免疫學(xué)檢測：一抗和二抗簡介

  當(dāng)科研實驗進行蛋白質(zhì)免疫分析時，良好的信號檢測對于研究結(jié)果的可重復(fù)性至關(guān)重要。獲得良好免疫測定結(jié)果的一種特定方法是選擇與一抗相匹配的二抗。

  但什么是一抗和二抗呢？它們?nèi)绾螏椭盘枡z測？在本文中，我們向您簡要介紹了免疫分析中信號檢測中常用的兩種抗體、這些抗體之間的差異，以及有關(guān)如何選擇一抗和二抗的一些有價值的提示。

  在本文中您將了解到：

•   什么是蛋白質(zhì)免疫分析？

•   什么是抗體？

•   什么是一抗和二抗？

•   一抗和二抗的主要區(qū)別是什么？

•   一抗和二抗是如何產(chǎn)生的？

•   一抗和二抗在免疫測定中如何發(fā)揮作用？

•   二抗如何產(chǎn)生視覺信號？

•   二抗如何放大信號？

•   如何選擇一抗和二抗？

  什么是蛋白質(zhì)免疫分析？

  免疫測定是使用抗體檢測實驗樣品中的蛋白質(zhì)、測量其濃度并研究細胞或組織樣品中的蛋白質(zhì)功能或定位的方法。

  雖然這里有幾種嚴(yán)重依賴抗體檢測的檢測技術(shù)，但我們將重點介紹兩個例子：酶聯(lián)免疫吸附測定 (ELISA) 和蛋白質(zhì)印跡法。

  1.酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）

  在 ELISA 中，抗體（稱為一抗）附著在固定在固體表面（例如板中的孔）上的目標(biāo)蛋白上。二抗與該抗體-靶蛋白復(fù)合物結(jié)合，有助于檢測靶蛋白。這種類型的測定對于檢測少量的特定蛋白質(zhì)非常有用。關(guān)于酶聯(lián)免疫吸附測定，可以參考認識免疫學(xué)試驗——酶聯(lián)免疫吸附測定 (ELISA)

  2.蛋白質(zhì)印跡法（WB）

  另一種檢測靶蛋白的方法是蛋白質(zhì)印跡法。與 ELISA 類似，目標(biāo)蛋白固定在固體表面（本例中為膜）上。一抗檢測目標(biāo)蛋白，添加二抗檢測目標(biāo)蛋白。

  什么是抗體？

  抗體是針對入侵者（例如病毒或細菌）的免疫反應(yīng)的蛋白質(zhì)成分。在檢測到入侵者身上的外來物質(zhì)（稱為抗原）后，免疫反應(yīng)會產(chǎn)生針對這些抗原的抗體或免疫球蛋白以中和它們。

  抗體由四種多肽組成，具有兩條相同的輕鏈和兩條相同的重鏈。

  抗原結(jié)合片段或Fab片段是與抗原結(jié)合的輕鏈區(qū)域。而片段可結(jié)晶區(qū)或Fc片段是附著于細胞表面的抗體結(jié)構(gòu)的尾部區(qū)域。

  根據(jù)重鏈區(qū)域，免疫球蛋白可分為以下幾類

  1、免疫球蛋白 G (IgG)

  免疫球蛋白 G 或 IgG 有 4 條鏈，其中兩條相同的 50 kDa γ 重鏈和 25 kDa κ 或 λ 輕鏈。IgG 是人血清中最豐富的抗體。根據(jù)血清中的豐度，IgG 分為四個亞類：IgG1、IgG2、IgG3 和 IgG4。

  2、免疫球蛋白 D (IgD)

  免疫球蛋白 D 或 IgD 具有 δ 重鏈。IgD 存在于未成熟的初始 B 細胞的表面。B 細胞是免疫細胞的一種。

  3、免疫球蛋白 E (IgE)

  免疫球蛋白 E（或 IgE）具有 ε 重鏈。IgE 與過敏反應(yīng)有關(guān)。

  4、免疫球蛋白 A (IgA)

  免疫球蛋白 A 或 IgA 具有 λ 重鏈。IgA 是一種存在于分泌物中的抗體，例如唾液、眼淚、乳汁、呼吸道和腸道分泌物。

  5、免疫球蛋白 M (IgM)

