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20：免疫反应的实验室分析

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    200255

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    许多实验室测试旨在通过检测疑似病原体的特异性抗体来确认推定诊断。 不幸的是，许多这样的测试既费时又昂贵。 但是，随着快速而廉价的新型微型化技术的发展，这种情况正在改变。 例如，哥伦比亚大学的研究人员正在开发一种 “芯片实验室” 技术，该技术将在几分钟内检测一滴血中是否有15种不同的传染病，包括艾滋病毒和梅毒。 1 血液通过微小的毛细血管进入反应室，在反应室中，患者的抗体与试剂混合。 连接到手机的芯片读取器会分析结果并将其发送给患者的医疗保健提供者。 目前，该设备正在卢旺达进行现场测试，以检查孕妇是否患有慢性病。 研究人员估计，芯片阅读器的售价约为100美元，单个芯片的售价为1美元。 2

    计算机芯片的图片。
    图\(\PageIndex{1}\)：Lab-on-a-Chip 技术允许免疫学测定微型化，因此可以用最少量的昂贵试剂快速完成测试。 这些芯片包含微小的流管，允许流体通过毛细管作用移动，含有嵌入式试剂的反应位点以及通过电子传感器输出数据。 （来源：NHGRI 玛姬·巴特利特对作品的修改）

    • 20.1：单克隆和多克隆抗体的实际应用
      除了对我们的正常免疫反应至关重要外，抗体还为研究和诊断目的提供了强大的工具。 抗体的高特异性使其成为检测和定量从药物到血清蛋白再到微生物等各种靶点的绝佳工具。 通过体外测定，抗体可用于沉淀可溶性抗原、凝集细胞以及中和药物、毒素和病毒。
    • 20.2: 体外检测抗原抗体复合物
      用于检测体外（例如在试管中）的抗体和抗原的实验室测试称为体外测定。 当溶液中同时存在抗体及其相应的抗原时，我们通常可以观察到沉淀反应，在这种反应中，大型复合物（晶格）形成并沉淀在溶液中。 在接下来的几个章节中，我们将讨论几种常见的体外测定。
    • 20.3: 凝集测定
      除了导致可溶性分子沉淀和悬浮分子絮凝外，抗体还可以在称为凝集的过程中将细胞或颗粒（例如抗原包衣的乳胶珠）聚集在一起。 凝集可用作是否存在针对细菌或红细胞的抗体的指标。 凝集测定通常在玻璃载玻片或微量滴定板上快速简便地进行。
    • 20.4：酶免疫测定（EIA）和酶联免疫吸附试验（ELISA）
      酶免疫测定 (EIA) 用于可视化和量化抗原。 他们使用与酶偶联的抗体来结合抗原，然后该酶将底物转化为可观察的最终产物。 底物可以是染色原或氟原。 免疫染色是一种 EIA 技术，用于可视化组织中的细胞（免疫组织化学）或检查细胞内结构（免疫细胞化学）。 直接ELISA用于量化溶液中的抗原。
    • 20.5：荧光自身抗体技术
      通过将荧光标记物（氟原）附着在抗体的恒定区域上的荧光抗体（FA）技术，可以快速观察临床样本（如咽拭子或痰液）中的细菌，从而产生可快速使用、易于查看或测量的报告分子能够以高特异性与靶标标记物结合。 我们还可以标记细胞，使我们能够精确地量化细胞的特定亚群，甚至对其进行纯化以供进一步研究。
    • 20.E：免疫反应的实验室分析（练习）

    脚注

    1. 1 Chin，Curtis D. 等人，“在资源有限的环境中用于疾病诊断和数据跟踪的移动设备”，《临床化学》59，第 4 期（2013）：629-40。
    2. 2 Evarts，H.，“快速、低成本的设备使用云端加快艾滋病毒检测及更多”，2013年1月24日。 已于 2016 年 7 月 14 日访问。 http://engineering.columbia.edu/fast...g-hiv-and-more。

    缩略图：在使用染色原制备骨髓时，使用了针对 CD8 的酶联抗体来染色 CD8 细胞。 （来源：修改了 Yamashita M、Fujii Y、Ozaki K、Urano Y、Iwasa M、Nakamura S、Fujii S、Abe M、Sato Y、Yoshino T 的作品）。