1.抗體的制備:
?? 特異性高、親和力強的高效價抗體是獲得理想的免疫標(biāo)記結(jié)果的首要條件要??贵w可購買或自己制備。大分子完全抗原,可直接免疫動物如家兔、山羊、豚鼠、小鼠來獲得抗體。半抗原,用偶聯(lián)劑使半抗原與大分子物質(zhì)結(jié)合成復(fù)合物,再去免疫動物產(chǎn)生抗體,大分子物質(zhì)稱為載體蛋白,以甲狀腺球蛋白、牛血清白蛋白或血藍(lán)蛋白最為常用。偶聯(lián)劑為戊二醛或碳二酰亞胺等。目前細(xì)胞雜交瘤技術(shù)制備的單克隆抗體最為理想。
2.標(biāo)本的處理
A、為了既能將抗原準(zhǔn)確定位甚至定量,又能觀察到近似于生活狀態(tài)下的細(xì)胞超微結(jié)構(gòu),必須選擇合適的固定劑,慎重處理樣品。
1)單細(xì)胞:培養(yǎng)細(xì)胞或血細(xì)胞應(yīng)隨用隨取。懸浮培養(yǎng)細(xì)胞可先離心(800 rpm,5 min),用磷酸緩沖鹽溶液(PBS)洗1次后進(jìn)行固定。貼壁細(xì)胞則可先將其培養(yǎng)在玻片上,用PBS輕輕沖洗后立即固定,也可用胰酶將細(xì)胞消化下來,按懸浮培養(yǎng)細(xì)胞的制備方法制備。
2)組織:取組織塊時做到越快越好,最好在沒有停止血流前就取材。若觀察的對象為肺、大腦、脊髓或內(nèi)分泌器官等比較柔軟的組織,應(yīng)先做灌注固定,再用銳利的刀片將其切成約2 mm×2 mm×l mm大小的組織塊,切時要避免擠壓與牽拉,然后投入到固定液中繼續(xù)固定。
3)固定: 固定劑常會對抗原的活性產(chǎn)生不同程度影響,為了保存細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)和抗原的活性,應(yīng)通過預(yù)試驗,確定固定劑的種類、濃度、溫度、pH及固定時間和方式,可用已知效價的抗原進(jìn)行試驗,選擇合適的固定方法。
B、以下是常用的免疫電鏡標(biāo)本固定液的類型
(1)多聚甲醛-戊二醛固定液(簡稱PG):1%多聚甲醛對組織細(xì)胞的抗原性影響不大,若加入超過0.1%戊二醛,抗原性就會迅速減弱;當(dāng)戊二醛的濃度低到0.01%~0.05%時,對抗原性的影響便不顯著,而細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的保存也可獲得很大改善。所以推薦用1%多聚甲醛加0.01%~0.05%戊二醛作為免疫電鏡標(biāo)本的固定劑,固定時間為4~5 h。對有些抗原性較強的標(biāo)本,也可采用4%多聚甲醛加0.05%~0.5%戊二醛進(jìn)行固定。某些抗原對戊二醛極其敏感,固定液只能用2~4%多聚甲醛,而不能加戊二醛。不充分的固定會造成抗原提取或移位,同時醛類等交聯(lián)固定劑會改變蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)而影響其抗原性,所以在不明顯影響抗原性的前提下,選擇合適的固定濃度和時間,盡可能強一些為好。
(2)過碘酸鹽-賴氨酸-多聚甲醛混合固定液(簡稱PLP):PLP液含0.01 mol/L過碘酸鈉、0.075mol/L賴氨酸、2%多聚甲醛及0.037mol/L磷酸緩沖液。其機制是借助過碘酸鹽氧化抗原,一般為糖蛋白的糖類部分,使其羥基變?yōu)槿┗?,這樣賴氨酸的雙價氨基就能與醛基結(jié)合從而把抗原交聯(lián)起來。由于大多數(shù)組織抗原含蛋白質(zhì)與糖類,抗原決定簇位于蛋白部分,該固定劑有選擇性地固定糖類,這樣既穩(wěn)定了抗原,又不影響抗原決定簇與抗體的結(jié)合。加入低濃度的多聚甲醛則能穩(wěn)定蛋白與脂類。因為賴氨酸價格較貴,此固定液不如PG固定液經(jīng)濟。
(3)苦味酸-多聚甲醛-戊二醛固定液(簡稱PAPG):PAPG液含4%多聚甲醛、15%(V/V)苦味酸、0.5%戊二醛、pH為7.3??辔端岽┩秆杆?,可在不影響抗原活性的前提下固定蛋白質(zhì),改善對膜和胞質(zhì)的保存。特別是不能采用高濃度的戊二醛與鋨酸做后固定時(如包埋后的免疫標(biāo)記),在前固定液中加入苦味酸對超微結(jié)構(gòu)的保存有很大幫助。
