技術(shù)文章
免疫熒光細(xì)胞化學(xué)技術(shù)
閱讀:2365 發(fā)布時(shí)間:2012-9-14
免疫熒光細(xì)胞化學(xué)技術(shù)
免疫熒光細(xì)胞化學(xué)是現(xiàn)代生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用的技術(shù)之一,是由Coons等(1950)建立,經(jīng)過近43年的發(fā)展,免疫熒光技術(shù)與形態(tài)學(xué)技術(shù)相結(jié)合發(fā)展成免疫熒光細(xì)胞(或組織)化學(xué)。它與親合化學(xué)技術(shù)如葡萄球菌A蛋白(SPA)、生物素與卵白素、植物血凝素(ConA等)相結(jié)合拓寬了領(lǐng)域;與激光技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)和掃描電視等技術(shù)結(jié)合發(fā)展為定量免疫熒光細(xì)胞化學(xué)技術(shù);熒光激活細(xì)胞分類器(FACS)的應(yīng)用使免疫熒光細(xì)胞化學(xué)技術(shù)發(fā)展到更高的階段,開創(chuàng)了免疫熒光技術(shù)的新領(lǐng)域。細(xì)胞顯微分光光度計(jì)與與圖像分析儀的結(jié)合使免疫熒光組織化學(xué)的定量檢測(cè)更加準(zhǔn)確。在免疫熒光細(xì)胞化學(xué)中應(yīng)用單克隆抗體日益增多,將會(huì)不斷提高特異性、敏感性和應(yīng)用范圍。激光掃描等聚集顯微鏡的應(yīng)用又開創(chuàng)了新的發(fā)展時(shí)代。
由于免疫熒光細(xì)胞化學(xué)的特異性,快速性和在細(xì)胞和分子水平定位的敏感性與準(zhǔn)確性,在免疫學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞和組織學(xué)、病理學(xué)、腫瘤學(xué)以及臨床檢驗(yàn)學(xué)等生物學(xué)和醫(yī)學(xué)許多方面得到廣泛應(yīng)用,日益發(fā)揮重要的作用。
*節(jié) 免疫熒光細(xì)胞化學(xué)的原理
免疫熒光細(xì)胞化學(xué)是根據(jù)抗原抗體反應(yīng)的原理,先將已知的抗原或抗體標(biāo)記上熒光素制成熒光標(biāo)記物,再用這種熒光抗體(或抗原)作為分子探針檢查細(xì)胞或組織內(nèi)的相應(yīng)抗原(或抗體)。在細(xì)胞或組織中形成的抗原抗體復(fù)合物上含有熒光素,利用熒光顯微鏡觀察標(biāo)本,熒光素受激發(fā)光的照射而發(fā)出明亮的熒光(黃綠色或桔紅色),可以看見熒光所在的細(xì)胞或組織,從而確定抗原或抗體的性質(zhì)、定位,以及利用定量技術(shù)測(cè)定含量(圖3-1)。
圖3-1 紫外光激發(fā)熒光物質(zhì)放射熒光示意圖
用熒光抗體示蹤或檢查相應(yīng)抗原的方法稱熒光抗體法;用已知的熒光抗原標(biāo)記物示蹤或檢查相應(yīng)抗體的方法稱熒光抗原法。這兩種方法總稱免疫熒光技術(shù),以熒光抗體方法較常用。用免疫熒光技術(shù)顯示和檢查細(xì)胞或組織內(nèi)抗原或半抗原物質(zhì)等方法稱為免疫熒光細(xì)胞(或組織)化學(xué)技術(shù)。
免疫熒光細(xì)胞化學(xué)分直接法、夾心法、間接法和補(bǔ)體法。
一、直接法
1.檢查抗原法 這是zui早的方法,用已知特異性抗體與熒光素結(jié)合,制成熒光特異性抗體,直接與細(xì)胞或組織中相應(yīng)抗原結(jié)合,在熒光顯微鏡下即可見抗原存在部位呈現(xiàn)特異性熒光。此法很特異和簡(jiǎn)便,但一種熒光抗體只能檢查一種抗原,敏感性較差(圖3-2)。
圖3-2 直接法
2.檢查抗體法 將抗原標(biāo)記上熒光素,即為熒光抗原,用此熒光抗原與細(xì)胞或組織內(nèi)相應(yīng)抗體反應(yīng),而將抗體定位檢測(cè)出來(lái)。
二、間接法
1.檢查抗體法(夾心法) 此法是先用特異性抗原與細(xì)胞或組織內(nèi)抗體反應(yīng),再用此抗原的特異性熒光抗體與結(jié)合在細(xì)胞內(nèi)抗體上的抗原相結(jié)合,抗原夾在細(xì)胞抗體與熒光抗體之間,故稱夾心法。
2.檢查抗體法 用已知抗原細(xì)胞或組織標(biāo)本的切片,加上待檢血清,如果其中含有切片中某種抗原的抗體,抗體便沉淀結(jié)合在抗原上,再用間接熒光抗體(抗種屬特異性IgG熒光抗體)與結(jié)合在抗原上的抗體反應(yīng)(如檢測(cè)人血清中的抗體必需用抗人IgG熒光抗體等),在熒光顯微鏡下可見抗原抗體反應(yīng)部位呈現(xiàn)明亮的特異性熒光。此法是檢驗(yàn)血清中自身抗體和多種病原體抗體的重要手段(圖3-3)
圖3-3 間接法
3.檢查抗原法雙薄片 此法是直接法的重要改進(jìn),先用特異性(對(duì)細(xì)胞或組織內(nèi)抗原)抗體(或稱*抗體)與細(xì)胞標(biāo)本反應(yīng),隨后用緩沖鹽水洗去未與抗原結(jié)合的抗體,再用間接熒光抗體(也稱第二抗體,種特異性)與結(jié)合在抗原上的抗體(是第二抗體的抗原)結(jié)合,形成抗原-抗體-熒光抗體的復(fù)合物。由于結(jié)合在抗原抗體復(fù)合物上的熒光抗全顯著多于直接法,從而提高了敏感性。如細(xì)胞抗原上每個(gè)分子結(jié)合3~5個(gè)分子抗體,當(dāng)此抗體作為抗原時(shí)又可結(jié)合3~5分子的熒光抗體,所以和直接法相比熒光亮度可增強(qiáng)3至4倍。此法除靈敏性高外,它只需要制備一種種屬間接熒光抗體,可以適用于多種*抗體的標(biāo)記顯示。這是現(xiàn)在zui廣泛應(yīng)用的技術(shù)。
三、補(bǔ)體法
1.直接檢查組織內(nèi)免疫復(fù)合物法 用抗補(bǔ)體C3等熒光抗體直接作用組織切片,與其中結(jié)合在抗原抗體復(fù)合物上的補(bǔ)體反應(yīng),而形成抗原抗體補(bǔ)體復(fù)合物---抗補(bǔ)體熒光抗體復(fù)合物,在熒光顯微鏡下呈現(xiàn)陽(yáng)性熒光的部位就是免疫復(fù)合物的存在處,此法常用于腎穿刺組織活檢診斷等。
圖3-4 補(bǔ)體法
2.間接檢查組織內(nèi)抗原法 常將新鮮補(bǔ)體與*抗體混合同時(shí)加在抗原標(biāo)本切片上,經(jīng)37℃孵育后,如發(fā)生抗原補(bǔ)體抗體反應(yīng),補(bǔ)體就結(jié)合在此復(fù)合物上,再用抗補(bǔ)體熒光抗體與結(jié)合的補(bǔ)體反應(yīng),形成抗原抗體—抗補(bǔ)體熒光抗體的復(fù)合物,此法優(yōu)點(diǎn)是只需一種熒光抗體可適用于各種不同種屬來(lái)源的*抗體的標(biāo)記顯示。
四、雙重免疫熒光標(biāo)記法
在同一細(xì)胞組織標(biāo)本上需要同時(shí)檢查兩種抗原時(shí),要進(jìn)行雙重?zé)晒馊旧话憔捎弥苯臃ǎ瑢煞N熒光抗體(如抗A和抗B)以適當(dāng)比例混合,加在標(biāo)本上孵育后,按直接法洗去未結(jié)合的熒光抗體,抗A抗體用異硫氰酸熒光素標(biāo)記,發(fā)黃綠色熒光;抗B抗體用TMRITC或RB200標(biāo)記,發(fā)紅色熒光,可以明確顯示兩種抗原的定位。