  免疫球蛋白 M 或 IgM 具有 μ 重鏈。IgM 是感染后發(fā)育中的 B 細胞產(chǎn)生的第一種抗體。

  什么是一抗和二抗？

  許多免疫測定中通常使用的兩種類型的抗體是一抗和二抗。

  一抗：特異性結(jié)合抗原的抗體。

  二抗：與一抗結(jié)合的抗體。

  一抗和二抗都可以是單克隆或多克隆抗體。單克隆抗體和多克隆抗體可以參考：《蛋白質(zhì)免疫測定：認識多克隆抗體和單克隆抗體》

  一抗和二抗的主要區(qū)別是什么？

  一抗和二抗之間的區(qū)別主要在于與抗原的結(jié)合。

  一抗直接與特定抗原結(jié)合。在這種情況下，它將是您實驗中的目標(biāo)蛋白質(zhì)。二抗與一抗結(jié)合，而不是與靶抗原結(jié)合。

  在抗體生產(chǎn)過程中，用于生產(chǎn)一抗的目標(biāo)抗原和宿主物種與用于生產(chǎn)二抗的目標(biāo)抗原和宿主物種不同。

  一抗和二抗是如何產(chǎn)生的？

  初級抗體的產(chǎn)生需要一種宿主物種，例如兔子、小鼠、山羊或雞。在第一個生產(chǎn)步驟中，宿主將針對抗原進行免疫以產(chǎn)生一抗。

  二抗的生產(chǎn)始于將來自一個特定宿主物種的一抗注射到完全不同的宿主物種中。例如，如果產(chǎn)生的抗體來自小鼠，則可以在兔、山羊或雞中產(chǎn)生二抗。

  針對整個抗體或 IgG 產(chǎn)生的二抗可識別所有 IgG 片段。它們識別輕鏈和重鏈。它們也相對便宜并且對于許多一般免疫測定有用。

  然而，它們可以結(jié)合一抗的 Fc 區(qū)和細胞上的 Fc 受體。為了提高檢測中二抗的特異性并減少交叉反應(yīng)性，您可以使用針對 Fc 片段、Fab 片段或其他片段生成的特定抗體。

  例如，針對 Fab 區(qū)的二抗可用于免疫沉淀后的蛋白質(zhì)印跡。這種類型的抗體僅識別 Fab 片段，因此它們比針對整個 IgG 的抗體更具特異性。因此，使用 Fab 片段特異性抗體可以避免在印跡上檢測到大小為 50 kDa 的不需要的重鏈，從而妨礙了具有相似大小的目標(biāo)蛋白的可視化。

  為了檢測靶蛋白，將產(chǎn)生信號的分子附著到一抗或二抗上是必不可少的。

  一抗和二抗在免疫測定中如何發(fā)揮作用？

  您可以使用直接或間接免疫測定來可視化抗原與一抗的結(jié)合。

  在直接免疫測定中，一抗附著在信號分子上。當(dāng)一抗與抗原結(jié)合時，這種抗原-抗體相互作用會激活信號分子，從而進行檢測。

  在間接免疫測定中，二抗有助于檢測，因為這些抗體與信號分子連接。該方法的工作原理是：二抗識別與抗原結(jié)合的一抗，然后該復(fù)合物的形成激活信號分子。

  二抗如何產(chǎn)生視覺信號？

  使用二抗時，您將進行間接免疫測定。此處，二抗與抗原結(jié)合的一抗結(jié)合。這種相互作用導(dǎo)致附著在二抗上的信號分子發(fā)出信號，或?qū)⒉豢蓹z測的底物轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)印跡上的視覺信號（Yu et al., 2015）。

  以下是信號分子的一些示例：

  放射性同位素

  可用于間接檢測的方法是使用放射性同位素標(biāo)記的二抗，例如 Iodine-125。這種放射性同位素發(fā)射帶有低能光子的伽馬射線，可以使用 X 射線膠片檢測到。

  酶

  在蛋白質(zhì)印跡中，通常使用與酶（例如辣根過氧化物）綴合的二抗。添加辣根過氧化物底物后，酶裂解無色底物并在印跡上產(chǎn)生可見的彩色信號。

  熒光染料

  二抗可以用熒光染料標(biāo)記，例如異硫氰酸熒光素 (FITC)、R-藻紅蛋白、羅丹明和德克薩斯紅。抗體的結(jié)合會激發(fā)特定波長的熒光，并發(fā)出另一波長的光。

  二抗如何放大信號？

  在間接免疫測定中，多個帶有信號分子的二抗可以與一抗分子結(jié)合。在這種情況下，使用與信號分子結(jié)合的二抗可能會導(dǎo)致信號放大（Yu et al ., 2015）。因此，間接檢測比直接免疫測定靈敏得多。

  如何選擇一抗和二抗

  了解一抗的詳細信息。例如：驗證、產(chǎn)生抗體的宿主物種、與免疫測定的兼容性、靈敏度、成本以及對目標(biāo)蛋白的特異性。

  選擇與收集樣品的宿主物種不同的一抗宿主物種。

  確保產(chǎn)生二抗的宿主物種與產(chǎn)生一抗的宿主物種不同。

  找到能夠識別一抗的二抗。例如，小鼠一抗需要在另一個宿主物種中產(chǎn)生的抗小鼠二抗。

  選擇與一抗類別或亞類相匹配的二抗。如果單克隆一抗屬于小鼠 IgM 類別，則選擇抗小鼠 IgM 二抗。當(dāng)一抗的免疫球蛋白類別或亞類未知時，您可以選擇抗小鼠 IgG 二抗。

  選擇特異性高且與非靶標(biāo)抗體交叉反應(yīng)性較小的二抗。