20.4: Enzyme Immunoassays (EIA) na Enzyme-Linked Immunosorbent majaribio (ELISA)
- Page ID
- 174896
Malengo ya kujifunza
- Eleza tofauti na kufanana kati ya EIA, FEIA, na ELISA
- Eleza tofauti na kufanana kati ya immunohistochemistry na immunocytochemistry
- Eleza madhumuni tofauti ya ELISA ya moja kwa moja na ya moja kwa moja
Sawa na blot ya magharibi, immunoassays ya enzyme (EIAs) hutumia antibodies kuchunguza kuwepo kwa antigens. Hata hivyo, EIAs hutofautiana na vitalu vya magharibi kwa kuwa majaribio yanafanywa katika sahani za microtiter au katika vivo badala ya utando wa kunyonya. Kuna aina nyingi za EIAs, lakini zote zinahusisha molekuli ya antibody ambayo kanda yake ya mara kwa mara hufunga enzyme, na kuacha eneo la kutofautiana huru kumfunga antigen yake maalum. Kuongezea kwa substrate kwa enzyme inaruhusu antigen kuwa visualized au kupimwa (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)).
Katika EIAs, substrate ya enzyme mara nyingi ni chromogen, molekuli isiyo rangi ambayo inabadilishwa kuwa bidhaa ya mwisho ya rangi. Enzymes zilizotumiwa sana ni phosphatase ya alkali na peroxidase ya horseradish ambayo substrates zinazofaa zinapatikana kwa urahisi. Katika baadhi ya EIAs, substrate ni fluorogen, molekuli isiyo ya fluorescent ambayo enzyme inabadilisha kuwa fomu ya fluores EIAs zinazotumia fluorogen huitwa immunoassays ya enzyme ya fluororescent ( Fluorescence inaweza kuonekana kwa microscope ya fluorescence au spectrophotometer.
Jina la MMR
Chanjo ya MMR ni chanjo ya mchanganyiko ambayo hutoa ulinzi dhidi ya surua, matumbwitumbwi, na rubella (surua ya Kijerumani). Watu wengi hupokea chanjo ya MMR kama watoto na hivyo wana kingamwili dhidi ya magonjwa haya. Hata hivyo, kwa sababu mbalimbali, hata watu wenye chanjo wanaweza kuambukizwa na magonjwa haya tena baadaye katika maisha. Kwa mfano, baadhi ya watoto wanaweza kupokea duru moja tu ya chanjo ya MMR badala ya mbili zilizopendekezwa. Aidha, titer ya antibodies ya kinga katika mwili wa mtu binafsi inaweza kuanza kupungua kwa umri au kutokana na hali fulani za matibabu.
Kuamua kama titer ya antibody katika damu ya mtu binafsi inatosha kutoa ulinzi, mtihani wa titer MMR unaweza kufanywa. Mtihani ni immunoassay rahisi ambayo inaweza kufanyika haraka na sampuli ya damu. Matokeo ya mtihani yataonyesha kama mtu bado ana kinga au anahitaji kipimo kingine cha chanjo ya MMR.
Kuwasilisha kwa titer MMR mara nyingi ni mahitaji kabla ya ajira kwa wafanyakazi wa afya, hasa wale ambao mara nyingi kuwa katika kuwasiliana na watoto wadogo au wagonjwa immunocomprided. Alikuwa mfanyakazi wa afya ataambukizwa na surua, matumbwitumbwi, au rubella, mtu huyo angeweza kupitisha magonjwa haya kwa urahisi kwa wagonjwa wanaohusika, na kusababisha kuzuka. Kulingana na matokeo ya titer MMR, wafanyakazi wa afya wanaweza kuhitaji revaccinated kabla ya kuanza kazi.