五、對(duì)照試驗(yàn)
為了保證免疫熒光細(xì)胞化學(xué)染色的準(zhǔn)確性,排除某些非特異性染色,必須在初次試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行以上對(duì)照試驗(yàn):
1.直接法 需設(shè)下述對(duì)照試驗(yàn)
(1)標(biāo)本自發(fā)熒光對(duì)照:標(biāo)本只加PBS或不加PBS,緩沖甘油封片,熒光顯微鏡觀察應(yīng)呈陰性熒光(無(wú)與特異性熒光相似的熒光)。
(2)抑制試驗(yàn):可分為二步法和一步法。
①二步抑制法:標(biāo)本先加未標(biāo)記的特異性抗體,再加標(biāo)記熒光抗體,結(jié)果應(yīng)呈陰性或明顯減弱的熒光。
②一步抑制法:先將熒光抗體用未標(biāo)記抗體作適量混合,再加在標(biāo)本上染色,結(jié)果應(yīng)為陰性。此法效果較二步法好,并且簡(jiǎn)便。
(3)陽(yáng)性對(duì)照:用已知陽(yáng)性標(biāo)本作直接法免疫熒光染色,結(jié)果應(yīng)呈陽(yáng)性熒光。
如對(duì)照(1)和(2)無(wú)熒光或弱熒光,(3)和待檢查標(biāo)本呈強(qiáng)熒光即為特異性陽(yáng)性熒光。
2.間接法
(1)自發(fā)熒光對(duì)照:同上(一)。
(2)熒光抗體對(duì)照:標(biāo)本只加間接熒光抗體染色,結(jié)果陰性。
(3)抑制試驗(yàn):同上。
(4)陽(yáng)性對(duì)照:同上。
如對(duì)照(1)、(2)、(3)均呈陰性,陽(yáng)性對(duì)照和待檢標(biāo)本陽(yáng)性則為特異性熒光。
3.補(bǔ)體法
(1)自發(fā)熒光對(duì)照
(2)熒光抗體對(duì)照
(3)抑制試驗(yàn)
(4)補(bǔ)體對(duì)照:取新鮮豚鼠血清1:10稀釋先作用標(biāo)本,再用抗補(bǔ)體熒光抗體染色,結(jié)果陰性。
(5)抑制試驗(yàn):標(biāo)本加滅活的*抗體,再用1:10稀釋度的新鮮豚鼠血清孵育后,再加未標(biāo)記的抗補(bǔ)體血清與抗補(bǔ)體熒光抗體等量混合稀釋液,結(jié)果應(yīng)為陰性。
(6)陽(yáng)性對(duì)照:(1)~(5)結(jié)果陰性,(6)和待檢標(biāo)本陽(yáng)性時(shí),則為特異性熒光。
第二節(jié) 熒光抗體的制備
熒光抗體是免疫熒光細(xì)胞化學(xué)的重要技術(shù)之一,制備高特異性和價(jià)的熒光抗體必須選用高質(zhì)量的熒光素和高特異性價(jià)的免疫血清。
一、熒光素
熒光是指一個(gè)分子或原子吸收了給予的能量后即刻引起發(fā)光,停止能量供給,發(fā)光也瞬時(shí)停止(一般持續(xù)10-7~10-8s)。可以產(chǎn)生明亮熒光的染料物質(zhì),稱熒光色素。目前主要常用的熒光色素有以下3種:
(一)異硫氰酸熒光素(Fluorescein isothiocyanate, GITC)
呈黃色、橙黃或褐黃色粉末或結(jié)晶,性質(zhì)穩(wěn)定,在室溫下能保存2年以上,在低溫中可保存多年。易溶于水和酒精。zui大吸收光譜為490~495nm,zui大發(fā)射光譜為520~530nm,呈現(xiàn)黃綠色熒光,分子量為398.4(圖3-5)。
在堿性條件下,F(xiàn)ITC的異硫氰酸基在水溶液中與免疫球蛋白的自由氨基經(jīng)碳酰胺化而形成硫碳氨基鍵,成為標(biāo)記熒光免疫球蛋白,即熒光抗體。反應(yīng)式如下(圖3-6):
一個(gè)Ig分子上zui多能 標(biāo)記15~20個(gè)FITC分子。
圖3-5 FITC的吸收光譜和發(fā)射光譜
圖3-6 抗體的FITC標(biāo)記反應(yīng)式
(二)四乙基羅達(dá)明(tetraethylrodamine B200, RB200)
呈褐紅色粉末,不溶于水,易溶于酒精和丙酮,性質(zhì)穩(wěn)定,可長(zhǎng)期保存。zui大吸收光譜為570nm,zui大發(fā)射光譜為595~600nm,呈明亮橙紅色熒光。分子量為580(圖3-7)。
RB200在五氯化磷(PCl5)作用下轉(zhuǎn)變成磺酰氯(SO2Cl),在堿性條件下易與蛋白質(zhì)的賴氨酸ε-氨基反應(yīng)結(jié)合而標(biāo)記在蛋白分子上。化學(xué)反應(yīng)式如下(圖3-8)。
圖3-7 RB200在可見光區(qū)的吸收 圖3-8 RB200標(biāo)記抗體反應(yīng)
光譜和熒光光譜
圖3-8 RB200標(biāo)記抗體反應(yīng)
(三)四甲基異硫氰酸羅達(dá)明(tetramethylrhodamine isothiocyanate, TMRITC)
它是一種紫紅色粉末,較穩(wěn)定。其zui大吸收光譜為550nm,zui大發(fā)射光譜620nm,呈橙紅色熒光,與FITC的黃綠色熒光對(duì)比清晰(圖3-9),與蛋白質(zhì)結(jié)合方式同TITC。它可用于雙標(biāo)記示蹤研究。化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下(圖3-10)。
圖3-9 TMRITC在可見光區(qū)的吸收
光譜和發(fā)射光譜
圖3-10 TMRITC結(jié)構(gòu)式
[NextPage]
二、熒光素標(biāo)記抗體的方法
(一)FITC標(biāo)記抗體的方法
1.Marsshall 氏法
(1)材料:抗體球蛋白溶液、0.5mol/l pH9.0碳酸鹽緩沖液、無(wú)菌生理鹽水、異硫氰酸熒光素、1%硫柳汞水溶液、三角燒瓶(25~50ml)、冰及冰槽(或1000ml燒杯)、電磁攪拌器、滅菌吸管、透析袋、玻棒、棉線及燒杯(500ml)、pH7.2或8.0的0.01mol/L PBS等。
(2)方法及步驟:
①抗體的準(zhǔn)備:取適量已知球蛋白濃度之溶液,置入三角燒瓶中,加入生理鹽水及碳酸鹽緩沖液,使zui后蛋白濃度為20mg/ml,緩沖液容量為總量的1/10,混勻,將三角燒瓶置冰槽中,電磁攪拌(速度適當(dāng)以不起泡沫為宜)5~10min。
②熒光素的準(zhǔn)備:根據(jù)欲標(biāo)記的蛋白質(zhì)總量,按每毫克蛋白加0.01mg 熒光素,用分析天平準(zhǔn)確稱所取所需的異硫氰酸熒光素粉末。
③結(jié)合(或稱標(biāo)記):邊攪拌邊將稱取的熒光色素漸漸加入球蛋白溶液中,避免將熒光素粘于三角燒瓶壁或攪拌玻棒上(大約5~10min內(nèi)加完),加畢后,繼續(xù)攪拌12~18h。結(jié)合期間應(yīng)保持蛋白溶液于4℃左右,故須及時(shí)添冰去水;亦可將結(jié)合裝置安放在4℃冰箱或冰庫(kù)中。
④透析:結(jié)合完畢后,將球蛋白的溶液離心(2500r/min)20min,除去其中少量之沉淀物,裝入透析袋中后再置于燒杯中,用pH8.0緩沖鹽水透析(0~4℃)過夜。
