【ELISA原理及步骤】ELISA(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay),即酶联免疫吸附测定,是一种广泛应用于生物医学、临床诊断和科研领域的免疫分析技术。它通过抗原与抗体之间的特异性结合反应,结合酶标记的显色反应,实现对目标物质的定量或定性检测。由于其操作简便、灵敏度高、重复性好,ELISA已成为实验室中不可或缺的工具之一。
一、ELISA的基本原理
ELISA的核心原理是利用抗原与抗体之间的高度特异性识别,并通过酶促反应将这种识别转化为可检测的信号。通常情况下,实验中会使用一种酶(如辣根过氧化物酶HRP或碱性磷酸酶AP)标记抗体或抗原,当目标分子与固相载体上的捕获分子结合后,加入底物溶液,酶催化底物发生颜色变化,最终通过分光光度计测量吸光度值,从而判断样品中目标分子的存在与否及其浓度。
根据不同的实验设计,ELISA可分为多种类型,包括直接法、间接法、夹心法和竞争法等,每种方法适用于不同类型的检测对象和实验需求。
二、ELISA的主要步骤
1. 包被(Coating)
将已知的抗原或抗体固定在微孔板的表面,这个过程称为“包被”。选择合适的包被液(如碳酸盐缓冲液)有助于提高蛋白质的吸附效率。包被完成后,通常需要进行封闭处理,以减少非特异性结合。
2. 洗涤(Washing)
在每一步操作后,都需要用洗液(如PBST)清洗微孔板,去除未结合的物质,防止背景干扰,提高检测的准确性。
3. 加样(Sample Addition)
将待测样品加入到微孔板中,让其与包被的抗原或抗体发生反应。根据实验类型的不同,可能需要加入一抗或二抗。
4. 孵育(Incubation)
在适宜的温度(通常为37℃)下孵育一定时间,使抗原与抗体充分结合。孵育时间根据实验条件而定,需保证反应的充分性。
5. 加酶标抗体(Enzyme Conjugate Addition)
加入经过酶标记的抗体,使其与已结合的目标分子形成复合物。此步骤是ELISA中关键的信号放大环节。
6. 再次洗涤
去除未结合的酶标抗体,确保只有特异性结合的复合物保留在微孔板中。
7. 显色(Color Development)
加入底物溶液,酶催化底物产生颜色变化。颜色深浅与目标分子的浓度成正比。
8. 终止反应(Stop Solution)
当颜色达到预期时,加入终止液(如硫酸)停止反应,防止过度显色影响结果。
9. 读数(Reading)
使用酶标仪测定各孔的吸光度值(OD值),根据标准曲线计算样品中目标分子的浓度。
三、ELISA的应用
ELISA技术因其高灵敏度和良好的重复性,被广泛应用于多个领域:
- 临床诊断:用于检测病毒抗体(如HIV、乙肝)、激素水平、肿瘤标志物等;
- 食品安全:检测食品中的过敏原、抗生素残留等;
- 环境监测:检测水体中的污染物或农药残留;
- 基础研究:用于细胞因子、蛋白表达水平的研究。
四、ELISA的优势与局限性
优势:
- 操作简便,适合大规模样本检测;
- 灵敏度高,可检测微量物质;
- 重复性好,结果稳定可靠。
局限性:
- 需要特定的抗体或抗原,成本较高;
- 易受交叉反应影响,需优化实验条件;
- 对于某些复杂样本,可能存在基质效应。
五、总结
ELISA作为一种经典的免疫检测技术,凭借其高效、准确和便捷的特点,在现代科学研究和实际应用中发挥着重要作用。掌握其基本原理与操作流程,不仅有助于提升实验效率,也为进一步开展相关研究打下坚实基础。随着技术的不断发展,ELISA的应用范围还将不断扩大,为生命科学和医学研究提供更多可能性。