Immunostaining
Matumizi moja ya nguvu ya EIA ni immunostaining, ambayo antibody-enzyme conjugates kuongeza hadubini. Immunohistochemistry (IHC) hutumiwa kwa kuchunguza tishu nzima. Kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{2}\), sehemu ya tishu inaweza kubadilika taswira aina mbalimbali za seli. Katika mfano huu, mAb dhidi ya CD8 ilitumiwa kuharibu seli za CD8 katika sehemu ya tishu za tonsil. Sasa inawezekana kuhesabu idadi ya seli za CD8, kuamua namba zao za jamaa dhidi ya aina nyingine za seli zilizopo, na kuamua eneo la seli hizi ndani ya tishu hii. Takwimu hizo zingekuwa muhimu kwa kusoma magonjwa kama vile UKIMWI, ambapo kazi ya kawaida ya seli za CD8 ni muhimu kwa kupunguza kasi ya maendeleo ya ugonjwa.
Immunocytochemistry (ICC) ni aina nyingine muhimu ya immunostaining. Ingawa ni sawa na IHC, katika ICC, nyenzo za matrix za ziada zinaondolewa mbali, na utando wa seli hupigwa na pombe ili kuifanya iwezekanavyo kwa kingamwili. Hii inaruhusu kingamwili kupita katika utando wa seli na kumfunga kwa malengo maalum ndani ya seli. Organelles, vipengele vya cytoskeletal, na miundo mingine ya intracellular inaweza kuonekana kwa njia hii. Wakati baadhi ya mbinu za ICC hutumia EIA, enzyme inaweza kubadilishwa na molekuli ya fluorescent, na kuifanya immunoassay ya umeme.
Zoezi\(\PageIndex{1}\)
- Ni tofauti gani kati ya immunohistochemistry na immunocytochemistry?
- Ni lazima iwe kweli kwa bidhaa ya mmenyuko wa enzymatic kutumika katika immunohistochemistry?
Uchunguzi wa Immunosorbent unaohusishwa na enzyme (ELISAs)
Vipimo vya immunosorbent vinavyounganishwa na enzyme (ELISAs) hutumiwa sana EIAs. Katika ELISA moja kwa moja, antigens ni immobilized katika kisima cha sahani microtiter. Antibody ambayo ni maalum kwa antigen fulani na imeunganishwa kwa enzyme huongezwa kwa kila kisima. Ikiwa antigen iko, basi antibody itafunga. Baada ya kuosha ili kuondoa antibodies yoyote isiyofunguliwa, substrate isiyo na rangi (chromogen) imeongezwa. Uwepo wa enzyme hubadilisha substrate kwenye bidhaa ya mwisho ya rangi (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Wakati mbinu hii ni kasi kwa sababu inahitaji tu matumizi ya antibody moja, ina hasara kwamba ishara kutoka ELISA moja kwa moja ni ya chini (chini unyeti).
Katika sandwich ELISA, lengo ni kutumia kingamwili kwa usahihi kupima antijeni maalum sasa katika suluhisho, kama vile antijeni kutoka pathojeni, protini serum, au homoni kutoka damu au mkojo kuorodhesha mifano michache tu. Hatua ya kwanza ya sandwich ELISA ni kuongeza antibody ya msingi kwenye visima vyote vya sahani ya microtiter (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Antibody inaunganisha plastiki na mwingiliano wa hydrophobic. Baada ya muda unaofaa wa kuchanganya, antibody yoyote isiyofunguliwa huwashwa. Kuosha kulinganishwa hutumiwa kati ya kila hatua inayofuata ili kuhakikisha kuwa molekuli pekee zilizofungwa zinabaki zimeunganishwa na sahani. Protini ya kuzuia ni kisha aliongeza (kwa mfano, albumin au maziwa protini casein) kumfunga iliyobaki nonspecific protini-kisheria maeneo katika kisima. Baadhi ya visima watapata kiasi kinachojulikana cha antigen ili kuruhusu ujenzi wa pembe ya kawaida, na ufumbuzi usiojulikana wa antigen huongezwa kwenye visima vingine. Antibody ya msingi inakamata antigen na, kufuatia safisha, antibody ya sekondari imeongezwa, ambayo ni antibody ya polyclonal inayounganishwa na enzyme. Baada ya safisha ya mwisho, substrate isiyo na rangi (chromogen) imeongezwa, na enzyme inabadilisha kuwa bidhaa ya mwisho ya rangi. Upeo wa rangi ya sampuli unaosababishwa na bidhaa ya mwisho hupimwa na spectrophotometer. Kiasi cha rangi zinazozalishwa (kipimo kama absorbance) ni sawa sawa na kiasi cha enzyme, ambayo kwa upande wake ni sawa sawa na antigen iliyochukuliwa. ELISAs ni nyeti sana, kuruhusu antigen kuwa quantified katika nanogram (10 —9 g) kwa kila mL mbalimbali.
