第四章免疫荧光细胞化学技术课件.ppt
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- 第四 免疫 荧光 细胞 化学 技术 课件
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1、第四章免疫荧光细胞化学技术免疫荧光细胞化学技术免疫荧光细胞化学技术(immunofluorescenceimmunofluorescence cytochemistrycytochemistry)采用荧光素标记的已知抗体或抗原作为探针,采用荧光素标记的已知抗体或抗原作为探针,检测待测细胞或组织内的靶抗原或抗体,形成带有荧检测待测细胞或组织内的靶抗原或抗体,形成带有荧光素的抗原抗体复合物。利用荧光显微镜观察标本,光素的抗原抗体复合物。利用荧光显微镜观察标本,根据组织细胞中荧光物质的存在,确定抗原或抗体的根据组织细胞中荧光物质的存在,确定抗原或抗体的性质并定位,以及利用定量技术测定含量。性质并定位
2、,以及利用定量技术测定含量。荧光抗体法:荧光抗体法:用荧光抗体示踪或检查相应抗原的方法。用荧光抗体示踪或检查相应抗原的方法。较常用较常用荧光抗原法:荧光抗原法:用已知的荧光抗原标记物示踪或检查相应抗体的方法。用已知的荧光抗原标记物示踪或检查相应抗体的方法。荧光抗体法荧光抗体法+荧光抗原法荧光抗原法=免疫荧光细胞(组织)技术免疫荧光细胞(组织)技术免疫荧光细胞化学技术免疫荧光细胞化学技术包括荧光抗体法和荧光抗原法包括荧光抗体法和荧光抗原法v免疫荧光细胞化学方法:免疫荧光细胞化学方法:直接法、间接法、补体法直接法、间接法、补体法v免疫荧光染色标本制备:免疫荧光染色标本制备:涂片、印片、细胞单层培养
3、物、组织切片涂片、印片、细胞单层培养物、组织切片 经适当固定后染色,或不固定直接染色。经适当固定后染色,或不固定直接染色。存档蜡块:存档蜡块:不能再用以免疫荧光染色不能再用以免疫荧光染色 存档的存档的HEHE染色标本染色标本:褪去盖片和颜色,再作免疫荧光或其它免疫细胞化学褪去盖片和颜色,再作免疫荧光或其它免疫细胞化学的染色。的染色。主要内容主要内容一、荧光的特征一、荧光的特征二、荧光素二、荧光素三、荧光素标记抗体的方法三、荧光素标记抗体的方法四、荧光抗体的质量鉴定四、荧光抗体的质量鉴定五、免疫荧光组化染色方法五、免疫荧光组化染色方法六、荧光显微镜六、荧光显微镜七、非特异性荧光的消除方法七、非特
4、异性荧光的消除方法 八、八、免疫荧光细胞化学的对照染色免疫荧光细胞化学的对照染色 九、激光扫描共聚焦显微镜九、激光扫描共聚焦显微镜一、荧光的特征一、荧光的特征 分子都含有电子,电子在不停地运动着。根据量子理论,运分子都含有电子,电子在不停地运动着。根据量子理论,运动着的电子可以处于一系列不连续的能量状态中,电子遵守一定的规则,动着的电子可以处于一系列不连续的能量状态中,电子遵守一定的规则,要以从一个能级向另一能级跃迁,并伴随着与能级差相对应的特定能量要以从一个能级向另一能级跃迁,并伴随着与能级差相对应的特定能量的吸收或释放。的吸收或释放。激发激发:当电子吸收能量跃迁到较高能当电子吸收能量跃迁到
