一、本科標(biāo)抗體法
酶標(biāo)抗體技術(shù)是通過(guò)共價(jià)鍵將酶連結(jié)在抗體上,制成酶標(biāo)抗體,再借酶對(duì)底物的特異催化作用,生成有色的不溶性產(chǎn)物或具有一定電子密度的顆粒,于光鏡或電鏡下進(jìn)行細(xì)胞表面及細(xì)胞內(nèi)各種抗原成分的定位。
。ㄒ)酶的種類及特點(diǎn)
從理論上講,用細(xì)胞化學(xué)方法能顯示的酶,均可用于標(biāo)記抗體,進(jìn)行ICC染色,但實(shí)際上在ICC中所能用的酶并不多,F(xiàn)將常用的幾種酶列于表4-1,供選用時(shí)參考。
表4-1 免疫細(xì)胞化學(xué)常用的酶
名稱 | 分子量 | 內(nèi)源性 | 商品 |
Horseeradish peroxidase(E.C.1,11,1,7) | 40~45KD | + | 有 |
Alkaline phosphatase (E.C.3,1,3,1) | 80~120Kd | ++ | 有 |
Acid phosphatase (E.C.3,1,3,2) | 100Kd | +++ | 有 |
Glucose oxidase | 160~190kD | - | 有 |
Sternberger(1986)指出,用于標(biāo)記的酶應(yīng)具備以下幾點(diǎn)①酶催化的底物必須是特異的,且容易被顯示,所形成的產(chǎn)物易于光鏡或電鏡下觀察;②所形成的終產(chǎn)物沉淀必須穩(wěn)定,即終產(chǎn)物不能從酶活性部位向周圍組織彌散,影響組織學(xué)定位;③較易獲得的酶分子,最好有商品出售;④中性pH時(shí),酶應(yīng)穩(wěn)定,酶標(biāo)記抗體后,保存1~2年活性不應(yīng)改變,且酶的催化活性(Turnover)越高越好;⑤酶標(biāo)過(guò)程中,酶與抗體連結(jié),不能影響二者的活性;⑥被檢測(cè)組織中,不應(yīng)存在與標(biāo)記酶相同的內(nèi)源性酶或類似物質(zhì)。
其中,①②兩點(diǎn)甚為重要,因?yàn)椴⒎侨菀罪@示的酶均能形成不可溶性的復(fù)合物。一般認(rèn)為,辣根過(guò)氧化物酶(Horseradish peroxidase , HRP)較佳,是最常用的一種酶。HRP廣泛分布于植物界,以植物辣根(西洋山崳菜)的葉內(nèi)含量最豐富而得名。它是由無(wú)色的酶蛋白和深棕色的鐵卟啉結(jié)合組成的一種糖蛋白,糖占16%~18(8條糖鏈分布在HRP分子表面),分子量40kD,最適pH5~5.5,最適溫度40~45℃; pH4~11,50℃以下均較穩(wěn)定,易溶于水和58%以下的飽和硫酸銨溶液。酶的活性中心含鐵卟啉,稱輔基,最大吸收光譜為403nm,而其余非活性的酶蛋白部分吸收光譜為275nm,HRP的純度是用二者的光密度比值(Od 403/275)衡量,Reinheit Zahl (RZ)表示。一般認(rèn)為,標(biāo)記酶的RZ值為3.0左右,不應(yīng)小于2.8,RZ值越小,酶的純度越差,例如RZ值為0.6的酶,含非活性的酶蛋白量高達(dá)75%。對(duì)于純度低、質(zhì)量差的酶,需純化后使用。
除HRP外,堿性磷酸酶(Alkaline phasphotase, ALP)和葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase, GOD)也較常用。ALP分子量約為HRP的2~3倍,最適pH9.0~9.5左右,比較穩(wěn)定,內(nèi)源性ALP也較易消除,大部分均可被左旋咪唑(Levamisole,分子量240.8kD)抑制,但腸粘膜表面的內(nèi)源性ALP活性不受影響。目前所用的ALP大多系由牛的腸粘膜提取制得,所以腸粘膜等呈強(qiáng)陽(yáng)性反應(yīng)。
