Войти
| Иммуноанализ | |
|---|---|
 Иллюстрация основных компонентов иммуноанализа, который включает аналит (зеленый), антитело (черный) и определяемую метку (желтый). | |
| MeSH | D007118 |
| [редактировать в Викиданных ] | |
иммуноанализ - биохимический тест, который измеряет присутствие или концентрацию макромолекулы или небольшой молекулы в растворе с использованием антитела (обычно) или антиген (иногда). Молекула, обнаруженная с помощью иммуноанализа, часто упоминается как «аналит » и во многих случаях является белком, хотя это могут быть молекулы других типов, разных размеров и типов, до тех пор, пока не будут разработаны подходящие антитела, обладающие соответствующими свойствами для анализа. Аналиты в биологических жидкостях, таких как сыворотка или моча, часто измеряются с помощью иммуноанализов для медицинских и исследовательских целей.
Иммуноанализы бывают разных форматов и вариаций. Иммуноанализы можно проводить в несколько этапов, при этом реагенты добавляются и смываются или разделяются в разных точках анализа. Многоступенчатые анализы часто называют иммуноанализами с разделением или гетерогенными иммуноанализами. Некоторые иммуноанализы можно проводить просто путем смешивания реагентов и образца и проведения физических измерений. Такие анализы называются гомогенными иммуноанализами или, реже, иммуноанализами без разделения.
Калибратор часто используется в иммуноанализах. Калибраторы - это растворы, о которых известно, что они содержат рассматриваемый аналит, и концентрация этого аналита обычно известна. Сравнение реакции анализа с реальным образцом с реакцией анализа, произведенной калибраторами, позволяет интерпретировать силу сигнала с точки зрения присутствия или концентрации аналита в образце.
Иммуноанализы основываются на способности антитела распознавать и связывать конкретную макромолекулу, которая может быть сложной смесью макромолекул. В иммунологии конкретная макромолекула, связанная с антителом, называется антигеном, а область на антигене, с которой связывается антитело, называется эпитопом.
. В некоторых случаях в иммуноанализе может использоваться антиген для обнаружения в растворе антител, распознающих этот антиген. Другими словами, в некоторых иммуноанализах аналитом может быть антитело, а не антиген.
Помимо связывания антитела с его антигеном, другой ключевой особенностью всех иммуноанализов является способ получения измеримого сигнала в ответ на связывание. Большинство, хотя и не все, иммуноанализы включают химическое связывание антител или антигенов с какой-либо детектируемой меткой. В современных иммуноанализах существует большое количество меток, которые позволяют обнаруживать их различными способами. Многие метки поддаются обнаружению, потому что они либо излучают излучение, либо вызывают изменение цвета раствора, флуоресцируют на свету, либо могут излучать свет.
Розалин Сассман Ялоу и Соломон Берсон приписывают разработку первых иммуноанализов в 1950-х годах. Ялоу получила Нобелевскую премию за свою работу в области иммуноанализа в 1977 году, став второй американской женщиной, получившей эту награду.
Иммуноанализы стали значительно проще в выполнении и стали более популярными, когда методы химически связанных ферменты к антителам были продемонстрированы в конце 1960-х.
В 1983 году профессор Кардиффского университета заменил радиоактивный йод, используемый в иммуноанализе, на препарат, который сам светится: хемилюминесценция. Этот тип иммуноанализа в настоящее время используется в примерно 100 миллионах клинических тестов ежегодно во всем мире, что позволяет клиницистам измерять широкий спектр белков, патогенов и других молекул в образцах крови.
К 2012 году индустрия коммерческого иммуноанализа заработала US $ 17000000000, и считалось, что у него есть перспективы медленного ежегодного роста в диапазоне от 2 до 3 процентов.
В иммуноанализах используются различные метки для обнаружения антител и антигенов. Метки обычно химически связаны или конъюгированы с желаемым антителом или антигеном.
Сэндвич-ELISA запускается на микротитровальном планшете. Возможно, одна из самых популярных меток для использования в иммуноанализах - это ферменты. Иммуноанализы, в которых используются ферменты, называются иммуноферментными анализами (EIA), из которых наиболее распространенными типами являются твердофазные иммуноферментные анализы (ELISA) и метод иммуноферментного анализа (EMIT).
Ферменты, используемые в ELISA, включают пероксидазу хрена (HRP), щелочную фосфатазу (AP) или глюкозооксидазу. Эти ферменты часто позволяют обнаруживать, поскольку они вызывают заметное изменение цвета в присутствии определенных реагентов. В некоторых случаях эти ферменты подвергаются воздействию реагентов, которые вызывают свет или хемилюминесценцию.