Katika ELISA moja kwa moja, sisi kupima antigen-maalum antibody badala ya antigen. Tunaweza kutumia ELISA moja kwa moja kuchunguza kingamwili dhidi ya aina nyingi za vimelea, ikiwa ni pamoja na Borrelia burgdorferi (ugonjwa wa Lyme) na VVU. Kuna tofauti tatu muhimu kati ya ELISAs moja kwa moja na ya moja kwa moja kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{4}\). Badala ya kutumia antibody kukamata antijeni, ELISA isiyo ya moja kwa moja huanza na kuunganisha antijeni inayojulikana (kwa mfano, peptidi kutoka VVU) hadi chini ya visima vya sahani za microtiter. Baada ya kuzuia maeneo yasiyofunguliwa kwenye sahani, serum ya mgonjwa imeongezwa; ikiwa antibodies zipo (antibody ya msingi), watamfunga antigen. Baada ya kuosha protini yoyote isiyofunguliwa, antibody ya sekondari na enzyme yake iliyojumuisha inaelekezwa dhidi ya antibody ya msingi (kwa mfano, immunoglobulin ya antihuman). Antibody ya sekondariinatuwezesha kupima kiasi gani antibody maalum ya antijeni iko katika serum ya mgonjwa kwa ukubwa wa rangi zinazozalishwa kutoka kwa mmenyuko wa enzyme-chromogen.
Kama ilivyo kwa vipimo vingine kadhaa vya antibodies vinavyojadiliwa katika sura hii, daima kuna wasiwasi juu ya msalaba-reactivity na antibodies iliyoelekezwa dhidi ya antigen nyingine, ambayo inaweza kusababisha matokeo ya uongo. Kwa hivyo, hatuwezi kutambua maambukizi ya VVU (au aina yoyote ya maambukizi) kulingana na mtihani mmoja wa moja kwa moja wa ELISA. Tunapaswa kuthibitisha mtihani wowote wa watuhumiwa, ambao mara nyingi hufanyika kwa kutumia ama immunoblot ambayo kwa kweli inatambua kuwepo kwa peptidi maalum kutoka kwa pathojeni au mtihani wa kutambua asidi ya nucleic inayohusishwa na pathojeni, kama vile reverse transcriptase PCR (RT-PCR) au antijeni ya asidi ya nucleic mtihani.
Zoezi\(\PageIndex{2}\)
- Nini madhumuni ya antibody ya sekondari katika ELISA moja kwa moja?
- ElisAs moja kwa moja na isiyo ya moja kwa moja inabainisha nini?
Mwelekeo wa kliniki: Sehemu ya 2
Ingawa kuwasiliana na kupima wagonjwa 1300 kwa VVU itakuwa muda mwingi na gharama kubwa, watendaji walitarajia kupunguza dhima ya hospitali kwa kutafuta na kutibu waathirika wa uhalifu wa mfanyakazi huyo. Kugundua mapema ya VVU ni muhimu, na matibabu ya haraka yanaweza kupunguza kasi ya maendeleo ya ugonjwa huo.