5、较高能级,这个过程叫激发。级,这个过程叫激发。发射发射:以辐射方式跃迁时,能量转化以辐射方式跃迁时,能量转化成相应波长的光,这个过程叫发射。成相应波长的光,这个过程叫发射。v荧光荧光 (fluorescence)跃迁到激发态的电子,大多处于单重激发态。如果电子直接从单重跃迁到激发态的电子,大多处于单重激发态。如果电子直接从单重激发态以辐射方式跃迁到基态,由于单重激发态很不稳定,半衰期很短,激发态以辐射方式跃迁到基态,由于单重激发态很不稳定,半衰期很短,发射持续的时间也很短,这种发射光,叫荧光。发射持续的时间也很短,这种发射光,叫荧光。即指一个分子或原子吸收了给予的能量后即刻引起发光,停止能量供
6、即指一个分子或原子吸收了给予的能量后即刻引起发光,停止能量供给,发光也瞬时停止给,发光也瞬时停止(一般持续一般持续lOlO-7-7lOlO-8-8s)s)。二二 荧光素荧光素 能够产生荧光并能作为染料的化合物称为荧光素;能够产生荧光并能作为染料的化合物称为荧光素;必须具备:吸收激发光的光能并发射荧光。必须具备:吸收激发光的光能并发射荧光。1 1 具备用于标记抗体的荧光素条件具备用于标记抗体的荧光素条件 (1)(1)应具有与蛋白质分子形成应具有与蛋白质分子形成共价键共价键的化学基团,结合后不易离解,而未的化学基团,结合后不易离解,而未 结合的色素及其降解产物易排除。结合的色素及其降解产物易排除。
7、(2)(2)荧光效率高,与蛋白质结合后荧光素质量下降不多。荧光效率高,与蛋白质结合后荧光素质量下降不多。(3)(3)标记后对抗体的免疫学性质和生化性质无影响。标记后对抗体的免疫学性质和生化性质无影响。(4)(4)结合方法简便而快速,并且较稳定。结合方法简便而快速,并且较稳定。(5)(5)荧光素容易溶解,溶解后不会和其他物质发生化学反应。荧光素容易溶解,溶解后不会和其他物质发生化学反应。(6)(6)荧光颜色与背景组织的自发荧光颜色对比鲜明,能清晰判断结果。荧光颜色与背景组织的自发荧光颜色对比鲜明,能清晰判断结果。(1)(1)异硫氰酸荧光素异硫氰酸荧光素(FITC)(FITC)呈黄色、橙黄或褐黄色
8、粉末或结晶,性质稳定,在室温下能保存呈黄色、橙黄或褐黄色粉末或结晶,性质稳定,在室温下能保存2 2年以年以上,在低温中可保存多年。易溶于水和酒精。呈现上,在低温中可保存多年。易溶于水和酒精。呈现黄绿色黄绿色荧光。荧光。在碱性条件下,在碱性条件下,FITCFITC的异硫氰酸基在水溶液中与免疫球蛋白的自由氨的异硫氰酸基在水溶液中与免疫球蛋白的自由氨基经碳酰胺化而形成硫碳氨基键基经碳酰胺化而形成硫碳氨基键,成为标记荧光免疫球蛋白,即荧光抗体。成为标记荧光免疫球蛋白,即荧光抗体。一个一个IgGIgG分子最多能标记分子最多能标记15-2015-20个个FITCFITC分子分子2 2 荧光素的种类:荧光素
9、的种类:最大吸收光谱:最大吸收光谱:490490495nm495nm,最大发射光谱:最大发射光谱:520520530nm530nm。分子量:分子量:389.4KD389.4KDv(2)(2)四乙基罗达明四乙基罗达明(RB200)(RB200)褐红色粉末,不溶于水,易溶于酒精和丙酮,性质稳定,可长期保存。呈褐红色粉末,不溶于水,易溶于酒精和丙酮,性质稳定,可长期保存。呈明明亮橙红色亮橙红色荧光。荧光。RB200RB200在五氯化磷在五氯化磷(PCl(PCl5 5)作用下转变成磺酰氯,在碱性作用下转变成磺酰氯,在碱性条件下易与蛋白质的赖氨酸一氨基反应结合而标记在蛋白分子上。条件下易与蛋白质的赖氨酸