C、固定方法與時間
1)灌注固定:這是固定效果最好的方式,能使超微結(jié)構(gòu)得到很好的保存。以大鼠為例,麻醉后,用注射針頭經(jīng)左心室向主動脈灌注固定液,靜脈壓為120mm Hg柱,在5~15 min內(nèi)每200g體重灌注150 ml固定液。
2)浸沒固定:將手術(shù)或灌注后切成的標(biāo)本塊浸沒在固定液中固定,浸沒固定時間常為2~5h,游離細(xì)胞固定0.5~1h。
3)包埋,包埋劑類型:環(huán)氧樹脂包埋劑和低溫包埋劑。
1)包埋前免疫標(biāo)記
即對已固定的樣品先進(jìn)行免疫標(biāo)記,然后進(jìn)行包埋、超薄切片并觀察結(jié)果,一般選用環(huán)氧樹脂包埋劑。環(huán)氧樹脂本質(zhì)是疏水性的,在包埋前樣品必須先進(jìn)行完全脫水,然后在溫箱中進(jìn)行熱聚合。熱聚合會使大多數(shù)抗原變性,因此該包埋劑不適用于包埋后免疫標(biāo)記。
2)包埋后免疫標(biāo)記
指組織標(biāo)本經(jīng)固定及樹脂包埋,制作成超薄切片后再進(jìn)行免疫化學(xué)標(biāo)記的方法,此方法多用低溫包埋劑,如Lowicryl系列包埋劑、LR White包埋劑和LRGold包埋劑。這三種包埋劑均能在低溫下(-35℃~-80℃)用紫外光(波長315~360nm)進(jìn)行聚合,避免了高溫對抗原性的負(fù)面影響,提高了陽性標(biāo)記率,而且對膠體金的非特異性吸附少,對溫度敏感的抗原應(yīng)選擇使用低溫包埋劑。
3.免疫標(biāo)記
根據(jù)免疫標(biāo)記與標(biāo)本包埋之間的不同關(guān)系,可分為包埋前免疫標(biāo)記、包埋后免疫標(biāo)記和不用包埋的冷凍超薄切片免疫標(biāo)記。根據(jù)具體的標(biāo)本、抗原的部位及性質(zhì)并結(jié)合實驗室的具體條件選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ā_@三種免疫標(biāo)記方法,都包括非特異性位點的封閉、抗體與抗原特異性結(jié)合的免疫反應(yīng)、反應(yīng)部位的示蹤顯示等基本步驟。
1)包埋前免疫標(biāo)記
?? 優(yōu)點一是切片在免疫標(biāo)記前不經(jīng)鋨酸固定、脫水、樹脂包埋及高溫聚合的過程,抗原活性不會受到上述過程的影響,而且抗原暴露充分,標(biāo)記的陽性率高,非特異性反應(yīng)少。優(yōu)點二是免疫標(biāo)記后還可進(jìn)行半薄切片,在免疫反應(yīng)陽性部位做定位超薄切片,進(jìn)一步提高電鏡的檢出率。優(yōu)點三是免疫標(biāo)記完畢后,用戊二醛與鋨酸再次固定組織,可使抗原抗體的結(jié)合更加牢固,并有利于膜結(jié)構(gòu)的保存。
?? 包埋前免疫標(biāo)記主要用于細(xì)胞膜表面抗原的免疫定位,以及用于某些易被脫水劑和樹脂成分溶解和變性的抗原的檢測。包埋前免疫標(biāo)記細(xì)胞內(nèi)抗原受到標(biāo)記抗體的穿透性限制,為了提高對細(xì)胞內(nèi)抗原的標(biāo)記率可以采取以下措施:
(1)厚切片
?? 厚切片進(jìn)行包埋前免疫標(biāo)記,需將固定后的組織厚切片(單細(xì)胞團不需厚切片),以利于標(biāo)記抗體的穿透。厚切片的方法有以下幾種:
1) 冰凍切片
用恒冷箱冰凍切片機將固定后的組織塊切成8μm左右的厚片。將切下的厚片放入盛有PBS的小玻璃瓶內(nèi)備用。也有的將厚片直接貼在載玻片上進(jìn)行免疫標(biāo)記,這樣做雖然操作比較方便,但因抗體只能與厚片的一面接觸,所以會在一定程度上影響標(biāo)記的陽性率。
2) 振動切片
振動切片可以切出20μm~30μm的厚片,免疫電鏡用只需20μm~80μm的切片。振動切片的優(yōu)點是可以避免冰凍對組織帶來的損害,但它切出來的切片過厚,即使在使用穿透劑的條件下,免疫試劑也僅能穿透切片表面8μm~9μm,而更深層的組織就不易被標(biāo)記。
(2)增加細(xì)胞膜的通透性
