炭溶液5ml,共兩管,離心、去上清。血漿5ml,倒入上述活性炭管中,加蓋,充分振蕩10min,離心,上清倒入上述另一活性炭管中,振蕩10min,再離心,取上清,即無(wú)肽血漿。血漿中的生物活性物質(zhì)被活性炭吸附而去除。
�。ㄈ┯�(jì)數(shù)、繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)與測(cè)定樣品含量
以活性炭分離B與F,沉淀計(jì)數(shù)是F的cpm。T—F—NSB,得B的cpm數(shù)。
計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)管與樣品管結(jié)合(B)的cpm數(shù)及與零標(biāo)準(zhǔn)管結(jié)合(B0)的比(B/B0×100%)。
用半對(duì)數(shù)紙,以標(biāo)準(zhǔn)管的B/B0為縱座標(biāo),以各標(biāo)準(zhǔn)管含量為橫座標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。
根據(jù)樣品的結(jié)合率(B/B0×100%),從標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)中找出被測(cè)樣品抗原的含量,再換算成每毫升血漿含某抗原的量,或每毫克(組織濕重)含某抗原的量。
三、放射免疫分析的質(zhì)量控制
�。ㄒ唬┵|(zhì)量控制的目的和內(nèi)容
放射免疫分析的質(zhì)量控制實(shí)際上就是控制測(cè)定誤差,監(jiān)督測(cè)定結(jié)果。它包括兩方面的內(nèi)容:一方面對(duì)測(cè)定結(jié)果做精確分析;另一方面鑒定常規(guī)測(cè)定方法,對(duì)那些測(cè)定結(jié)果不好的方法加以改進(jìn),并建立新的測(cè)定方法。質(zhì)量控制分四個(gè)方面:
1.在一個(gè)測(cè)定方法內(nèi)產(chǎn)生的誤差。
2.在同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不同方法之間產(chǎn)生的誤差。
這兩種情況屬于內(nèi)部質(zhì)量控制。
3.用同一測(cè)定方法,在各實(shí)驗(yàn)室之間產(chǎn)生的誤差。
4.采用不同方法,在各實(shí)驗(yàn)室之間產(chǎn)生的誤差。
后兩種情況屬于外部質(zhì)量控制。
�。ǘ┓派涿庖叻治鲋性斐蓽y(cè)量誤差的因素
誤差包括系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差發(fā)生在測(cè)量過(guò)程中由于儀器不準(zhǔn)、試劑不純、標(biāo)準(zhǔn)品不穩(wěn)定等原因,使測(cè)定結(jié)果呈傾向性偏大或偏小,這種誤差應(yīng)力求避免。隨機(jī)誤差是測(cè)量過(guò)程中各種偶然因素造成的,沒(méi)有固定的傾向性,這類(lèi)誤差是不可避免的,必要時(shí)做統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。
造成誤差的可能來(lái)源有以下幾個(gè)方面:
1.各種儀器:設(shè)備的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、效率以及被污染等情況帶來(lái)的誤差。如:①由于放射性測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性、效率、樣品試管的材料和均勻性及被測(cè)物的放射性強(qiáng)度等原因。②由于樣品的自吸收,本底校正,測(cè)定時(shí)間,可能的污染等原因。③在試驗(yàn)室中所有的移液管、微量取樣器以及天平的刻度、校準(zhǔn)和使用方法等原因。④由于反應(yīng)試管、移液管以及測(cè)定用試管等表面清潔度和所引起的不同吸附等原因都可以對(duì)測(cè)定結(jié)果帶來(lái)誤差。
2.試劑的純度、質(zhì)量和穩(wěn)定性的影響也是造成誤差的重要因素。如標(biāo)記抗原的比度、純度,輻射自分解,抗體的穩(wěn)定性,分離劑、阻斷劑及緩沖液等試劑的純度等。
3.在放射免疫分析中一些基本操作,如取樣、提取、沉淀、分離以及保溫條件不適當(dāng)?shù)仍斐傻恼`差。由于工作人員熟練程度不同也常常帶來(lái)誤差,如操作移液管垂直程度、下流速度、吹氣與不吹氣等。工作人員草率、不按規(guī)程操作等也都可以造成誤差。
4.樣品誤差。樣品的收集方法、貯存溫度、放置條件,微量樣品取樣的準(zhǔn)確度,樣品可能造成的污染以及樣品的變性(如免疫反應(yīng)活性的降低、蛋白質(zhì)的變性等)也都能造成測(cè)量的誤差。
5.提取及層析分離過(guò)程中的丟失。
�。ㄈ┓派涿庖叻治鲋袦y(cè)量誤差的控制
1.選擇準(zhǔn)確性高的方法:對(duì)各種方法進(jìn)行比較,淘汰粗糙及難以重復(fù)的方法。
2.建立方法對(duì)比。用相同的測(cè)量方法和不同的測(cè)量方法在同一實(shí)驗(yàn)室和不同實(shí)驗(yàn)室,在同一地區(qū)和不同地區(qū),在同一時(shí)間和不同時(shí)間,對(duì)同一樣品進(jìn)行對(duì)比,檢查產(chǎn)生誤差的原因。
3.建立各種類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品應(yīng)規(guī)定純度及制備方法,使用年限及貯存條件。
4.建立操作規(guī)程,按章 操作。對(duì)使用的試劑、儀器設(shè)備要經(jīng)常檢查其有效性,更換試劑時(shí)應(yīng)進(jìn)行必要的鑒定,必要時(shí)對(duì)測(cè)定方法要做重復(fù)性試驗(yàn)和回收試驗(yàn)。
5.建立可靠的檢查制度。經(jīng)常對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行核查,利用控制血清、標(biāo)準(zhǔn)血清檢查每批結(jié)果的準(zhǔn)確性
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