免疫電鏡技術(shù)簡介(IEM)
免疫電鏡技術(shù)(immunoelectron microscopy,IEM)又稱為免疫細胞化學技術(shù),是在免疫組織化學技術(shù)(immunohistochemistry)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它是利用抗原與抗體特異性結(jié)合的原理,在超微結(jié)構(gòu)水平上定位、定性及半定量抗原的技術(shù)方法。
免疫電鏡技術(shù)(Immunoelectron microscopy,IEM)也稱免疫細胞化學技術(shù),是由免疫化學技術(shù)與電鏡技術(shù)相結(jié)合的一種實驗技術(shù)手段,是在超微結(jié)構(gòu)水平研究和觀察抗原、抗體結(jié)合定位的一種方法學。
抗原、抗體的相互作用是免疫化學反應(yīng)的基礎(chǔ),它具有高度的特異性,結(jié)合電鏡的高分辨和放大特點,可以在超微結(jié)構(gòu)和分子水平上研究各種組織和細胞內(nèi)的免疫反應(yīng),并能精確定性、定位和半定量,使形態(tài)與機能緊密結(jié)合。
根據(jù)標記方法的不同,免疫電鏡技術(shù)分為免疫鐵蛋白技術(shù)、免疫酶標技術(shù)和免疫膠體金技術(shù),其中目前應(yīng)用較多的是膠體金技術(shù)。
免疫膠體金電鏡染色主要具有以下幾個優(yōu)點:
(1)膠體金能穩(wěn)定并迅速地吸附蛋白,而且蛋白的生物活性不發(fā)生明顯改變,可制備抗體-膠體金、蛋白A-膠體金、卵白素-膠體金、植物凝集素-膠體金等用于免疫電鏡;
(2)在電鏡下金顆粒電子密度高、圓形且界線清晰,易于辨認,定位比酶反應(yīng)物更精確;
(3)膠體金標記物易于制備,并可以根據(jù)需要制備大小不同(1~150nm)的膠體金,因此可進行免疫電鏡的雙重或多重標記;
(4)金顆粒能發(fā)射強烈的二次電子,是掃描電鏡的理想標記物;
(5)膠體金經(jīng)過銀顯影增強后,金顆粒外周吸附大量銀顆粒而呈現(xiàn)黑色或黑褐色,因此也能用于光學顯微鏡觀察。此外,膠體金還能用于冷凍蝕刻標本的免疫標記。
免疫電鏡膠體金標記法近年來被成功地應(yīng)用于生物學的各個方面,并取得了長足的進展。在腎病、腫瘤、神經(jīng)病變、病毒檢測以及肺部炎癥等多個領(lǐng)域中,為解決一些醫(yī)學上的微觀結(jié)構(gòu)問題提供了很好的幫助。
免疫電鏡技術(shù)在腎病理中得到廣泛的應(yīng)用。通過設(shè)計特異性抗體結(jié)合膠體金,可以根據(jù)免疫病理學的原理檢測腎小球內(nèi)的結(jié)構(gòu)蛋白成分或致密物的性質(zhì)和分布,為腎病的診斷及發(fā)病機制的研究提供更精確的信息和診斷依據(jù)。
免疫膠體金技術(shù)在腫瘤研究中也得到廣泛的應(yīng)用。腫瘤組織常用其相對特異性的標記物,如肝癌組織過量表達甲胎蛋白、胰島素樣生長因子I等,結(jié)腸癌異常表達癌胚抗原,神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤則異常分泌一些激素如Chromogranin A等,使用免疫電鏡技術(shù)檢測這些抗原表達,有助于相關(guān)腫瘤的分型、診斷和鑒別診斷。
免疫金標記法可以明顯地提高液體樣品中待檢病毒的檢出率,靈敏度較高,可廣泛應(yīng)用于各種病毒,特別是小球形狀病毒的電鏡診斷。
隨著分子生物學和生物化學研究的發(fā)展,特定蛋白質(zhì)在超微結(jié)構(gòu)中的定位顯得尤為重要。盡管光學顯微鏡經(jīng)過技術(shù)革新涌現(xiàn)了許多超高清拍攝技術(shù),但是目前其對于蛋白質(zhì)的精確定位還具有一定的難度。
電子顯微鏡由于其高分辨的特點,依然是研究特定蛋白質(zhì)作用機理和功能不可缺少的工具。
不同于免疫組化技術(shù),免疫電鏡技術(shù),或稱為電鏡免疫標記技術(shù)(immunoelectron microscopy,IEM),該方法為精確定位超微結(jié)構(gòu)中各種抗原在組織和細胞超微結(jié)構(gòu)上的定位、研究細胞結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系及其在病理情況下所發(fā)生的變化提供了有效的手段。
免疫電鏡較之常規(guī)透射電鏡技術(shù),在制樣難度上要求更高,因為既要保持良好的超微結(jié)構(gòu),又要保證抗原的活性。而實際上,抗原是由生物大分子組成的,在固定劑和脫水劑極有可能導致抗原二級結(jié)構(gòu)或高級結(jié)構(gòu)的變化;其次,過高濃度的固定劑、脫水過程以及包埋劑都難免會破壞細胞或組織的抗原活性。另一方面,目標抗原是否暴露于能夠被抗體識別的表面位置,也是免疫電鏡技術(shù)的另一個難點所在。
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