目前動物用單抗,在動物疫病診斷和檢疫、妊娠檢測、性別鑒定等方面有廣泛的應用,大多以診斷試劑(盒)的形式提供,其中核心試劑為標記的單抗。下面遠慕將介紹常用的幾種標記技術。
1.酶標記
(1)辣根過氧化物酶(HRP)標記辣根過氧化物酶(HRP)標記單抗和多克隆抗體的常用方法是過碘酸鈉法。其原理是HRP的糖基用過碘酸鈉氧化成醛基,加入抗體IgG后該醛基
與IgG氨基結合,形成Schiff氏堿。為了防止HRP中糖的醛基與其自身蛋白氨基發生偶合,在用過碘酸鈉氧化前先用二硝基氟苯阻斷氨基。氧化反應末了,用硼qin化鈉穩定Schiff氏堿。
這里介紹兩種程序。
程序一:
①將5mg HRP溶于0.5mL 0.1mol/L NaHCO3溶液中;加0.5mL 10mmol/L NaIO4溶液,混勻,蓋緊瓶塞,室溫避光作用2h。
②加0.75mL 0.1mol/L Na2CO3混勻。
③加入0.75mL小鼠已處理的腹水,或純化單抗等(15mg/mL),混勻。
④稱取Sephadex G25干粉0.3g,加入一支下口墊玻璃棉的5mL注射器外簡內;隨后將上述交聯物移入注射器外套;蓋緊,室溫作用(避光)3h或4℃過夜。
⑤用少許PBS將交聯物全部洗出,收集洗出液,加1/20體積新鮮配制的5mg/mL NaBH4溶液,混勻,室溫作用30min;再加入3/20體積NaBH4溶液,混勻,室溫作用1h(或4℃過夜)。
⑥將交聯物過Sephadex G200或Sepharose 6B(2.6cm×50cm)層析純化,分管收集第一峰。
⑦酶結合物質量鑒定:
克分子比值測定
酶量(mg/mL)=OD403×0.4
IgG量(mg/mL)=(OD280—OD403×0.3)×0.62
克分子比值(E/P)=酶量×4/IgG量,一般在1~2
酶結合率=酶量×體積/抗體
標記率一般為0.3~0.6,即1~2個HRP分子結合在一個抗體分子上,標記率可大于0.6,0.8,0.9;OD403/OD280等于0.4時,E/P約為1。
標記率=OD403/OD280
酶活性和抗體活性的測定可應用ELISA法、免疫擴散、DAB—H2O2顯色反應測定酶結合物的酶活性,抗體活性及效價、特異性。
⑧HlRP抗體結合物的保存:加入等量甘油后,小量分裝一20℃存放,防止反復凍融;或加入等量60%甘油4℃保存;不宜加。NaN3或酚防腐,否則會影響酶活性。必要時凍干保存,以BSA或脫脂牛奶作保護劑。
程序二;
①將5mg HRP溶于0.3mol/L pH8.1 NaHCO3溶液中,加入1%二硝基氟苯無水乙醇溶液0.1mL,室溫攪拌作用1h,以封閉HRP分子上的a和ε氨基。
②再加1mL 0.06mo1/L過碘酸鈉溶液,在室溫中避光輕攪30min,溶液呈黃綠色;隨后加1mL 0.06mol/L乙二醇,輕攪1h,中止氧化反應。
③移入透析袋中,在1000mL 0.01moI/L pH9.5碳酸鹽緩沖液中,4℃透析過夜,更換三次緩沖液,注意避光。
④吸取上述醛化好的HRP溶液3mL,加入5mgIgG的碳酸鹽緩沖液1mL,室溫輕攪2~3h,避光;加入5mgNaBH4,4℃放置3h或過夜,或換用乙醇胺(2mol/L pH9.5)0.2mL,作用7h。
⑤再移入透析袋中,在0.02mol/L pH7.4 PBS中透析24h,更換3次緩沖液。