?? 用0.01%Saponin或0.1%Triton X-100等活性劑處理5~8min,以增加細(xì)胞膜的通透性。但這些化學(xué)物質(zhì)會對超微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度的破壞,所以應(yīng)根據(jù)不同的組織或細(xì)胞,嚴(yán)格控制活性劑的應(yīng)用濃度與時間。也可用凍融的方法增加細(xì)胞膜通透性,標(biāo)本先進(jìn)行防冰晶處理(厚片在含15%甘油、20%蔗糖的PBS中振搖沉底),在液氮中速凍0.5~1min后用PBS迅速回溫。
(3)選用相對分子質(zhì)量較小的標(biāo)記物
?? 辣根過氧化物酶與IgG的Fab片段交聯(lián)物,分子質(zhì)量較小,約100kD,較易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。也可用IgG Fab-lnm金作為標(biāo)記物,標(biāo)記后經(jīng)銀加強染色的納金包埋前標(biāo)記法。由于該標(biāo)記物較易穿透到組織和細(xì)胞內(nèi),且定位比酶標(biāo)抗體精確,因此被廣泛用于膜受體的精確定位。
2)包埋后免疫標(biāo)記
?? 包埋后免疫標(biāo)記具有超微結(jié)構(gòu)保存較好、方法簡便可靠、陽性結(jié)果重復(fù)性高的優(yōu)點,可對同一組織塊的連續(xù)切片做各種對照免疫標(biāo)記,能十分準(zhǔn)確地解釋免疫標(biāo)記結(jié)果,而且還能在同一張切片上進(jìn)行多重免疫標(biāo)記,尤其適合于顆粒性標(biāo)記物(膠體金標(biāo)記)的免疫化學(xué)定位標(biāo)記,是目前應(yīng)用最廣的免疫電鏡技術(shù)。但是該方法也有明顯的缺點,抗原在脫水、浸透及樹脂包埋過程中可能被破壞,且抗原被樹脂遮蓋不易與抗體接觸,使免疫標(biāo)記的陽性率下降。尤其是后固定劑鋨酸對抗原的破壞較嚴(yán)重,因此常常避免使用。為了得到精細(xì)的超微結(jié)構(gòu)并提高陽性標(biāo)記率,必須注意以下幾個方面:
3)冷凍超薄切片免疫標(biāo)記
冷凍超薄切片免疫電鏡技術(shù)的特點是組織不經(jīng)脫水包埋直接冷凍,在冷凍狀態(tài)下進(jìn)行超薄切片,然后進(jìn)行免疫標(biāo)記。該項技術(shù)克服了上述兩種方法的缺點,能更理想地保存一些生物大分子的活性,極大地提高了免疫標(biāo)記的敏感性,但在冷凍過程中超微結(jié)構(gòu)會受到冰晶的破壞。1996年,LiouW等改良了冷凍超薄切片技術(shù),用甲基纖維素和醋酸鈾混合液(含1.5%~2%甲基纖維素,0.3%~3%醋酸鈾的水溶液)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蔗糖溶液作為將冷凍切片從冷凍槽中轉(zhuǎn)移到鎳網(wǎng)上的溶液,得到了保存良好的超微結(jié)構(gòu),使該項技術(shù)更加完美,應(yīng)用也越來越廣泛。但該項技術(shù)必須有特殊的冷凍超薄切片機,且技術(shù)難度較高。
4.對照實驗
?? 為了證實免疫標(biāo)記結(jié)果的特異性,必須同時進(jìn)行對照實驗。在抗體的特異性無問題的前提下,對照實驗有以下幾種:
??? 用未經(jīng)免疫的同種動物正常血清代替第一抗體,結(jié)果應(yīng)為陰性。 不加一抗,結(jié)果應(yīng)為陰性。 用不含有靶抗原的標(biāo)本進(jìn)行免疫標(biāo)記,結(jié)果應(yīng)為陰性。 對肯定含有靶抗原的標(biāo)本進(jìn)行免疫標(biāo)記,結(jié)果應(yīng)為陽性。
5.結(jié)果的觀察和解析
?? 在電鏡下觀察免疫標(biāo)記的結(jié)果,通過標(biāo)記物(膠體金、鐵蛋白或酶底物)顯示免疫反應(yīng)部位以定位抗原的存在位置,注意區(qū)分特異性標(biāo)記和背景的非特異性標(biāo)記,進(jìn)行正確的結(jié)果分析。
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