⑤過柱:取透析過夜的標(biāo)記物,過葡聚糖凝膠G-25或G-50柱,分離游離熒光素,收集標(biāo)記的熒光抗體進(jìn)行鑒定(圖3-11,圖-3-12)。
圖3-11 Sephadex G-25 對(duì)FITC
圖3-12 FITC與家兔IgG球蛋白在25℃和2℃時(shí)結(jié)合的動(dòng)力學(xué)(Kawamura 1964)
洗脫液:0.01mol/L磷酸鹽緩沖液(pH7.2);過濾量:12ml標(biāo)記蛋白液(過濾前未透析);收集量:20ml(稀釋1.7倍)。
分別以1mgFITC溶于2份1mol 0.5mol/L碳酸重碳酸鹽緩沖液(分別為pH9.5和pH9.0),于2℃下攪拌將其各加入100mg家兔IgG生理鹽水溶液中,攪勻后立即將每份分為兩半。一半保留于2℃下,另一半置25℃下。間隔一定時(shí)間后各取出0.5ml通過sephadex G-25去游離FITC,由上計(jì)算出5mg家兔IgG結(jié)合的FITC量。
2.Chadwick 氏法
(1)材料:抗原球蛋白溶液、異硫氰酸熒光素、3%重碳酸鈉水溶液、0.01mol/l Ph8.0磷酸鹽緩沖鹽水、1%硫柳汞、離心機(jī)及離心管、三角燒瓶(25ml)、冰槽、無(wú)菌吸管及毛細(xì)滴管、燒杯(500ml)、透析袋、棉線、玻棒等。
(2)方法及步驟:
①抗體準(zhǔn)備:用0~4℃pH8.0磷酸鹽緩沖鹽水將球蛋白溶液稀釋至濃度為30~40mg/ml,置入三角燒瓶?jī)?nèi),放于冰槽中。
②熒光色素準(zhǔn)備:按每毫克蛋白加入熒光素0.01mg計(jì)算,稱取所需之熒光素量,用3%重碳酸鈉水溶液溶解。
③將準(zhǔn)備之抗體與熒光色素溶液等量混合,充分?jǐn)噭颍?~4℃,冰箱中結(jié)合18~24h。
④透析和柱層析:方法同Marshall 氏法。
3.改良法(1963年) 根據(jù)Marshall 氏法取高價(jià)的抗人球蛋白兔免疫血清,分離球蛋白,用鹽水(0.15mol/l NaCl)及緩沖液(0.15mol/l NaHCO3 –Na2CO3 PH9.0) 稀釋使每毫升內(nèi)含蛋白10mg,緩沖液為總量的10%,降溫至4℃,加入異硫氰酸鹽熒光素,(蛋白:熒光素=50~80mg:1mg),在0~4℃下電磁攪拌12~14h。然后用半飽和和硫酸銨將標(biāo)記球蛋白沉淀分離,除去未結(jié)合的熒光素,再用緩沖鹽水透析,除去硫酸銨(用Nessler氏試劑測(cè)驗(yàn)至隔夜透析之鹽水無(wú)氨離子及熒光色素為止)。將制備好的熒光抗體加疊氮鈉0.01%,分裝在1ml安瓿中,或凍干,保存于冰箱中(4℃)可以用半年以上,-20℃保存可達(dá)2年以上。
【附一】0.01mol/L pH7.2 PBS 配法:NaCl 18g 、Na2HPO41.5g、KH2PO40.2g,溶于2000ml蒸餾水中,校定pH至7.2。
【附二】0.5mol/L pH9.0碳酸鹽緩沖液配法:取0.5mol/l Na2CO3(5.3%)10ml加入0.5mol/l NaHCO3(4.2%)90ml,混合后,校定pH至9.0。
【附三】3%重碳酸鈉水溶液配法:稱1.5g無(wú)水重碳酸鈉充分溶解于50ml滅菌蒸餾水中即成。
4.透析標(biāo)記法 此法適用于小量抗體的熒光素標(biāo)記,標(biāo)記簡(jiǎn)便,非特異性染色較少。
(1)用0.025mol/L碳酸鹽緩沖液pH9.0,將欲標(biāo)記免疫球蛋白稀釋成1%濃度,裝入透析袋中。
(2)用同一緩沖液將FITC配成0.1mg/ml的溶液,按1%球蛋白液體積的10倍,將FITC稀釋液盛于圓柱形容器內(nèi),并使透析袋浸沒于FITC液中。容器頂端蓋緊,底部放攪拌棒,在4℃電磁攪拌下,透析標(biāo)記24h。取出透析袋中標(biāo)記液,即刻用sephadex G-50 凝膠過濾,去除游離熒光素,分裝、貯存于4℃中(圖3-13)。
圖3-13 標(biāo)記抗體溶液通過sephadex 產(chǎn)膠柱層析分布
(二)四乙基羅達(dá)明標(biāo)記抗體方法
取1g RB200及PCL52g放在乳缽中研磨5min(在通風(fēng)櫥中)。然后加入10ml無(wú)水丙酮,放置5min,不斷攪拌。過濾,用濾液進(jìn)行標(biāo)記抗體。剩余部分吸附在濾紙上,4℃干燥保存。
取抗體(20mg/ml)每毫升加入生理鹽水和0.5mol/l pH9.0的碳酸鹽緩沖液各1ml稀釋。逐滴加入0.1ml RB200溶液,邊加入邊攪拌,在0~4℃中結(jié)合12~18h,再用生理鹽水透析5~7h,經(jīng)葡聚糖凝膠G-50柱層析,除去游離熒光素,分裝,貯存于4℃?zhèn)溆谩?/p>
(三)四甲基異硫氰酸羅達(dá)明標(biāo)記抗體方法
(1)Igg 10ml (6mg/ml)在0.01mol/l pH9.5碳酸鹽緩沖液中透析過夜。
(2)將四甲基異硫近氰酸羅達(dá)明(每毫克IgG加入5~20μg)溶于二甲亞砜(1mg/ml),取此溶液300μl,一滴一滴加入蛋白質(zhì)溶液中,同時(shí)電磁攪拌。
(3)在室溫中攪拌2h,避光。
(4)把結(jié)合物移入直徑3cm,高30cm大小的Bio –Gel P-6層析柱(用0.01mol/l pH8.0的PBS平衡過),流速為1.5ml/min。
(5)收集先流出的紅色結(jié)合物,即為標(biāo)記抗體,分裝,4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
(四)藻紅蛋白標(biāo)記抗體的方法
1.巰基化藻紅蛋白(phycoerthrin PE)的制備,600μl的15.5mg/ml鹽酸巰醇亞胺(iminothiolane hydrochloride)加到1.2ml的3.6mg/ml的PE中,和1.2ml PB、pH6.8 混合,裝入透析袋置入50mmol/l pH6.8 PB中透析,4℃過夜,再換用pH7.5PB透析6h。每個(gè)PE分子中可結(jié)合8個(gè)巰基。
2.PE-IgG制備 異雙功能試劑SPDP[n - Succ - inimdyl 3-(2-pyridyldlthio) propinate ] 30μl (1.1mg/ml)的乙醇溶液,加入700μl的4.2mg/ml IgG PB溶液(50mmol/l pH7.5),在室溫中反應(yīng)2.5h。再加入巰基化Pe 400μl(1.7mg/ml)加到500μl反應(yīng)混合液中,室溫反應(yīng)12h,加入100μl的50mmol/L碘乙酸鈉封閉殘余巰基,用PB透析過夜,4℃。加入0.01%Na3N3分裝,4℃保存半年。
(五)PE-標(biāo)記蛋白A方法
(1)取4.08mg PE溶于0.1mol/l pH7.4PB(含0.1mol/l NaCl)1ml中,溶解后,取出0.5ml,再加入10μlSPDP無(wú)水甲醇液(2.65mg/ml),SPDP/蛋白摩爾比為10,22℃反應(yīng)5min,過Sephadex G-50(1×17cm),用100mmol/l pH7.4 PBS(含0.1mol/l NaCl)平衡和洗脫。
(2)0.5ml蛋白(2mg/ml)100mmol/l PB(含有100mmol/l NaCl) pH7.4,加入2.6μl上述SPDP甲醇液,SPDP:蛋白=9.5,22℃,40min ,加入25μmol/L二硫蘇糖醇(DTT)pH7.4緩沖液,22℃,25min,同上過Sephadex G-50,收集蛋白A峰。