⑥用3000r/min離心30min,除去沉淀物。上清液再用半飽和硫酸銨鹽析3次,沉淀用少許PBS溶解,透析或層析除鹽,必要時進一步層析純化。
其余步驟同程序一⑦⑧。
(2)堿性磷酸酶(AP)標記堿性磷酸酶(AP)用于標記抗體,常用戊二醛一步法,將酶和單抗混合,再加入適量戊二醛,使酶和抗體蛋白的NH2分別與兩個醛基結合,制備成締合物。該法簡便,但所得產物不均一,抗體活性損失大,酶標記率低。其程序如下:
①將5mgAP加入1mL抗體溶液(2mg/mL)中溶解,裝入透析袋,于4℃對0.01mol/L pH7.2PBS透析18h,換液3次。
②加入2.5%戊二醛20μL,室溫作用1~2h,4℃對PBS透析過夜,其間換液3次。
③換用0.05mol/L pH8.0 Tri-PHCl緩沖液透析,4℃過夜,換液3次。
④取出標記抗體,用含1% BSA的 Tris—HCl緩沖液稀釋至4mL,即為AP標記物原液。
⑤每毫升中加入0.4mL甘油,小量分裝,保存備用。
(3)PAP、APAAP的制備PAP(過氧化物酶~抗過氧化物酶橋聯酶標技術)、APAAP(堿性磷酸酶一抗堿性磷酸酶橋聯酶標技術)的制備對于日益廣泛使用單抗的免疫細胞化學有重要意義。現在已有商品化的小鼠、大鼠、豚鼠、山羊、綿羊和兔PAP、APAAP試劑供應,只要配以相應的橋抗體,即可非常便利地應用單抗。因為PAP法和APAAP法不用任何化學交聯劑處理酶和抗體,它們的活性均不受化學因素的影響,提高了敏感性和特異性。PAP和APAAP試劑的制備方法常采用先將HRP或AP加入抗HRP或AP的抗血清或單抗中而獲得免疫沉淀物,再加入酶鹽水.過量的酶有助于免疫沉淀物的解離反應,調pH至2.3,隨后立即中和,除去不溶解的沉淀物后,加入半飽和硫酸銨,純化PAP或APAAE。艱據需要還可將PAP和APAAP試劑先與相應橋抗體結合后,再與特定單抗組成完整的診斷試劑,這樣,單抗即可一步法用于診斷或檢測試驗等。
2.熒光素標記
(1)異硫氰酸熒光素(FITC)標記FITC標記抗體的原理是在堿性條件下,FITC的異硫氰基能與IgG的自由氨基結合,形成IgG與熒光素的結合物。FITC是常用的熒光素,其次選用TRITC(四甲基異硫氰酸羅丹明)。FITC和TRITC是常用的雙標記組合。其標記步驟如下:
①以碳酸鹽緩沖液(pH9.3,Na2CO3 8.6g,NaHCO3 17.3g,蒸餾水1000mL)凋整抗體濃度至10mg/mL。
②取5mL抗體溶液置于10mL小燒杯中。
③稱取1mg FITC溶于0.2mL DMSO中,待溶解后立即緩慢滴加于抗體液內,邊加邊輕攪;其后室溫避光作用2h。
④將交聯物經SephadexG25或G50柱層析除去游離的熒光素;分管收集第一峰為標記的抗體。
⑤FITC的結合物質量鑒定
IgG量(mg/mL)=(OD280—OD495×0.35)/1.4
F/P=2.87×OD495/(OD280一OD495×0.35)
一般來說,FITC對抗體的摩爾比為3;1時適合于組織切片染色,為(5~6):1時適合于細胞懸液染色。以標記抗體染色各種抗原,測定其特異性染色滴度和非特異染色的程度。
⑥標記抗體的保存:宣保存于4℃,加NaN3防腐。
(2)異硫氰酸羅丹明(TRITC)標記基本與FITC標記相同。
3.同位素標記
