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免疫组织化学技术. 何谓免疫组化. 免疫组织化学是将免疫学基本原理与细胞、组织化学技术结合所建立起来的技术。应用抗原抗体可发生特异性结合的免疫学基本原理,采用带显色剂的特异性抗体(抗原)在组织或细胞原位显示相应的抗原(抗体),确定某些抗原(抗体)是否存在于细胞、组织内并检测其分布情况,由此对某些抗原(抗体)进行定性、定位及半定量检测的一项技术. 发展历史 这项技术本质上是一种染色及原位示踪技术,它是在酶组织化学基础上发展起来的,始于 20 世纪中期.
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何谓免疫组化 免疫组织化学是将免疫学基本原理与细胞、组织化学技术结合所建立起来的技术。应用抗原抗体可发生特异性结合的免疫学基本原理,采用带显色剂的特异性抗体(抗原)在组织或细胞原位显示相应的抗原(抗体),确定某些抗原(抗体)是否存在于细胞、组织内并检测其分布情况,由此对某些抗原(抗体)进行定性、定位及半定量检测的一项技术
发展历史 这项技术本质上是一种染色及原位示踪技术,它是在酶组织化学基础上发展起来的,始于20世纪中期
先后经历了,免疫荧光标记抗体技术(Coons 1940年)----免疫酶标抗体技术(Nakane 1963)----不标记酶抗体(酶抗酶复合物)技术(Sternberger 1970)----胶体金免疫标记技术和亲和标记技术(Hsu 1985)----原位分子杂交技术(Couwenhoren 1988)等阶段
免疫试剂,自1975年Kohler和Milstein发明了单克隆抗体制备的杂交瘤技术后,已从采用多克隆抗体转入了广泛应用单克隆抗体时代。目前商品供应的特异性第一抗体和交联第二抗体,绝大多数都为单克隆抗体免疫试剂,自1975年Kohler和Milstein发明了单克隆抗体制备的杂交瘤技术后,已从采用多克隆抗体转入了广泛应用单克隆抗体时代。目前商品供应的特异性第一抗体和交联第二抗体,绝大多数都为单克隆抗体
技术特点(优点) 1.特异性强 专一 2.敏感性高 检测阈值达ng或pg水平 3.定位准确 即可定性、定位, 又可定量 4.三位一体 形态、功能和代谢三结合 缺点:干扰多,易出现假阳性
免疫组织化学染色操作步骤 (一)组织处理与切片选择 (二)免疫染色的前处理 试剂准备(示踪,放大,标记);消化;阻断; (三)免疫组化染色 (四)免疫染色的后处理( 增强、衬染、封固)
免疫组化的全过程 免疫动物或细胞融合,制备特异性抗体及纯化 标记物与抗体集合形成标记抗体 抗原的提取与纯化 抗原抗体反应和呈色反应 显微镜下观察结果 标本的处理
组织抗原 抗体 标记物 标记抗体 1 荧光 2 酶 3 亲和技术 4 金标
免疫组织化学反应原理: 组织抗原 + 标记的抗原抗体复合物 标记抗体
两种免疫细胞化学反应方法 间接法 直接法
标本的处理 组织材料处理是获得良好免疫细胞组织化学分析的保障,必须保证要检测的细胞或组织取材新鲜、固定即使及时、形态保存良好、抗原物质的抗原性不被破坏。 • 标本的主要来源:活体组织、各种体液、穿刺液、培养细胞 • 标本的固定与保存 • 酶消化处理
标本的固定与保存 固定的目的:是细胞内蛋白质凝固,终止胞内酶活化反应,防止细胞自溶,保持细胞固有形态与结构,防止细胞脱落,去除干扰抗原抗体反应的类脂,最主要的是保存组织细胞的抗原性,在染色和反复清洗的过程中使抗原不致释放。 理想的固定剂: (1)能快速固定抗原 (2)防止抗原物质扩散 (3)固定后的抗原能被抗体识别,不影响抗原抗体反应
标本的固定与保存 各种抗原的固定
标本的固定与保存 冰冻切片和石蜡切片时免疫组化中最常用的制片方法。 冰冻切片制片方法简单,可避免石蜡切片因固定、脱水、浸蜡等步骤造成的抗原损失。迅速冷冻可防止冰晶的形成,避免组织细胞结构的破坏。 石蜡切片是观察组织细胞结构的理想方法,可用于陈旧石蜡包埋材料的回顾性免疫组化研究,切片薄,有连续性,蜡块可长期保存,但是抗原的保存量不如冰冻切片。
抗原处理(酶消化/热修复处理) 石蜡包埋材料大都用甲醛固定保存,固定过程中由于醛键形成致使某些抗原决定簇被封闭,染色不理想,甚至出现假阴性,因而在进行免疫组化反应之前,需要酶消化或热修复处理切片,可使抗原决定簇重新裸露。 常用的消化酶有胰蛋白酶、胃蛋白酶、蛋白酶K等。
抗体处理与保存 抗体是免疫组化技术的首要试剂,通常选用的高特异性、高效价的第一抗体为多克隆抗体。 抗体稀释的原则是阳性(抗原)物质着色应鲜明,背景应钱或不着色。 抗体效价越高,孵育时间越长,方法越敏感抗体稀释度应越高。