(3)取0.77mg/ml的PE和0.27mg/ml蛋白A等量混合,22℃反應(yīng)6h,混合物4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
以上兩種PE標(biāo)記制品,可zui后溶于0.01mol/l pH7.4PB(含有0.1mol/l DETA、1mol/L碘乙酰胺、1%BSA 和0.1%NaN3),0~5℃保存。
(六)藍(lán)色熒光素標(biāo)記抗體方法
Kbaffan等(1986)首先創(chuàng)立了藍(lán)色熒光素標(biāo)記和染色技術(shù),可進(jìn)行雙標(biāo)記或多標(biāo)記。
(1)取7-氨基-4-甲基香豆素(7-amino-4-methyl coumarin, AMC)260μg溶于二甲亞砜25μl中。
(2)將上液加入10ml IgG的 巴比妥緩沖液(0.5mol/L,pH8.5,內(nèi)含50~100mg IgG)中,室溫反應(yīng)2h,過Sephadex G-50除去游離熒光素。
AMC呈黃色結(jié)晶固體,zui大吸收波長(zhǎng)354nm,zui大熒光波長(zhǎng)430nm。
三、熒光抗體質(zhì)量控制
對(duì)制備的熒光抗體必須進(jìn)行質(zhì)量鑒定,主要進(jìn)行特異性和敏感性兩個(gè)方面的鑒定。
(一)染色特異性和敏感性的測(cè)定
1.特異性染色效價(jià)的測(cè)定 直接染色以倍比稀釋熒光抗體溶液如1:2,1:4,1:8……,與相應(yīng)抗原標(biāo)本作一系列染色,熒光強(qiáng)度在“+++”的zui大釋釋度,即為該熒光抗體的染色滴度(效價(jià))或單位。實(shí)際染色應(yīng)用時(shí),可取低一個(gè)或兩個(gè)稀釋度(即2~4個(gè)單位),如染色效價(jià)為1:64,實(shí)際應(yīng)用時(shí)可取1:32或1:16。間接染色效價(jià)可按抗核抗體熒光染色法步驟,先用不同稀釋度的熒光抗體染色,結(jié)果以抗核抗體熒光強(qiáng)度“++”為標(biāo)準(zhǔn),染色用效價(jià)和直接法相同。
2.非特異性染色測(cè)定 根據(jù)熒光抗體的用途不同,可用相類似的抗原切片或涂片,倍比稀釋熒光抗體,按常規(guī)染色,結(jié)果在標(biāo)本上出現(xiàn)的非特異染色應(yīng)顯著低于特異染色滴度,否則應(yīng)采取消除非特異性染色的方法處理熒光抗體。
3.吸收試驗(yàn) 在熒光抗體中加入過量相應(yīng)抗原,于室溫中攪拌2h后,移入4℃中過夜,3000r/min,離心30min,收集上清液,再用以染相應(yīng)抗原陽(yáng)性標(biāo)本,結(jié)果應(yīng)不出現(xiàn)明顯陽(yáng)性熒光。
4.抑制試驗(yàn)如前述。
(二)F/P比值的測(cè)定
F(熒光素)和P(抗體蛋白)的克分子比值反映熒光抗體的特異性染色質(zhì)量,一般要求F/P的克分子比值為1~2。過高時(shí),非特異性染色增強(qiáng);過低時(shí),熒光很弱,降低敏感性。
1.蛋白質(zhì)定量 測(cè)定熒光抗體的蛋白質(zhì)mg/ml量。
2.結(jié)合熒光素定量 先制作熒光素定量標(biāo)準(zhǔn)曲線,即準(zhǔn)確稱取FITC1mg,溶于10ml 0.5mol/L pH9.0碳酸鹽緩沖液中,再用0.01mol/l pH7.2PBS稀釋到100ml,此時(shí)熒光素含量為10 μg/ml,以此為原液,再倍比稀釋9個(gè)不同濃度的溶液,用分光光度計(jì)在490nm波長(zhǎng)測(cè)定光密度值(OD),以光密度為縱坐標(biāo),熒光素含量為橫坐標(biāo),作標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)圖。
熒光素與蛋白質(zhì)結(jié)合后,其吸收光譜峰值向長(zhǎng)波方向位移約5nm,FITC和蛋白質(zhì)結(jié)合后由490nm變?yōu)?93~495nm,RB200和蛋白質(zhì)結(jié)合后變?yōu)?95nm。
F/P比值的計(jì)算:可按以下公式計(jì)算。
式中160000為抗體蛋白質(zhì)的分子量,390為FITC的分子量。蛋白質(zhì)從克換算為毫克需再乘以103,而熒光素從克換算為微克需要再乘以106。
測(cè)定RB200熒光抗體的克分子比值公式如下:
按圖3-4測(cè)定法更為簡(jiǎn)便,即先用276nm波長(zhǎng)測(cè)得蛋白質(zhì)的OD值,再用493波長(zhǎng)測(cè)得FITC的OD值,將這兩個(gè)OD值在圖3-14上連成一直線,直線與各縱線交叉處,即可查出標(biāo)記抗體的以下數(shù)值:FITc μg/ml ,F(xiàn)/P 的μg/mg,F/P的克分子比值,蛋白mg/ml等。
圖3-14 FITC標(biāo)記物中球蛋白、熒光色素和E/P比值計(jì)算圖
四、熒光抗體的保存
以0~4℃或-20℃低溫保存,防止抗體活性降低和蛋白變性。加入濃度為1:5000~10000的硫柳汞或1:1000~5000的疊氮鈉防腐,小量分裝如0.1~1ml,真空干燥后更易長(zhǎng)期保存。
[NextPage] 第三節(jié) 免疫熒光細(xì)胞化學(xué)染色方法
一、標(biāo)本制作
可制作涂片、印片、細(xì)胞單層培養(yǎng)物、組織切片,經(jīng)適當(dāng)固定或不固定,作免疫熒光染色用。
二、熒光抗體染色方法
(一)直接法
1.染色 切片經(jīng)固定后,滴加經(jīng)稀釋至染色效價(jià)如1:8或1:16的熒光抗體(如兔抗人γ-球蛋白熒光抗體或兔抗人IgG或IgA熒光抗體等),在室溫或37℃染色30min,切片置入能保持潮濕的染色盒內(nèi),防止干燥。
2.洗片 傾去存留的熒光抗體,將切片浸入pH7.4或pH7.2PBS中洗兩次,攪拌,每次5min,再用蒸餾水洗1min,除去鹽結(jié)晶。
3.用50%緩沖(0.5mol/L碳酸鹽緩沖液pH9.0~9.5)甘油封固、鏡檢
4.對(duì)照染色
①正常免熒光血清染色,如上法處理切片,結(jié)果應(yīng)為陰性。②染色抑制試驗(yàn)(一步法):將熒光抗體和未標(biāo)記的抗體球蛋白或血清(相同)等量混合,如上法處理切片。結(jié)果應(yīng)為陰性。為證明此種染色抑制不是由于熒光抗體被稀釋所致,可用鹽水代替未標(biāo)記抗血清,染色結(jié)果應(yīng)為陽(yáng)性。此法結(jié)果較二步法穩(wěn)定。③類屬抗原染色試驗(yàn),前面已作敘述。
直接法比較簡(jiǎn)單,適合做細(xì)菌、螺旋體、原蟲、真菌及濃度較高的蛋白質(zhì)抗原如腎、皮膚的檢查和研究。此法每種熒光抗體只能檢查一種相應(yīng)的抗原,特異性高而敏感性較低。
(二)間接法
(1)切片固定后用毛細(xì)滴管吸取經(jīng)適當(dāng)稀釋的免疫血清滴加在其上,置于染色盒中保持一定的濕度,37℃作用30min。然后用0.01mol/l pH7.2PBS洗兩次,10min,用吸水吸去或吹干余留的液體。