必須強調的是在使用同位素標記單抗或其他蛋白之前,應掌握同位素操作和防護知識。
正常情況下應包括避免物理的接觸和對r-射線照射的有效保護,操作和使用同位素標記抗體時,應利用防護裝置,并合理處置含放射性的廢料。
(1)碘標記用碘標記抗體是一種有效的標記方法。l25I衰變產生低能的γ和X射線,很容易被檢測出來,而其60d的半衰期保證足夠的有效使用期,且能很方便地處理放射廢料。
常用的碘標記方法是氯胺T法,即將氧化劑氯胺T加入抗體和碘化物的溶液中,Na125I在氯胺T作用下I轉化成I2,游離、I2可與抗體分子中酪an酸和一些組an酸發生鹵化反應,用還原劑和游離酪an酸終止反應,經凝膠過濾將標記的抗體與碘化酪an酸及還原劑分離開。其主要操作步驟如下:
①在進行標記之前,先選用截流分子質量為20000~50000的凝膠,制備1mL凝膠柱,然后分別用10倍體積的1%BSA/PBS/0.02%疊氮鈉和PBS洗滌柱體,封住柱下口,備用。
②加入10μg純化單抗至含有25μL 2.5mol/L磷酸鈉(pH7.5)的1.5mL指形管內。隨后,加入500μCi Na125I混勻。
③加入25μL新配制的2mg/mL氯胺T。室溫放置60s。再加入50μL氯胺T終止液(含2.4mg/mL偏重亞硫酸鈉,10mg/mL酪an酸,10%甘油和0.1%環乙烷酰二甲苯的PBS)。
④將上述碘標記物上樣在凝膠柱表面,小心放開柱體下口,用1.5mL指形管收集。當碘標記物全部進入柱體,加入0.3mL含0.03%疊氮鈉的PBS,用另一指形管收集0.3mL,然后再加0.3mL 0.03% NaN3 PBS,下口收集0.3mL,重復進行,同時用同位素檢測儀測定標記與未標記的單抗。標記抗體在第二至第四管出現。無害化處理柱子和非單抗標記部分。
⑤將標記單抗保存于4℃可使用6周。
(2)生物合成法標記將雜交瘤細胞培養在含有放射性前體的培養基中,隨著抗體分子的合成、組裝,同位索會標記在抗體分子的初級氨基酸鏈上,本方法不會導致抗體活性的喪失。
其主要步驟是:
①離心收集處于對數生長期的雜交瘤細胞,需2×106個細胞。以預熱37℃不含甲硫an酸的培養基洗滌上述細胞。
②用含2%PBS不含甲硫an酸的培養基懸浮雜交瘤細胞至106個/mL,加入35S甲硫an酸(每次加入100μ Ci可產生105~106cpm的抗體)。
③經CO2培養箱中培養過夜,離心后,吸出培養上清液,分別加入1/20體積的1mol/L Tris(pH8.0)及疊氮鈉至濃度0.02%。該標記抗體可按純化單抗方法進行。
4.生物su標記
生物索標記反應常用生物索琥珀酰亞胺酯進行。生物su是與抗體分子的游離賴an酸等發生偶聯反應而完成標記。其主要步驟是:
(1)用二甲基亞砜配制10mg/mL的N羥琥珀酰亞胺生物su(應根據需要選用不同大小和間臂長的生物索化琥珀酰酯)。
(2)用硼酸鈉緩沖液(0.1mol/L,pH8.0)稀釋單抗溶液至1~3mg/mL。
(3)每毫克抗體加入25~250μg的生物索酯,混勻后,室溫作用4h。
(4)按每250μg生物su酯加入20μL 1mol/LNH4Cl終止反應,室溫放置10min。
(5)以PBS充分透析除去游離生物su,標記抗體凍存。
5.其他標記技術
適用于蛋白質的其他標記方法也可用于單抗,如膠體金標記、化學發光標記、SPA標記、鐵蛋白標記等