10、一氨基反应结合而标记在蛋白分子上。最大吸收光谱最大吸收光谱:570nm:570nm最大发射光谱最大发射光谱:596:596600nm600nm分子量:分子量:580KD580KD(3)(3)四甲基异硫氰酸罗达明四甲基异硫氰酸罗达明(TMRITC)(TMRITC)紫红色粉末,紫红色粉末,罗达明的衍生物,易溶于水,罗达明的衍生物,易溶于水,性质较稳定。呈性质较稳定。呈橙红色荧橙红色荧光光,与,与FITCFITC的黄绿色荧光对比清晰,与蛋白质结合方式同的黄绿色荧光对比清晰,与蛋白质结合方式同FITCFITC。它可。它可用于用于双标记双标记示踪研究。示踪研究。最大吸收光谱最大吸收光谱:550nm:55
11、0nm 最大发射光谱最大发射光谱:620nm:620nm (4)4-(4)4-乙酰胺乙酰胺-4-4-异硫氰酸异硫氰酸-2-2-硫酸芪(硫酸芪(SITSSITS)-蓝色荧光蓝色荧光(5)(5)得克萨斯红(得克萨斯红(Texas redTexas red)(6)(6)藻红素藻红素R R(7)(7)花青(花青(Cyanine,Cy2Cyanine,Cy2绿色绿色,Cy3,Cy3红色红色,Cy5,Cy5)v三、荧光素标记抗体的方法三、荧光素标记抗体的方法(一一)FITC)FITC标记抗体的方法标记抗体的方法1 1 MarsshallMarsshall法法(1)(1)原理:原理:当当FITCFITC在碱
12、性溶液中与抗体反应时,主要是抗体分子上的赖在碱性溶液中与抗体反应时,主要是抗体分子上的赖氨酸氨酸-氨基与氨基与FITCFITC上硫碳胺键结合,一个上硫碳胺键结合,一个IgGIgG分子中有分子中有8686个赖氨酸残基,个赖氨酸残基,一般最多能结合一般最多能结合15152020个。个。荧光素荧光素FITC-NC N-蛋白质蛋白质 FITC-N C N-蛋白质蛋白质 S H H H S H (2)(2)操作流程操作流程 抗体与荧光素比例为抗体与荧光素比例为50-100:150-100:1抗体的准备:抗体的准备:20mg/ml(20mg/ml(抗体抗体+生理盐水生理盐水+碳酸盐缓冲液)碳酸盐缓冲液)碳
13、酸盐缓冲液为总量的碳酸盐缓冲液为总量的1/101/10。荧光素的准备:根据欲标记的蛋白总量,每毫克加入荧光素的准备:根据欲标记的蛋白总量,每毫克加入0.01mgFITC0.01mgFITC 结合(标记):边搅拌边将称取的荧光素加入抗体溶液中(结合(标记):边搅拌边将称取的荧光素加入抗体溶液中(5-10min)。避免粘于瓶壁或搅拌棒上,继续搅拌避免粘于瓶壁或搅拌棒上,继续搅拌12-18h12-18h,44 透析:离心去沉淀,装入透析袋透析:离心去沉淀,装入透析袋pH8.0pH8.0缓冲盐水透析过夜,缓冲盐水透析过夜,0-40-4 过柱:葡萄糖凝胶过柱:葡萄糖凝胶G50G50或或 G25G25柱柱
14、 分离游离荧光素分离游离荧光素保存保存 4-404-40等量甘油分装保存。等量甘油分装保存。v2 Chadwick2 Chadwick法法v3 3 改良法改良法v4 4 透析标记法透析标记法v四、荧光抗体的质量控制四、荧光抗体的质量控制主要进行特异性和敏感性两个方面的鉴定。主要进行特异性和敏感性两个方面的鉴定。1 1 特异性染色效价测定特异性染色效价测定-与相应抗原标本染色与相应抗原标本染色 直接染色:倍比稀释荧光抗体直接染色:倍比稀释荧光抗体1:21:2,1:4,1:81:4,1:8,“+”的最大稀释度为染的最大稀释度为染色滴度,实际染色可取低色滴度,实际染色可取低1-21-2稀释度,如染色