(2)再滴加間接熒光抗體(如兔抗人γ-球蛋白熒光抗體等),同上步驟,染色30min,37℃,緩沖鹽水洗兩次10min,攪拌,緩沖甘油封固,鏡檢。
對(duì)照染色:①抗體對(duì)照:用正常兔血清或人血清代替免疫血清,再用上法進(jìn)行染色,結(jié)果應(yīng)為陰性。②抗原對(duì)照:即類屬抗原染色,亦應(yīng)為陰性。③陽(yáng)性對(duì)照。
間接法中上述方法稱雙層法(Double Layer Method)。另一種稱夾心法,即用未標(biāo)記的特異性抗原加在切片上先與組織中之相應(yīng)抗體結(jié)合,再用該抗原之熒光抗體重疊結(jié)合其上,而間接地顯示出組織和細(xì)胞中抗體的存在,方法步驟如下:
①切片或涂片固定后,置于染色濕盒內(nèi)。
②滴加未標(biāo)記的特異性抗原作用切片于37℃,30min。
③緩沖鹽水洗2次,每次5min,吹干。
④滴加特異性熒光抗體再用切片于37℃,30min。
⑤如③水洗。
⑥緩沖甘油封固,鏡檢。
間接法只需制備一種熒光抗體可以檢出多種抗原,敏感性較高,操作方法較易掌握,而且能解決一些不易制備動(dòng)物免疫血清的病原體(如麻疹)等的研究和檢查,所以已被廣泛應(yīng)用于自身抗體和感染病人血清的試驗(yàn)。
(三)補(bǔ)體法
1.材料
(1)免疫血清60℃滅活20min,用Kolmers 鹽水作2倍稀釋成1:2,1:4,1:8……。補(bǔ)體用1:10稀釋的新鮮豚鼠血清,抗補(bǔ)體熒光抗體等,按下述的補(bǔ)體法染色。免疫血清補(bǔ)體結(jié)合的效價(jià),如為1:32則免疫血清應(yīng)作1:8稀釋。
(2)補(bǔ)體用新鮮豚鼠血清一般作1:10稀釋或按補(bǔ)體結(jié)合反應(yīng)試管法所測(cè)定的結(jié)果,按2單位的比例,用Kolmers鹽水稀釋備用。Kolmers鹽水配法:即在pH7.4、0.1mol/L的磷酸緩沖鹽水中,溶解MgSO4的含量為0.01%濃度。
(3)抗補(bǔ)體熒光抗體:在免疫血清效價(jià)為1:4,補(bǔ)體為2單位的條件下,用補(bǔ)體染色法測(cè)定免疫豚鼠球蛋白熒光抗體的染色效價(jià),然后按染色效價(jià)1:4的濃度用Kolmers鹽水稀釋備用。
2.方法步驟
(1)涂片或切片固定。
(2)吸取經(jīng)適當(dāng)稀釋之免疫血清及補(bǔ)體之等量混合液(此時(shí)免疫血清及補(bǔ)體又都稀釋一倍)滴于切片上,37℃作用30min,置于保持一定濕度的染色盒內(nèi)。
(3)用緩沖鹽水洗2次,攪拌,每次5min,吸干標(biāo)本周圍水液。
(4)滴加經(jīng)過適當(dāng)稀釋之抗補(bǔ)體熒光抗體30min,37℃,水洗同(3)。
(5)蒸餾水洗1min,緩沖甘油封固。
3.對(duì)照染色
(1)抗原對(duì)照。
(2)抗血清對(duì)照:用正常兔血清代替免疫血清。
(3)滅活補(bǔ)體對(duì)照:將補(bǔ)體經(jīng)56℃30min處理后,按補(bǔ)體同樣比例稀釋,與免疫血清等量混合后,進(jìn)行補(bǔ)體法染色。
本法之熒光抗體不受免疫血清的動(dòng)物種屬的限制,因而一種熒光抗體可作更廣泛的應(yīng)用,敏感性亦較間接法高,效價(jià)低的免疫血清亦可應(yīng)用,節(jié) 省免疫血清,尤其是對(duì)檢查形態(tài)小的如立克氏體、病毒顆粒等或濃度較低的抗原物質(zhì)時(shí)甚為理想。
(四)膜抗原熒光抗體染色法
本法應(yīng)用直接法或間接法的原理和步驟,可對(duì)活細(xì)胞在試管內(nèi)進(jìn)行染色,常用于T和B細(xì)胞、細(xì)胞培養(yǎng)物、瘤細(xì)胞抗原和受體等的檢查和研究,陽(yáng)性熒光主要在細(xì)胞膜上。FACS即采用此法原理。
(五)雙重染色法
在同一標(biāo)本上有兩個(gè)抗原需要同時(shí)顯示(如A抗原和B抗原),A抗原的抗體用FITC標(biāo)記,B抗原的抗體用羅達(dá)明標(biāo)記,可采用以下染色方法:
1.一步法雙染色 先將兩種標(biāo)記抗體按適當(dāng)比例混合(A+B),按直接法進(jìn)行染色。
2.二步法雙染色 先用RB200標(biāo)記的B抗體染色,不必洗去,再用FITC標(biāo)記的A抗體染色,按間接法進(jìn)行。
結(jié)果:A抗原陽(yáng)性熒光呈現(xiàn)綠色,B抗原陽(yáng)性呈現(xiàn)桔紅色熒光。
(六)熒光抗體再染色法
若切片或其他標(biāo)本經(jīng)某種熒光抗體染色后,未獲得陽(yáng)性結(jié)果,而又疑有另外的病原體存在時(shí),可用相應(yīng)的熒光抗體再染色。
有時(shí)存檔蠟塊不能再用以切片,也可用存檔的HE染色標(biāo)本,褪去蓋片和顏色,再作免疫熒光或其它免疫細(xì)胞化學(xué)的染色。
三、熒光抗原染色法
某些抗原可以用熒光素標(biāo)記,制成熒光抗原,標(biāo)記熒光素的方法與制備熒光抗體方法相同。用熒光抗原可以直接檢查細(xì)胞或組織內(nèi)的相應(yīng)抗體,特異性較好,敏感性較差。染色方法同熒光抗體染色的直接法。由于多數(shù)抗原難以提純或量少不昂貴,一般很少采用此法。
第四節(jié) 熒光顯微鏡檢查法
一、熒光顯微鏡
熒光顯微鏡是免疫熒光細(xì)胞化學(xué)的基本工具。它是由光源、濾板系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)等主要部件組成。是利用一定波長(zhǎng)的光激發(fā)標(biāo)本發(fā)射熒光,通過物鏡和目鏡系統(tǒng)放大以觀察標(biāo)本的熒光圖像(圖3-15)。
圖3-15 熒光顯微鏡的結(jié)構(gòu)和主要部件
(一)光源
現(xiàn)在多采用200W的超高壓汞燈作光源,它是用石英玻璃制作,中間呈球形,內(nèi)充一定數(shù)量的汞,工作時(shí)由兩個(gè)電極間放電,引起水銀蒸發(fā),球內(nèi)氣壓迅速升高,當(dāng)水銀*蒸發(fā)時(shí),可達(dá)50~70個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力,這一過程一般約需5~15min。超高壓汞燈的發(fā)光是電極間放電使水銀分子不斷解離和還原過程中發(fā)射光量子的結(jié)果。它發(fā)射很強(qiáng)的紫外和藍(lán)紫光,足以激發(fā)各類熒光物質(zhì),因此,為熒光顯微鏡普遍采用。
超高壓汞燈也散發(fā)大量熱能。因此,燈室必須有良好的散熱條件,工作環(huán)境溫度不宜太高。
新型超高壓汞燈在使用初期不需高電壓即可引燃,使用一些時(shí)間后,則需要高壓?jiǎn)?dòng)(約為15000V),啟動(dòng)后,維持工作電壓一般為50~60V,工作電流約4A左右。200W超高壓汞燈的平均壽命,在每次使用2h的情況下約為200h,開動(dòng)一次工作時(shí)間愈短,則壽命愈短,如開一次只工作20min,則壽命降低50%。因此,使用時(shí)盡量減少啟動(dòng)次數(shù)。燈泡在使用過程中,其光效是逐漸降低的。燈熄滅后要等待冷卻才能重新啟動(dòng)。點(diǎn)燃燈泡后不可立即關(guān)閉,以免水銀蒸發(fā)不*而損壞電極,一般需要等15min。由于超高壓汞燈壓力很高,紫外線強(qiáng)烈,因此燈泡必須置燈室中方可點(diǎn)燃,以免傷害眼睛和發(fā)生爆炸時(shí)造成操作。