Kuna vipimo mbalimbali vya uchunguzi wa VVU, lakini hutumiwa sana ni ELISA isiyo ya moja kwa moja. Kama ilivyo na ELISA zingine zisizo za moja kwa moja, mtihani hufanya kazi kwa kuunganisha antigen (katika kesi hii, peptidi za VVU) kwenye kisima kwenye sahani ya 96 vizuri. Ikiwa mgonjwa ni chanya cha VVU, antibodies za kupambana na VVU zitamfunga kwa antigen na kutambuliwa na conjugate ya pili ya antibody-enzyme.
Zoezi\(\PageIndex{3}\)
- Je, ni sahihi gani mtihani wa ELISA wa VVU, na ni mambo gani yanayoweza kuathiri usahihi wa mtihani?
- Je, hospitali itumie vipimo vingine vya kuthibitisha matokeo ya ELISA isiyo ya moja kwa moja?
Uchimbaji wa kinga na majaribio ya Immunochromatographic
Kwa hali fulani, inaweza kuwa muhimu kuchunguza au kupima antigens au antibodies ambazo zipo katika ukolezi mdogo sana katika suluhisho. Mbinu za kuchuja immunofiltration zimeandaliwa ili kufanya hivyo iwezekanavyo. Katika immunofiltration, kiasi kikubwa cha maji hupitishwa kupitia membrane ya porous ndani ya pedi ya kunyonya. Antigen iliyoambatanishwa na utando wa porous itachukua antibody inapopita; vinginevyo, tunaweza pia kuunganisha antibody kwenye membrane ili kukamata antigen.
Njia ya immunofiltration imekuwa ilichukuliwa katika maendeleo ya majaribio ya immunochromatographic, inayojulikana kama vipimo vya mtiririko wa ndani au vipimo vya kupigwa. Majaribio haya ni ya haraka na rahisi kufanya, na kuifanya kuwa maarufu kwa matumizi ya hatua-ya-huduma (yaani, katika ofisi ya daktari) au matumizi ya nyumbani. Mfano mmoja ni mtihani wa TORCH ambayo inaruhusu madaktari kuchunguza wanawake wajawazito au watoto wachanga kwa maambukizi ya virusi na vimelea vingine (Toxoplasma, virusi vingine, rubella, cytomegalovirus, herpes simplex). Vipimo vya ujauzito wa nyumbani ni mfano mwingine unaotumiwa sana wa mtihani wa mtiririko wa usambazaji (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Uchunguzi wa immunofiltration pia hujulikana katika nchi zinazoendelea, kwa sababu ni gharama nafuu na hauhitaji majokofu ya mara kwa mara ya reagents kavu. Hata hivyo, teknolojia pia imejengwa katika vifaa vya kisasa vya maabara.
Katika vipimo vya mtiririko wa mgongo (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)), maji kama vile mkojo hutumiwa kwenye pedi ya kunyonya kwenye mstari wa mtihani. Maji yanayotokana na hatua ya capillary na huenda kupitia mstari wa shanga na antibodies zilizounganishwa na nyuso zao. Maji katika sampuli kweli hydrates reagents, ambayo iko katika hali kavu katika mstari. Shanga zilizopigwa na antibody zilizofanywa kwa latex au chembe ndogo za dhahabu zitamfunga antigens katika maji ya mtihani. Magumu ya antibody-antigen kisha inapita kati ya mstari wa pili ambayo immobilized antibody dhidi ya antigen; mstari huu utahifadhi shanga ambazo zimefungwa antigen. Mstari wa tatu wa kudhibiti hufunga shanga yoyote. Rangi nyekundu (kutoka chembe za dhahabu) au bluu (kutoka kwa shanga za mpira) zinazoendelea kwenye mstari wa mtihani inaonyesha mtihani mzuri. Ikiwa rangi inakua tu kwenye mstari wa kudhibiti, mtihani ni hasi.