15、滴度稀释度,如染色滴度1:641:64,实际为,实际为1:321:32或或1:161:16;间接染色:间接染色:“+”的最大稀释度为染色滴度。的最大稀释度为染色滴度。2 2 非特异性染色测定非特异性染色测定-与相类似抗原标本染色与相类似抗原标本染色3 3 吸收试验吸收试验-在荧光抗体中加入过量抗原,吸收后再用相应抗原阳性在荧光抗体中加入过量抗原,吸收后再用相应抗原阳性 标本染色,结果无明显阳性荧光。标本染色,结果无明显阳性荧光。4 F/P4 F/P比值的测定方法比值的测定方法F F(荧光素)和(荧光素)和P P(抗体蛋白)的克分子比值反映荧光抗体的特异性染色质量,(抗体蛋白)的克分子比值反映荧
16、光抗体的特异性染色质量,F/P=1-2F/P=1-2,过高过高-非特异染色增强;非特异染色增强;过低过低-荧光很弱,降低敏感性。荧光很弱,降低敏感性。荧光抗体的保存荧光抗体的保存v0-40-4或或-20-20低温保存,防止抗体活性降低和蛋白变性;低温保存,防止抗体活性降低和蛋白变性;v加入防腐剂:硫柳汞或叠氮钠;加入防腐剂:硫柳汞或叠氮钠;v小量分装;小量分装;v真空干燥后更易长期保存。真空干燥后更易长期保存。1 1 直接法直接法 (1 1)基本原理)基本原理 用已知特异性抗体与荧光素结合,制成荧光特异性抗用已知特异性抗体与荧光素结合,制成荧光特异性抗体,直接与细胞或组织中相应抗原结合,在荧光
17、显微镜下即可见抗原存在部体,直接与细胞或组织中相应抗原结合,在荧光显微镜下即可见抗原存在部位呈现特异性荧光。位呈现特异性荧光。特点:特点:适合做细菌、螺旋体、原虫、真菌及浓度较高的蛋白质抗原如肾、皮适合做细菌、螺旋体、原虫、真菌及浓度较高的蛋白质抗原如肾、皮肤的检查和研究。但一种荧光抗体只能检查一种抗原,敏感性较低肤的检查和研究。但一种荧光抗体只能检查一种抗原,敏感性较低五、荧光抗体染色方法五、荧光抗体染色方法适用标本:涂片、印片、细胞单层培养物或组织切片,经适当固定或不固定;适用标本:涂片、印片、细胞单层培养物或组织切片,经适当固定或不固定;方法:直接法、间接法、补体法方法:直接法、间接法、
18、补体法 (2 2)器材)器材 荧光显微镜,恒冷箱切片机,剪刀,镊子,载玻片荧光显微镜,恒冷箱切片机,剪刀,镊子,载玻片。(3 3)材料和试剂)材料和试剂 FITCFITCsIgsIg;0.01MPBS(Ph7.2).2);100%100%丙酮;甘油缓冲液。丙酮;甘油缓冲液。(4 4)操作步骤)操作步骤 1 1)恒冷箱切片,厚)恒冷箱切片,厚5m5m,风吹干燥,风吹干燥30min30min。2 2)100100冷丙酮固定冷丙酮固定lOminlOmin。3 3)0.01M PBS0.01M PBS漂洗漂洗3 3次,次,5min/5min/次。次。4 4)滴加)滴加1 1:5050100100的的F
19、ITCFITCsIgsIg,室温或,室温或3737湿盒内染色湿盒内染色30min30min。5 5)0.01M PBS0.01M PBS漂洗漂洗3 3次,次,5min/5min/次。次。6 6)封片,镜检。)封片,镜检。7 7)阴性对照:采用正常血清染色,结果为阴性。)阴性对照:采用正常血清染色,结果为阴性。(5 5)结果)结果 荧光显微镜下观察,呈现黄绿色荧光部分为阳性细胞。荧光显微镜下观察,呈现黄绿色荧光部分为阳性细胞。2 2 间接法间接法(1 1)基本原理)基本原理先用先用未标记特异性抗原未标记特异性抗原与细胞或组织内抗体反应,再用此与细胞或组织内抗体反应,再用此抗原的特异性荧光抗体抗原