超高壓汞燈(100W或200W)光源的電路和包括變壓、鎮(zhèn)流、啟動(dòng)幾個(gè)部分。在燈室上有調(diào)節(jié) 燈泡發(fā)光中心的系統(tǒng),燈泡球部后面安裝有鍍鋁的凹面反射鏡,前面安裝有集光透鏡。
國(guó)產(chǎn)超高壓汞燈GCQ-200型性能良好,可以代替HBO-200等型的進(jìn)口燈泡,平均壽命在200h以上,價(jià)格也比較低。
我國(guó)研制的一種簡(jiǎn)易輕便型高色溫溴鎢熒光光源裝置,體積小,重量輕,功率小,交、直流兩用(自帶直流電源),易于攜帶,使用方便,已推廣應(yīng)用。
(二)濾色系統(tǒng)
濾色系統(tǒng)是熒光顯微鏡的重要部位,由激發(fā)濾板和壓制濾板組成。濾板型號(hào),各廠家名稱常不統(tǒng)一。濾板一般都以基本色調(diào)命名,前面字母代表色調(diào),后面字母代表玻璃,數(shù)字代表型號(hào)特點(diǎn)。如德國(guó)產(chǎn)品(Schott)BG12,就是種藍(lán)色玻璃,B是藍(lán)色的*個(gè)字母,G是玻璃的*個(gè)字母;我國(guó)產(chǎn)品的名稱已統(tǒng)一用拼音字母表示,如相當(dāng)于BG12的藍(lán)色濾板名為QB24,Q是青色(藍(lán)色)拼音的*個(gè)字母,B是玻璃拼音的*個(gè)字母。不過有的濾板也可以透光分界濾長(zhǎng)命名,如K530,就是表示壓制濾長(zhǎng)530nm以下的光而透過530nm以上的光。還有的廠家的濾板*以數(shù)字命名,如美國(guó)Corning廠的NO:5-58,即相當(dāng)于BG12。
用于熒光顯微鏡的主要濾板如表3-1。
表3-1 熒光顯微鏡常用濾板型號(hào)和透光特點(diǎn)
基本色調(diào) | 相應(yīng)名稱 | 2mm厚透光范圍(峰值)nm | |||
上海電器元件廠 | 德國(guó)(Schott) | 蘇聯(lián) | 日本 | ||
黑紫 | ZWB-1 | UG-1 | yΦC-2 | DV-1 | 300~400(365) |
黑紫 | ZWB-2 | UG-5 | yΦC-1 | 280~240(360) | |
靛藍(lán) | ZB-2 | BG-1 | ΦC-1 | BG-1 | 300~500(380) |
靛藍(lán) | ZB-3 | BG-3 | CC-4 | BG-3 | 260~520(400) |
靛藍(lán) | QB-24 | BG-12 | CC-8 | BG-12 | 310~570(420) |
淡藍(lán) | QB-10 | BG-38 | C3C-5 | 310~720(460) | |
QB-12 | -8 | ||||
-11 | |||||
橙黃 | CB-3 | OG-1(K530) | OC-11 | OG-1 | 530以上 |
橙黃 | JB-8 | OG-4(K510) | ЖC-18 | FY-5 | 510以上 |
綠橙 | JB-7 | GG-11(K490) | ЖC-17 | FY-3 | 480以上 |
FY-4 | |||||
淡綠 | JB-4 | GG-3(K430) | жC-11 | US-10 | 420以上 |
引自:五九一節(jié) 五*編:熒光顯微術(shù),見參考資料)
1.激發(fā)濾板 根據(jù)光源和熒光色素的特點(diǎn),可選用以下三類激發(fā)濾板,提供一定波長(zhǎng)范圍的激發(fā)光。
紫外光激發(fā)濾板:此濾板可使400nm以下的紫外光透過,阻擋400nm以上的可見光通過。常用型號(hào)為UG-1或UG-5,外加一塊BG-38,以除去紅色尾波。
紫外藍(lán)光激發(fā)濾板:此濾板可使300~450nm范圍內(nèi)的光通過。常用型號(hào)為ZB-2或ZB-3,外加BG-38。
紫藍(lán)光激發(fā)濾板:它可使350~490nm的光通過。常用型號(hào)為QB24(BG12)。
zui大吸收峰在500nm以上者的熒光素(如羅達(dá)明色素)可用藍(lán)綠濾板(如B-7)激發(fā)。
近年開始采用金屬膜干涉濾板,由于針對(duì)性強(qiáng),波長(zhǎng)適當(dāng),因而激發(fā)效果比較玻璃濾更好。如西德Leitz廠的FITCKP490濾板和羅達(dá)明的S546綠色濾板,均遠(yuǎn)比玻璃濾板效果好。
激發(fā)濾板分薄厚兩種,一般暗視野選用薄濾板,亮視野熒光顯微鏡可選用厚一些。基本要求是以獲得zui明亮的熒光和的背景為準(zhǔn)。
2.壓制濾板 壓制濾板的作用是*阻擋激發(fā)光通過,提供相應(yīng)濾長(zhǎng)范圍的熒光。與激發(fā)濾板相對(duì)應(yīng),常用以下3種壓制濾板:
紫外光壓制濾板:可通過可見光、阻擋紫外光通過。能與UG-1或UG-5組合。常用GG-3K430或GG-6K460。
紫藍(lán)光壓制濾板:能通過510nm以上濾長(zhǎng)的熒光(綠到紅),能與BG-12組合。通常用OG-4K510或OG-1K530。
紫外紫光壓制濾板:能通過460nm以上波長(zhǎng)的熒光(藍(lán)到紅),可與BG-3組合,常用OG-11K470AK 490,K510。
(三)反光鏡
反光鏡的反光層一般是鍍鋁的,因?yàn)殇X對(duì)紫外光和可見光的藍(lán)紫區(qū)吸收少,反射達(dá)90%以上,而銀的反射只有70%;一般使用平面反光鏡。
(四)聚光鏡
專為熒光顯微鏡設(shè)計(jì)制作的聚光器是用石英玻璃或其他透紫外光的玻璃制成。分明視野聚光器的暗視野聚光器兩種。還有相差熒光聚光器。
1.明視野聚光器 在一般熒光顯微鏡上多用明視野聚光器,它具有聚光力強(qiáng),使用方便,特別適于低、中倍放大的標(biāo)本觀察。
2.暗視野聚光器 暗視野聚光器在熒光顯微鏡中的應(yīng)用日益廣泛。因?yàn)榧ぐl(fā)光不直接進(jìn)入物鏡,因而除散射光外,激發(fā)光也不進(jìn)入目鏡,可以使用薄的激發(fā)濾板,增強(qiáng)激發(fā)光的強(qiáng)度,壓制濾板也可以很薄,因紫外光激發(fā)時(shí),可用無(wú)色濾板(不透過紫外)而仍然產(chǎn)生黑暗的背景。從而增強(qiáng)了熒光圖像的亮度和反襯度,提高了圖像的質(zhì)量,觀察舒適,可能發(fā)現(xiàn)亮視野難以分辨的細(xì)微熒光顆粒。
3.相差熒光聚光器 相差聚光器與相差物鏡配合使用,可同時(shí)進(jìn)行相差和熒光聯(lián)合觀察,既能看到熒光圖像,又能看到相差圖像,有助于熒光的定位準(zhǔn)確。一般熒光觀察很少需要這種聚光器。
(五)物鏡
各種物鏡均可應(yīng)用,但用消色差的物鏡,因其自體熒光極微且透光性能(波長(zhǎng)范圍)適合于熒光。由于圖像在顯微鏡視野中的熒光亮度與物鏡鏡口率的平方成正比,而與其放大倍數(shù)成反比,所以為了提高熒光圖像的亮度,應(yīng)使用鏡口率大的物鏡。尤其在高倍放大 時(shí)其影響非常明顯。因此對(duì)熒光不夠強(qiáng)的標(biāo)本,應(yīng)使用鏡口率大的物鏡,配合以盡可能低的目鏡(4×,5×,6.3×等)。