Радиоактивные изотопы могут быть включены в реагенты иммуноанализа для получения Радиоиммуноанализ (РИА). Радиоактивность, излучаемую связанными комплексами антитело-антиген, можно легко обнаружить с помощью обычных методов.
РИА были одними из первых разработанных иммуноанализов, но потеряли популярность в основном из-за сложности и потенциальных опасностей, связанных с работой с радиоактивностью.
A новый подход к иммуноанализу включает комбинирование (RT qPCR) и традиционных методов иммуноанализа. Метка, используемая в этих анализах, называемая иммуно-количественной ПЦР в реальном времени (iqPCR), представляет собой зонд ДНК.
Флуорогенные репортеры, такие как фикоэритрин используются в ряде современных иммуноанализов. Белковые микрочипы представляют собой тип иммуноанализа, в котором часто используются флуорогенные репортеры.
Некоторые метки работают с помощью электрохемилюминесценции, в котором метка излучает определяемый свет в ответ на электрический ток.
Хотя в иммуноанализах обычно используются какие-то метки, существуют определенные виды тестов которые не полагаются на метки, а вместо этого используют методы обнаружения, которые не требуют модификации или маркировки компонентов анализа. Поверхностный плазмонный резонанс представляет собой пример метода, который может обнаруживать связывание между немеченым антителом и антигенами. Другой продемонстрированный иммуноферментный анализ без метки включает измерение изменения сопротивления на электроде, когда с ним связываются антигены.
В конкурентном гомогенном иммуноанализе немеченый аналит замещает связанный меченый аналит, который затем обнаруживается или измеряется. Иммуноанализ можно проводить в различных форматах. Как правило, иммуноанализ подпадает под одну из нескольких категорий в зависимости от того, как он проводится.
В конкурентном, гомогенном иммуноанализе немеченый аналит в пробе конкурирует с меченым аналитом связать антитело. Затем измеряется количество меченого несвязанного аналита. Теоретически, чем больше аналита в пробе, тем больше меченого аналита вытесняется и затем измеряется; следовательно, количество меченого несвязанного аналита пропорционально количеству аналита в образце.
Двухцентровые неконкурентные иммуноанализы обычно состоят из аналита, «зажатого» между двумя антителами. ИФА часто проводят в этом формате Как и в конкурентном гомогенном иммуноанализе, немеченый аналит в образце конкурирует с меченым аналитом за связывание антитела. В гетерогенных анализах меченый несвязанный аналит отделяется или смывается, а оставшийся меченый связанный аналит измеряется.
Неизвестный аналит в образце связывается с мечеными антителами. Несвязанные меченые антитела вымываются, а связанные меченые антитела измеряются. Интенсивность сигнала прямо пропорциональна количеству неизвестного аналита.
Аналит в неизвестном образце связывается с участком антитела, затем меченое антитело связывается с аналитом. Затем измеряется количество меченого антитела на участке. Он будет прямо пропорционален концентрации аналита, потому что меченое антитело не будет связываться, если аналит не присутствует в неизвестном образце. Этот тип иммуноанализа также известен как сэндвич-анализ, поскольку анализируемое вещество «зажато» между двумя антителами.
Широкий спектр медицинских тестов представляет собой иммуноанализ, называемый в данном контексте иммунодиагностикой. Многие домашние тесты на беременность представляют собой иммуноанализы, которые определяют маркер беременности хорионический гонадотропин человека. Другие клинические иммуноанализы включают тесты, измеряющие уровни CK-MB для оценки сердечных заболеваний, инсулина для оценки гипогликемии, простатоспецифического антигена для обнаружения рака простаты, а некоторые из них также используются для обнаружения и / или количественного измерения некоторых фармацевтических соединений (подробнее см. Метод иммуноферментного анализа ).
Иммуноанализы используются в спортивных антидопинговых лабораториях для тестирования образцов крови спортсменов на запрещенный рекомбинантный гормон роста человека (rhGH, rGH, hGH, GH).
Фотоакустический иммуноанализ измеряет низкочастотные акустические сигналы, генерируемые метками металлических наночастиц. Освещенные модулированным светом на длине волны плазмонного резонанса, наночастицы генерируют сильный акустический сигнал, который можно измерить с помощью микрофона. Фотоакустический иммуноанализ может быть применен к тестам на боковой поток, в которых используются коллоидные наночастицы.
«Иммуноанализ Справочник », 3-е издание, Дэвид Уайлд, ред., Elsevier, 2008