ALP最初是由Bulman等用于標(biāo)記抗體的。選用不同的底物,可形成不同顏色的終產(chǎn)物,例如以萘酚(As-Mx)和快藍(lán)(Fast Blue, FB)為底物,生成藍(lán)色沉淀。用快紅(Fast Red, FR)代替FB,形成紅色不溶沉淀。與HRP/4-氯-1-萘酚(CN)或DAB形成的沉淀形成鮮明對(duì)比,但FB、FR等沉淀物溶于有機(jī)溶劑,不能進(jìn)行脫水、透明等處理。據(jù)報(bào)告,利用新品紅(New fuch-sine )顯色,形成的紅色沉淀產(chǎn)物不溶于有機(jī)溶劑,不褪色,輕度核復(fù)染后,可制成半永久性保存標(biāo)本。
GOD所催化的底物為葡萄糖,電子供體為對(duì)硝基四唑藍(lán)(P-Nitroblue Tetrazolium),終產(chǎn)物為不溶性的藍(lán)色沉淀,比較穩(wěn)定。從理論上講GOD較ALP、HRP為佳,因?yàn)椴溉閯?dòng)物組織內(nèi)不存在內(nèi)源性GOD,但其分子量較大,具有較多的氨基,在標(biāo)記時(shí)易形成廣泛的聚合,影響酶的活性,故GOD主要用于ICC雙重染色和兩種酶的放大技術(shù)。
。ǘ)本科標(biāo)抗體的制備(Boosma,DM, 1983)
酶標(biāo)抗體與熒光色素標(biāo)記抗體不同,它需借助橋-偶聯(lián)劑的作用,將酶連結(jié)在抗體分子上。偶聯(lián)劑是一種雙功能試劑,具備3個(gè)基本特征:①偶聯(lián)劑與抗體和酶之間的連結(jié),必須是不可逆的,即借共價(jià)鍵連結(jié);②偶聯(lián)劑不應(yīng)影響酶和抗體的活性;③不能因偶聯(lián)劑的加入,使酶與組織成分了生非特異結(jié)合。
在HRP標(biāo)記抗體中,常用的偶聯(lián)劑有戊二醛、過(guò)碘酸鈉及Maleimide等,現(xiàn)簡(jiǎn)介如下。
1.戊二 醛標(biāo)記法 戊二醛為制備各種酶標(biāo)抗體最常用的偶聯(lián)劑。市售戊二醛往往含有戊二酸、丙烯釋及戊二醛自身聚合本等雜質(zhì),故需純化后使用。戊二醛的純度用含雜質(zhì)的二醛的單體戊二醛的OD比值表示,它們的最大吸收光波長(zhǎng)分別為235nm 和280nm,二者的OD比值(235/280)小于3時(shí),制備酶標(biāo)抗體的效果較好,大于3時(shí),需經(jīng)蒸餾或Sephadex G-10柱層析或活性碳吸附等處理,除去雜質(zhì)后應(yīng)用。其制備方法分一步法和兩步法;基本原理相同,是使戊二醛的兩個(gè)醛基之一與酶蛋白的賴氨酸結(jié)合,另一醛基與免疫球蛋白上的氨基結(jié)合,將酶連結(jié)于抗體上。
。1)一步法:將酶、抗體、戊二醛按一定比例混合,經(jīng)透析除去標(biāo)記物中剩余的戊二醛,制得酶標(biāo)抗體。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單省時(shí),缺點(diǎn)是反應(yīng)程度不易被控制,因?yàn)槊傅鞍追肿雍涂贵w蛋白分子同戊二醛間的反應(yīng)速率不同,抗體蛋白的氨基數(shù)遠(yuǎn)較HRP為多,與戊二醛反應(yīng)快,因此在戊二醛的作用下,抗體蛋白易通過(guò)分子內(nèi)和分子間的彼此交聯(lián),形成較大的聚合體,而與酶蛋白分子間的交聯(lián)相應(yīng)減少,影響酶的標(biāo)記。據(jù)Nakane等推算,加入的HRP僅20%與抗體連結(jié),標(biāo)記率較低(約1%~5%)很難獲得理想的酶標(biāo)抗體。