(六)目鏡
在熒光顯微鏡中多用低倍目鏡,如5×和6.3×。過去多用單筒目鏡,因?yàn)槠淞炼缺入p筒目鏡高一倍以上,但目前研究型熒光顯微鏡多用雙筒目鏡,觀察很方便。
(七)落射光裝置
新型的落射光裝置是從光源來(lái)的光射到干涉分光濾鏡后,波長(zhǎng)短的部分(紫外和紫藍(lán))由于濾鏡上鍍膜的性質(zhì)而反射,當(dāng)濾鏡對(duì)向光源呈45。傾斜時(shí),則垂直射向物鏡,經(jīng)物鏡射向標(biāo)本,使標(biāo)本受到激發(fā),這時(shí)物鏡直接起聚光器的作用。同時(shí),濾長(zhǎng)長(zhǎng)的部分(綠、黃、紅等),對(duì)濾鏡是可透的,因此,不向物鏡方向反射,濾鏡起了激發(fā)濾板作用,由于標(biāo)本的熒光處在可見光長(zhǎng)波區(qū),可透過濾鏡而到達(dá)目鏡觀察,熒光圖像的亮度隨著放大倍數(shù)增大而提高,在高放大時(shí)比透射光源強(qiáng)。它除具有透射式光源的功能外,更適用于不透明及半透明標(biāo)本,如厚片、濾膜、菌落、組織培養(yǎng)標(biāo)本等的直接觀察。近年研制的新型熒光顯微鏡多采用落射光裝置,稱之為落射熒光顯微鏡。
[NextPage]
二、熒光顯微鏡標(biāo)本制作要求
(一)載玻片
載玻片厚度應(yīng)在0.8~1.2mm之間,太厚的坡片,一方面光吸收多,另一方面不能使激發(fā)光在標(biāo)本上聚集。載玻片必須光潔,厚度均勻,無(wú)明顯自發(fā)熒光。有時(shí)需用石英玻璃載玻片。
(二)蓋玻片
蓋玻片厚度在0.17mm左右,光潔。為了加強(qiáng)激發(fā)光,也可用干涉蓋玻片,這是一種特制的表面鍍有若干層對(duì)不同波長(zhǎng)的光起不同干涉作用的物質(zhì)(如氟化鎂)的蓋玻片,它可以使熒光順利通過,而反射激發(fā)光,這種反射的激發(fā)光女可激發(fā)標(biāo)本。
(三)標(biāo)本
組織切片或其他標(biāo)本不能太厚,如太厚激發(fā)光大部分消耗在標(biāo)本下部,而物鏡直接觀察到的上部不充分激發(fā)。另外,細(xì)胞重迭或雜質(zhì)掩蓋,影響判斷。
(四)封裱劑
封裱劑常用甘油,必須無(wú)自發(fā)熒光,無(wú)色透明,熒光的亮度在pH8.5~9.5時(shí)較亮,不易很快褪去。所以,常用甘油和0.5mol/l pH9.0~9.5的碳酸鹽緩沖液的等量混合液作封裱劑。
(五)鏡油
一般暗視野熒光顯微鏡和用油鏡觀察標(biāo)本時(shí),必須使用鏡油,使用特制的無(wú)熒光鏡油,也可用上述甘油代替,液體石蠟也可用,只是折光率較低,對(duì)圖像質(zhì)量略有影響。
三、使用熒光顯微鏡的注意事項(xiàng)
(1)嚴(yán)格按照熒光顯微鏡出廠說明書要求進(jìn)行操作,不要隨意改變程序。
(2)應(yīng)在暗室中進(jìn)行檢查。進(jìn)入暗室后,接上電源,點(diǎn)燃超高壓汞燈5~15min,待光源發(fā)出強(qiáng)光穩(wěn)定后,眼睛*適應(yīng)暗室,再開始觀察標(biāo)本。
(3)防止紫外線對(duì)眼睛的損害,在調(diào)整光源時(shí)應(yīng)戴上防護(hù)眼鏡。
(4)檢查時(shí)間每次以1~2h為宜,超過90min,超高壓汞燈發(fā)光強(qiáng)度逐漸下降,熒光減弱;標(biāo)本受紫外線照射3~5min后,熒光也明顯減弱;所以,zui多不得超過2~3h。
(5)熒光顯微鏡光源壽命有限,標(biāo)本應(yīng)集中檢查,以節(jié) 省時(shí)間,保護(hù)光源。天熱時(shí),應(yīng)加電扇散熱降溫,新?lián)Q燈泡應(yīng)從開始就記錄使用時(shí)間。燈熄滅后欲再用時(shí),須待燈泡充分冷卻后才能點(diǎn)燃。一天中應(yīng)避免數(shù)次點(diǎn)燃光源。
(6)標(biāo)本染色后立即觀察,因時(shí)間久了熒光會(huì)逐漸減弱。若將標(biāo)本放在聚乙烯塑料袋中4℃保存,可延緩熒光減弱時(shí)間,防止封裱劑蒸發(fā)。
(7)熒光亮度的判斷標(biāo)準(zhǔn):一般分為四級(jí),即“一”—無(wú)或可見微弱熒光。“+”—僅能見明確可見的熒光。“++”—可見有明亮的熒光。“+++”—可見耀眼的熒光。
四、熒光圖像的記錄方法
熒光顯微鏡所看到的熒光圖像,一是具有形態(tài)學(xué)特征,二是具有熒光的顏色和亮度,在判斷結(jié)果時(shí),必須將二者結(jié)合起來(lái)綜合判斷。結(jié)果記錄根據(jù)主觀指標(biāo),即憑工作者目力觀察。作為一般定性觀察,基本上可靠的。隨著技術(shù)科學(xué)的發(fā)展,在不同程度上采用客觀指標(biāo)記錄判斷結(jié)果,如用細(xì)胞分光光度計(jì),圖像分析儀等儀器。但這些儀器記錄的結(jié)果,也必須結(jié)合主觀的判斷。
熒光顯微鏡攝影技術(shù)對(duì)于記錄熒光圖像十分必要,由于熒光很易褪色減弱,要即時(shí)攝影記錄結(jié)果。方法與普通顯微攝影技術(shù)基本相同。只是需要采用高速感光膠片如ASA200以上或24。以上。因紫外光對(duì)熒光猝滅作用大,如FITC的標(biāo)記物,在紫外光下照射30s,熒光亮度降低50%。所以,曝光速度太慢,就不能將熒光圖像拍攝下來(lái)。一般研究型熒光顯微鏡都有半自動(dòng)或全自動(dòng)顯微攝影系統(tǒng)裝置。
[NextPage]
第五節(jié) 非特異性染色的消除方法
一、非特異性染色的主要因素
組織的非特異性染色的機(jī)理很復(fù)雜,其產(chǎn)生的原因主要可分為以下幾點(diǎn):
(1)一部分熒光素未與蛋白質(zhì)結(jié)合,形成了聚合物和衍化物,而不能被透析除去。
(2)抗體以外的血清蛋白與熒光素結(jié)合形成熒光素脲蛋白,可與組織成分結(jié)合。
(3)除去檢查的抗原以外,組織中還可能存在類屬抗原(如Forssman氏抗原),可與組織中特異性抗原以外之之相應(yīng)抗體結(jié)合。
(4)從組織中難于提純抗原性物質(zhì),所以制備的免疫血清中往往混雜一些抗其他組織成分的抗體,以致容易混淆。
(5)抗體分子上標(biāo)記的熒光素分子太多,這種過量標(biāo)記的抗體分子帶過多的陰離子,可吸附于正常組織上而呈現(xiàn)非特異性染色。
(6)熒光素不純,標(biāo)本固定不當(dāng)?shù)取?/p>
二、消除非特異性染色的方法
消除熒光抗體非特異性染色的方法應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生的原因采取適當(dāng)?shù)姆椒ǎS玫姆椒ㄓ幸韵聨追N:
(一)動(dòng)物臟器粉末吸收法