20、的特异性荧光抗体与结合在细胞内抗体上的抗原相结合,抗原夹在细胞与结合在细胞内抗体上的抗原相结合,抗原夹在细胞抗体与荧光抗体之间,故称夹心法。抗体与荧光抗体之间,故称夹心法。优点:优点:只需制备一种荧光抗体可检出多种抗原,敏感性较高,能解决一只需制备一种荧光抗体可检出多种抗原,敏感性较高,能解决一些不易制备动物免疫血清的病原体(麻疹)等的研究和检查,广泛应用于自些不易制备动物免疫血清的病原体(麻疹)等的研究和检查,广泛应用于自身抗体和感染病人血清的检验。身抗体和感染病人血清的检验。缺点:缺点:非特异性着色机会较多,染色时间长。非特异性着色机会较多,染色时间长。(2 2)操作步骤:)操作步骤:1
21、1)切片或涂片固定后,置于染色湿盒内;)切片或涂片固定后,置于染色湿盒内;2 2)滴加)滴加未标记的特异性抗原未标记的特异性抗原作用切片于作用切片于3737,30min30min;3 3)PBSPBS漂洗漂洗3 3次,次,5min/5min/次;次;4 4)滴加)滴加FITCFITCsIgsIg再作用切片于再作用切片于3737,30min30min;5 5)PBSPBS漂洗漂洗3 3次,次,5min/5min/次。次。6 6)缓冲甘油封固,镜检。)缓冲甘油封固,镜检。7 7)封片,)封片,阴性对照:用正常血清代替一抗,其余步骤同上。阴性对照:用正常血清代替一抗,其余步骤同上。结果结果 黄绿色荧
22、光处即阳性细胞分布部位。黄绿色荧光处即阳性细胞分布部位。3 3 补体法补体法用用特异性抗体和补体混合液特异性抗体和补体混合液与标本上的抗原反应,补体就结合在抗原抗与标本上的抗原反应,补体就结合在抗原抗体复合物上,再用体复合物上,再用荧光标记的抗补体的抗体荧光标记的抗补体的抗体与补体结合,从而形成与补体结合,从而形成抗原抗原抗体抗体补体补体抗补体荧光复合物抗补体荧光复合物。荧光显微镜下所见阳性荧光即为抗原所。荧光显微镜下所见阳性荧光即为抗原所在部位。在部位。特点:特点:很敏感,且不受特异性抗体种属的限制,适用于各种动物抗体的很敏感,且不受特异性抗体种属的限制,适用于各种动物抗体的检查方法。检查方
23、法。方法:方法:1 1)涂片或冰冻切片固定,)涂片或冰冻切片固定,PBSPBS水洗;水洗;2 2)滴加免疫血清和补体等量混合液,)滴加免疫血清和补体等量混合液,3737,30min30min;3 3)PBSPBS洗涤;洗涤;4 4)滴加)滴加抗补体荧光抗体抗补体荧光抗体3737,30min30min;5 5)水洗,缓冲甘油封固。)水洗,缓冲甘油封固。适用:肾穿刺组织活检诊断等;适用:肾穿刺组织活检诊断等;形态小的立克体、病毒颗粒或低浓度抗原。形态小的立克体、病毒颗粒或低浓度抗原。4 4 双重免疫荧光染色法双重免疫荧光染色法适用:适用:在同一细胞组织标本上需要同时显示两种抗原。在同一细胞组织标本
24、上需要同时显示两种抗原。方法:方法:如如A A抗原的抗体抗原的抗体-FITC-FITC 标记,标记,B B抗原的抗体抗原的抗体-RB200-RB200标记。标记。(1)(1)一步双染法一步双染法 将两种标记抗体按适当比例混合(将两种标记抗体按适当比例混合(A+B)A+B);直接法进行染色反应。直接法进行染色反应。(2)(2)二步双染法二步双染法 先用先用RB200RB200标记的标记的B B抗体抗体,不必洗去;不必洗去;再用再用FITCFITC标记的标记的A A抗体染色;抗体染色;按间接法进行。按间接法进行。结果:结果:A A抗原呈黄绿色荧光;抗原呈黄绿色荧光;B B抗原呈桔红色荧光。抗原呈桔
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