Kama mbinu za ELISA, vipimo vya mtiririko wa uingizaji hutumia faida ya sandwiches ya antibody, kutoa uelewa na maalum. Ingawa si kama kiasi kama ELISA, vipimo hivi vina faida ya kuwa haraka, gharama nafuu, na haitegemei vifaa maalum. Hivyo, wanaweza kufanywa popote na mtu yeyote. Kuna baadhi ya wasiwasi kuhusu kuweka vipimo vya nguvu vya uchunguzi mikononi mwa watu ambao hawawezi kuelewa mapungufu ya vipimo, kama vile uwezekano wa matokeo ya uongo. Wakati vipimo vya mimba vya nyumbani vimekubaliwa sana, vipimo vya kugundua antibody nyumbani kwa magonjwa kama VVU vimeleta baadhi ya wasiwasi katika jamii ya matibabu. Wengine wamehoji kama utawala binafsi wa vipimo vile unapaswa kuruhusiwa kwa kutokuwepo kwa wafanyakazi wa matibabu ambao wanaweza kueleza matokeo ya mtihani na kuagiza vipimo vya uthibitisho sahihi. Hata hivyo, pamoja na idadi kubwa ya vipimo vya mtiririko wa usambazaji unapatikana, na maendeleo ya haraka ya teknolojia ya maabara-on-Chip (Kielelezo 20.1), vipimo vya matibabu vya nyumbani vinaweza kuwa kawaida zaidi katika siku zijazo.
Zoezi\(\PageIndex{4}\)
- Ni mchakato gani wa kimwili ambao njia ya mtiririko wa uingizaji inahitaji kufanya kazi?
- Eleza madhumuni ya mstari wa tatu katika mtihani wa mtiririko wa usambazaji.
Jedwali\(\PageIndex{1}\) linalinganisha baadhi ya taratibu muhimu na mifano ya baadhi ya EIAs zilizojadiliwa katika sehemu hii pamoja na immunoblots, ambazo zilijadiliwa katika Kuchunguza Antigen-Antibody Complexes.
Aina ya Uchunguzi | Mfumo | Taratibu maalum | Mifano |
---|---|---|---|
Immunoblots | Inatumia conjugates ya enzyme-antibody kutambua protini maalum ambazo zimehamishiwa kwenye membrane ya kunyonya | Western waa: Hutambua uwepo wa protini fulani | Kuchunguza uwepo wa peptidi za VVU (au peptidi kutoka kwa mawakala wengine wa kuambukiza) katika sera ya mgonjwa |
Immunostaining | Inatumia conjugates ya antibody ya enzyme ili kudanganya molekuli maalum au kwenye seli | Immunohistochemistry: Kutumika kwa doa seli maalum katika tishu | Stain kwa uwepo wa seli za CD8 katika tishu za jeshi |
Jaribio la immunosorbent linalohusishwa na enzyme (ELISA) | Matumizi enzyme-antibody conjugates kupima molekuli lengo | Elisa moja kwa moja: Inatumia antibody moja kuchunguza uwepo wa antigen | Kugundua antigen ya VVU p24 hadi mwezi mmoja baada ya kuambukizwa |
Elisa isiyo ya moja kwa moja: Hatua ya kiasi cha antibody zinazozalishwa dhidi ya antigen | Kugundua antibodies ya VVU katika serum | ||
Immunochromatographic (mtiririko wa uingizaji) | Mbinu hutumia kukamata kwa complexes inayozunguka, yenye rangi ya antigen-antibody na antibody fasta kwa ajili ya ugonjwa wa ugonjwa | Sandwich ELISA: Hatua ya kiasi cha antigen amefungwa na antibody | Kugundua antibodies kwa vimelea mbalimbali katika sera ya mgonjwa (kwa mfano, strep haraka, malaria dipstick) |
Mimba mtihani kuchunguza binadamu chorionic gonadotrophin katika mkojo |
Mwelekeo wa kliniki: Sehemu ya 3
Ingawa ELISA isiyo ya moja kwa moja ya VVU ni kipimo nyeti, kuna mambo kadhaa ya ngumu. Kwanza, ikiwa mtu aliyeambukizwa anajaribiwa hivi karibuni baada ya kuambukizwa, mtihani unaweza kutoa matokeo mabaya ya uongo. Dirisha la seroconversion kwa ujumla ni wiki tatu, lakini wakati mwingine, inaweza kuwa zaidi ya miezi miwili.