常用肝粉(豬、大白鼠或小白鼠),其次是骨髓粉、鼠腦粉和雞胚粉等。每毫升熒光抗體中加入肝粉50~100mg,在離心管中充分混勻,在室溫中振動(dòng)2h,4℃中過夜,再攪拌10min,高速離心(3000~15000r/min)30min,1~2次后,即可使用其上清液。吸收一般應(yīng)在臨用前進(jìn)行,吸收后之熒光抗體保存冰箱中勿超過2周。染色應(yīng)作吸收前后之比較,吸收時(shí)可先用緩沖鹽水將組織干粉浸濕,離心(3000~15000r/min)30min,除去上清液,再加入熒光抗體進(jìn)行吸收,以免消耗過多的抗體。
肝粉或新鮮細(xì)胞吸收是一種非特異性的消除方法,對(duì)熒光抗體的熒光色素和蛋白都有吸附作用。如檢查組織中的病毒抗原時(shí),也可用相同的組織干粉或勻漿沉淀物吸收之。
用臟器肝粉吸收對(duì)熒光抗體損失較多,如果根據(jù)Hiramotos氏等的方法將組織的20%生理鹽水勻漿液,用生理鹽水洗2~3次,12000r/min 10min離心沉淀,用其沉淀物吸收其熒光抗體即能*達(dá)到目的,京極方久氏認(rèn)為這樣吸收對(duì)熒光抗體幾乎沒有損失,他們常用此法,效果甚佳,吸收后放置一周左右,用時(shí)有必要再吸收一次。
【肝粉的制法】
(1)將若干只小白鼠或大白鼠放血?dú)⑺溃〕龈闻K,用生理鹽水洗2~3次,除去血液,剝掉表面的結(jié)締組織的脂肪。
(2)剪碎,用生理鹽水反復(fù)洗滌至無(wú)血色止,然后再加生理鹽水少許,用組織搗碎機(jī)或勻漿器作成勻漿。
(3)將肝勻漿裝入離心管內(nèi)(1/3左右),交換地用2~3倍量生理鹽水和丙酮反復(fù)洗滌各三次,至上清無(wú)血色止,每次完畢先用2000r/min離心沉淀15min后,再除去上清液。
(4)zui后用丙酮洗滌肝漿,再用布氏漏斗過濾,或離心沉淀,將沉淀物平鋪在潔凈的玻璃板上,37℃烤干(過夜)。
(5)在乳缽中充分研磨,用120目銅篩篩選過后,分裝,密封,低溫干燥保存。
(二)透析法
熒光素如FITC分子可以通過半透膜,而蛋白質(zhì)大分子不能透過,可將未與蛋白結(jié)合的熒光素透析除去。
(1)將標(biāo)記完畢的熒光蛋白液裝入一透析袋或玻璃紙袋內(nèi),液面稍留空隙,緊扎。
(2)浸入0.02mol/ph 7.1~7.4的PBS中(懸于大于標(biāo)記物體積約50~100倍的PBS內(nèi)),在4℃中透析,每日更換3~4次PBS,約5~7天,透析液中無(wú)熒即可(在熒光光源照射下)。
(三)葡聚糖凝膠G-50柱層析法
除游離熒光素可用2×46cm柱層析法,詳細(xì)方法參閱第二章 。加入熒光抗體15~18ml(按床體積的5%~10%加樣),使其緩慢滲入柱內(nèi),待即將全部入柱時(shí),加入PBS少許,關(guān)閉下口,停留30~40min ,使游離熒光充分進(jìn)入細(xì)篩孔中,然后再接通洗脫瓶開始滴入洗脫液。加入洗脫液一定量后,熒光抗體即向下移行,逐漸與存留于上端的游離熒光素之間拉開明顯的界線,隨著大量洗脫液的不斷加入,二者分離距離越來(lái)越大,熒光抗體zui先流出,分前、中、后三部分收集,測(cè)F/P比值,合格者合并,濃縮,分裝。洗脫液用20%磺基水楊酸測(cè)定蛋白(發(fā)生沉淀反應(yīng)),繼續(xù)洗脫,游離熒光素則相繼被洗脫下來(lái),至洗脫液中無(wú)蛋白和熒光素后,此層析柱即可再用。
若用以除去熒光抗體中的游離熒光素和硫酸銨等鹽類,可先在過柱前透析一夜,否則,NH4+太濃,在蛋白未*洗脫時(shí)即出現(xiàn)NH4+,因而影響提純與回收蛋白,一般待洗脫液出現(xiàn)蛋白時(shí),即進(jìn)行收集,之后出現(xiàn)SO4++(用1%BaCl2檢查發(fā)生白色沉淀)。zui后是NH4+,(用納氏試劑檢查呈黃棕色沉淀),待洗脫液無(wú)SO4++及NH4+后可再用。
如僅用小量熒光抗體,可用1×20cm的柱層析柱,取2g Sephadex G-50裝柱,即可過濾2~3.5ml熒光抗體。
(四)DEAE纖維素柱層析法
標(biāo)記過多或過少熒光素的抗體分子可用DEAE-纖維素柱層析法除去。方法如下:
DEAE-纖維素柱的裝柱,洗脫、再生方法等與提純IgG方法相同。裝柱所需DEAE-纖維素量以干重每克交換20~50mg標(biāo)記蛋白量為宜。常用梯度洗脫法如下:
(1)層析柱用0.01mol/L、pH7.2PB平衡,標(biāo)記物上柱后,先用0.01mol/L、pH7.2PB洗脫,洗出無(wú)色或淡綠色液體,洗脫液量(根據(jù)床體積大小每梯度乘3),然后依下列各種離子強(qiáng)度洗脫液,分別洗脫和收集:
0.01mol/L、pH7.2PBS(0.05mol/l NaCl)……洗脫部分1。
0.01mol/L、pH7.2PBS(0.01mol/l NaCl)……洗脫部分2。
0.01mol/L、pH7.2PBS(0.02mol/l NaCl)……洗脫部分3。
將此三部分收集液(每管5ml)分別測(cè)定其F/P比值,0.05mol/l NaCl pH7.2PB洗脫液280nm光密度高峰管合并,濃縮保存?zhèn)溆谩R蜻@部分非特異性染色熒光zui少,是比較好的熒光抗體。其他兩部分可以廢棄。
(2)柱上吸附的過度標(biāo)記蛋白可繼續(xù)增加NaCl的濃度至2.0mol/L洗脫完。
經(jīng)過DEAE-纖維素層析后的標(biāo)記抗體,其抗體量一般約損失50%,因此有些要求不太高的抗體,如抗細(xì)菌熒光抗體,不一定要這樣處理,可用染色效價(jià)測(cè)定的稀釋法除去非特異性染色。
(五)熒光抗體稀釋法
先測(cè)定熒光抗體特異性染色與非特異性染色的效價(jià),若二者效價(jià)相差較大,則可將熒光抗體稀釋至一臨界濃度,使特異性染色呈陽(yáng)性,而使非特異性染色保持陰性,稀釋方法和染色效價(jià)測(cè)定方法相同。
(六)純化抗原法
用各種方法提純單一成分的抗原是產(chǎn)生單價(jià)特異性抗體的zui主要條件。近代免疫化學(xué)技術(shù)(免疫吸收法)和柱層析法等提供了很大的可能性,可參考有關(guān)專著。
(七)純化抗體法---免疫吸收法
例如抗IgA血清的純化方法---免疫吸收法。如分泌型IgA(SIgA)抗原純度不高,所制的抗血清常與IgG呈交叉反應(yīng),為此需要吸收,常采用純化的人IgG戊二醛聚合物加以吸收純化。方法如下:
1.人IgG聚合物的制備 在5ml含40mg/ml人IgG的0.1mol/l pH7.0磷酸緩沖溶液中,加入2.5%戊二醛溶液1ml,邊加邊攪,5min即出現(xiàn)混濁,逐現(xiàn)大塊膠塊,放置30min后,用研缽將凝膠磨細(xì),繼用1.0mol/l pH7.0磷酸緩沖溶液反復(fù)洗滌3次,末次加蒸餾水至20ml,即為人IgG聚合物懸液。
2.免疫吸收法 將待吸收的抗SIgG血清加入待量IgG聚合物懸液,置室溫?cái)嚢?0min,離心沉淀,上清液即稀釋1倍的純化抗SIgA血清。如用IgG聚合物作少量分次吸收,其效果更好。
(八)伊文氏藍(lán)(Evans blue)襯染法
用0.01%伊文氏藍(lán)的0.01mol/l pH7.2PBS稀釋熒光抗體,可將背景細(xì)胞和組織染色,呈紅色熒光,與特異性黃綠色熒光形成鮮明的對(duì)比,減少了非特異性熒光,宜作常規(guī)應(yīng)用。伊文氏藍(lán)一般先配成1%溶液,保存于4℃,用前再稀釋至0.01%用以和然釋熒光抗體。
此外,還可以用胰酶消化組織切片或用10%牛血清蛋白封閉法等消除非特異性染色,提高特異性染