免疫染色 • 标记抗体与标本中抗原反应并形成抗原抗体复合物; • 用缓冲液冲洗去未结合的成分; • 直接在显微镜下观察结果(免疫荧光直接法),或待标本显色后再用显微镜观察结果(免疫酶直接法) 免疫染色是免疫组化技术的关键步骤
常用显色系统: 辣根过氧化物酶(HRP) 硷性磷酸酶(AP) 葡萄糖氧化酶(GOD)
(一)辣根过氧化物酶(HRP) ★ 分子量(40000),不会遮盖抗 原的结合部位 ★ 稳定,易获得较高纯度酶 ★ 具有较高活性及特异性
★ 可溶性佳,生成的产物不扩散 ★ 组织中内源性酶较少 ★ 可作用于多种底物,产生不同 颜色 ★ HRP穿透力强,易进入细胞内
(二)硷性磷酸酶(AP) 从小牛肠粘膜或大肠杆菌中提取 ● 组织穿透能力较弱 ● 内源性AP较高 ● 左旋咪唑具有抑制作用
(三)葡萄糖氧化酶(GOD) 底物为葡萄糖,终产物稳定 ● 体内无内源性GOD ● 分子量大,穿透力较弱
设立对照实验 为确定结果的可靠性,在实验中必须设置对照。通常是针对第一抗体设立对照,包括阳性对照、阴性对照、替代对照、空白对照、自身对照和吸收试验等。 (1)阳性对照 用一直抗原阳性的切片与待测标本同时进行免疫细胞化学染色,阳性对照应呈阳性结果,即为阳性对照。 (2)阴性对照 用不含一直抗原的标本作对照,实验结果为阴性,即为阴性对照。阴性对照中还包括空白对照、替代对照、吸收和抑制对照等,用以排除假阳性结果。
免疫组化的结果判断 免疫组织化学的结果判断应非常严谨,阳性细胞的染色分布有三种类型:胞浆型、细胞核型和细胞膜表面型。阳性细胞显色深浅可反映出抗原的浓度,并以此作为定性、定量和定位的依据。 阳性细胞的染色常定位于细胞,并于阴性细胞间有明显间隔,而非特异性染色常不限于单个细胞,而是累及一片细胞,两者可由显著区别。
几种常用的免疫组化检测技术 • 荧光免疫组织化学技术 • 酶免疫组织化学技术 • 免疫金(银)组织化学技术 • 免疫标记电镜技术 • ……
免疫组化在临床病理诊断中的应用 • 标记淋巴造血组织及其肿瘤的细胞来源和细胞分化程度; • 协助肿瘤良恶性的诊断; • 鉴别低分化癌和肉瘤; • 鉴别转移癌的性质; • 协助发现骨髓、淋巴结微小转移癌灶; • 鉴别小细胞恶性肿瘤; • 癌组织耐药基因的检测; • 为癌症患者治疗方案的拟定提供依据; • 确定肿瘤组织的增殖活性; • 评估癌症患者的预后; • 检测病原体。
免疫电镜技术 免疫电镜技术又称电子显微镜免疫细胞化学技术。是免疫细胞化学与电镜技术相结合的产物,即在电镜下对细胞内抗原做定性或定量的研究。其中免疫铁蛋白技术,免疫胶体金技术,免疫酶细胞化学技术等,皆为常用技术
免疫细胞化学技术——细胞水平(光镜分辨率)免疫细胞化学技术——细胞水平(光镜分辨率) 电镜免疫细胞化学技术——超微结构水平 (电镜分辨率)
(一)组织固定与取材 要求:即要求保持良好的超微结构 ,又要求保持组织的Ag性,固定的选择不宜过强。 常用:1. 4%多聚甲醛 +1%戊二醛 2.过碘酸—赖氨酸—多聚甲醛液(PLP)
缺点:经过一系列染色步骤,易损伤结构。 应用:特别适用于含抗原量较少的组织。 (二)免疫染色 1. 包埋前染色:即先行免疫染色,在解剖显微镜下将免疫反应阳性部位取出,修整成小块,按常规电镜方法处理,经锇酸固定、脱水、包埋。 优点: ① 抗原不易被破坏,易于获得良好的免疫反应。 ② 可在免疫反应阳性部位定位做超薄切片,检出率↑。
2.包埋后染色: 组织标本经过固定脱水及树脂包埋、制成超薄切片后,再进行免疫组化染 色。由于是以贴在网上的超薄切片进行免疫染色,故又称载网染色(on grid staining )。
优点: ① Ultrastructure 保存良好。 ② 超薄切片易穿透,可标记细胞任何部位。 ③ 方法简便,(+)结果高度可重复性。 ④ 同一张切片上可进行多重免疫染色。 缺点: ① 抗原活性可能减弱或消失。 ② 树脂中的组织不易进行免疫反应。
3.超薄冰冻切片:T→2.3mol/L(蔗糖)→液氮速冻→冰冻超薄切片上切片(厚于光镜片)3.超薄冰冻切片:T→2.3mol/L(蔗糖)→液氮速冻→冰冻超薄切片上切片(厚于光镜片)
(三)包埋 1.树脂包埋 2.低温包埋 K4 M : 单体 , 17.3%; 支联体 , 2.70g; 引发剂, 0.10g。
(四)免疫电镜包埋前染色——前法 ① 4%多聚甲醛(0.05MPBS,PH7.2)原位固定,4℃,1h 0.05M PBS 充分洗—前 处理 ② 0.05M PBS 充分洗—前处理。 ③ PAP或ABC染色系列过程呈色。 ④ PBS洗5′×3次。 ⑤ 1%戊二醛固定30′~1h , PBS洗。
⑥ 1%锇酸固定30′~1h 。 ⑦ 常规脱水,树脂包埋。 ⑧ 半薄切片定位,超薄切片。 ⑨ 切片复染。 ⑩ 电镜观察。