Mbali na hasi za uongo, chanya cha uongo pia kinaweza kutokea, kwa kawaida kutokana na maambukizi ya awali na virusi vingine vinavyosababisha antibodies ya msalaba. Kiwango cha uongo kinategemea aina fulani ya mtihani uliotumiwa, lakini 0.5% sio kawaida. 1 Kwa sababu ya uwezekano wa chanya cha uongo, vipimo vyote vyema vinafuatiwa na mtihani wa kuthibitisha. Jaribio hili la kuthibitisha mara nyingi ni immunoblot (western blot) ambapo peptidi za VVU kutoka damu ya mgonjwa zinatambuliwa kwa kutumia conjugate ya MAB-enzyme maalum ya VVU. Msamaha mzuri wa magharibi ungeweza kuthibitisha maambukizi ya VVU na waa hasi kuthibitisha kutokuwepo kwa VVU licha ya ELISA yenye chanya.
Kwa bahati mbaya, vitalu vya magharibi kwa antijeni za VVU mara nyingi hutoa matokeo yasiyotambulika, kwa hali hiyo, hawana kuthibitisha wala kubatilisha matokeo ya ELISA isiyo ya moja kwa moja. Kwa kweli, kiwango cha indeterminants kinaweza kuwa 10— 49% (ndiyo sababu, pamoja na gharama zao, blots za magharibi hazitumiwi kwa uchunguzi). Sawa na ELISA isiyo ya moja kwa moja, blot ya magharibi isiyojulikana inaweza kutokea kwa sababu ya maambukizi ya msalaba au maambukizi ya virusi ya awali, chanjo, au magonjwa ya autoimmune.
Zoezi\(\PageIndex{5}\)
- Kati ya wagonjwa 1300 wanaojaribiwa, ni vipimo ngapi vya ELISA vyema vya uongo vitatarajiwa?
- Kati ya chanya cha uongo, ngapi vitalu vya magharibi visivyoweza kutarajiwa?
- Je, hospitali itashughulikiaje kesi yoyote ambayo mgonjwa wa magharibi wa mgonjwa ulikuwa indeterminant?
Dhana muhimu na Muhtasari
- Immunoassays ya enzyme (EIA) hutumiwa kutazama na kupima antigens. Wao kutumia antibody conjugated kwa enzyme kumfunga antigen, na enzyme hubadilisha substrate katika bidhaa inayoonekana mwisho. Substrate inaweza kuwa chromogen au fluorogen.
- Immunostaining ni mbinu ya EIA ya kutazama seli katika tishu (immunohistochemistry) au kuchunguza miundo ya intracellular (immunocytochemistry).
- Elisa moja kwa moja hutumiwa kupima antigen katika suluhisho. Antibody ya msingi inakamata antigen, na antibody ya sekondari hutoa enzyme. Uzalishaji wa bidhaa za mwisho kutoka kwenye substrate ya chromogenic ni sawa sawa na kiasi cha antigen iliyochukuliwa.
- Elisa moja kwa moja hutumiwa kuchunguza kingamwili katika serum ya mgonjwa kwa kuunganisha antijeni kwenye kisima cha sahani ya microtiter, kuruhusu mgonjwa (msingi) antibody kumfunga antigen na antibody ya sekondari ya enzyme-conjugated kuchunguza antibody ya msingi.
- Immunofiltration na vipimo vya immunochromatographic hutumiwa katika vipimo vya mtiririko wa nyuma, ambayo inaweza kutumika kutambua mimba na magonjwa mbalimbali kwa kuchunguza complexes ya antigen-antibody ya rangi katika mkojo au sampuli nyingine za maji.
maelezo ya chini
- 1 Thomas, Justin G., Victor Jaffe, Judith Shaffer, na Jose Abreu, “Upimaji wa VVU: Mapendekezo ya Marekani 2014,” Daktari wa Familia ya Osteopathic 6, hakuna 6 (2014).