ELISPOT标准化.ppt

酶联免疫斑点及其标准化EnzymeLinkedImmunoSPOT 达科为生物技术有限公司朱义鑫2005 9 16 Elispot实验结果 透明板 U Cytech公司Elispot实验结果 PVDF板 U Cytech公司 1 ELISPOT技术起源与发展细胞与细胞因子ELISPOT技术原理ELISPOT和ELISA的区别ELISPOT的优点 第一部分 前言 2 1983年 Czerkinsky同年业发展出双色标记技术 1993年 Shawet al 首次将PVDF膜板引入ELISPOT1997年 Guiet al 发展出计算机辅助的斑点技术技术 1 ELISPOT技术起源与发展 3 T细胞在免疫系统中起着关键性的作用 尤其是起免疫调节作用的辅助细胞Th 它们参与了细胞免疫 Th1 和体液免疫 Th2 抗原或者有丝分裂原刺激T细胞 单核 巨噬细胞分泌细胞因子Th1cells IFN IL 2Th2cells IL 4 IL 5 IL 6 IL 9 IL 10 IL 13Tccells IFN TNF 颗粒酶B 穿孔素单核 巨噬细胞 TNF a IL 1b IL 6 IL 10 IL 12细胞因子的分泌以及对效应细胞的调节构成了一个精确的免疫系统调节网络 2 细胞与细胞因子 4 用抗体捕获培养中的细胞分泌的细胞因子 并以斑点显色的方式将其表现出来 3 ELISPOT技术原理 5 4 ELISPOT和ELISA的区别 ELISPOT法源自ELISA 又突破传统ELISA法 是定量ELISA技术的延伸和新的发展 两者都可检测细胞产生的细胞因子或其他可溶性蛋白 它们最大的不同 ELISA测定的是蛋白浓度 ELISPOT测定的是细胞频率 整体水平与单细胞水平 ELISA是免疫检测Immuno Assay 而ELISPOT是生物检测Bio Assay 活细胞 功能检测 ELISA检测的特异性表现在抗体上 ELISPOT检测的特异性及表现在双重的刺激源和抗体上 6 5 ELISPOT的优点 目前 检测细胞因子或者细胞免疫反应的方法有以下几种 ELISA ELISPOT FACS Tetramer 3H胸苷参入法 51Cr释放法 高灵敏 度少至100 1 000个分子 Cell即能够被检测 比ELISA的灵敏度高200倍 单细胞水平 即使只有一个阳性细胞也能够检测出来 比FACS灵敏 高通量 每个研究人员每天可作数百样本的检测 HighThroughputScreening 7 在106抗原呈递细胞 APC 中混入已知数量的IFN 阳性T淋巴细胞 然后用三种方法分别进行检测 X坐标 各检测方法的检测结果Y坐标 每百万APC中实际IFN T细胞数量 ELISPOT FACS ELISA检测精确度比较 ELISPOT流式荧光染色ELISA 8 第二部分 技术特点 技术操作流程ELISPOT技术要点塑料板与膜板膜结构与抗体包被细胞处理有血清与无血清刺激物选择建立阳性对照调整适当的细胞浓度预培养法与直接法各种染色系统 9 包被抗体4 过夜 洗涤 封闭37 1h 加入淋巴细胞和刺激原37 孵育8 40h 冰水裂解并移出细胞 洗涤 加入生物素标记的检测抗体37 1h 洗涤 加入酶联亲和素37 1h 洗涤 加入显色底物 显色10 40min 获得斑点 计数 1 2 3 4 5 6 7 8 1 ELISPOT一般操作流程 10 2 ELISPOT技术要点 细胞培养和培养前阶段无菌操作 避免污染细胞在ELISPOT板上孵育时要避免震动 包括开关CO2孵箱洗涤要充分 尤其是裂解细胞之后的洗涤洗涤时 枪头不能接触到膜 从孔中移出液体采用倾倒的方式洗涤最后一次要用高质量的吸水纸拍干 11 塑料板 U cytech公司特有的透明版操作简单 方便 省时 价廉 适于初学者以及科学研究 膜板 PVDF膜板 NC膜板操作复杂 但是斑点漂亮 适合有经验的实验者 3 塑料板与膜板 12 塑料板 U cytech公司特有的透明版 优点 透明全塑料板 易于操作 可以随时观察细胞 可以快速包被 节省实验时间 可回收细胞和上清 价格只有PVDF膜板的一半 缺点 吸附能力比膜差 斑点松散 易受粒细胞的分解 裸视下斑点为灰白色 不如有颜色斑点明显 只有一种染色系统 不能用于多色分析 修饰的HRP 银染系统 13 膜板 PVDF膜 NC膜 优点 PVDF膜的吸附能力更强 斑点致密 圆润 斑点颜色鲜艳 易于判读 能用于多色ELISPOT实验 缺点 需酒精预湿等步骤 操作稍复杂 因为膜的渗漏问题 在洗涤步骤稍复杂 几乎不可能回收细胞和上清 膜的脆弱性 实验中的操作与保存更困难 HRP DAB AP BCIP NBT HRP AEC 14 IFN IL 5 IL 10 IFN PMA ionomycin2 5x104hu PBMCindirect tetanus105hu PBMCindirect ConA2 5x104hu PBMCindirect ICEPeptidePool2x105hu PBMCindirect IL 5 IL 12p70 IFN PMA ionomycin2x105hu PBMCindirect LPS IFN 2 5x104hu PBMCdirect ICEPeptidePool2x105hu PBMCindirect PVDF板 透明板的典型斑点图像 15 4 膜结构和抗体包被 通常的包被条件是4 过夜 也可以室温2小时37 包被不能超过1小时 否则包被效率急剧降低膜吸附能力远远超过包被抗体的量 所以需要封闭包被后必须接着封闭 否则包被抗体会逐渐失活封闭之后用纯水或PBS洗涤 可以在4 长期存储 关于膜的一些参数 单孔面积 厚度 120 150um最大蛋白吸附量 80 100ugELISPOT所需量 1ug包被抗体集中于膜表面1um 透明板容纳量为 30 40ug 16 从外周血提取淋巴细胞时 应避免凝血引起的细胞活性降低 血液越新鲜越好 全血不应该存放超过6小时 只能采用淋巴细胞提取液分离 提取淋巴细胞时应尽量去除红细胞 粒细胞和杂质的干扰从小鼠的脾脏取淋巴细胞时 尤其要注意 加入ELISPOT培养孔的细胞须为单细胞悬液预培养的淋巴细胞若有坏死 凋亡 培养液变黄 会影响斑点的形成预培养后的细胞入ELISPOT培养板前应更换培养液 ELISPOT实验的难点在于细胞处理与培养 5 细胞处理 17 6 有血清与无血清 血清是细胞培养所必需的添加品 ELISPOT有细胞培养的过程 所以需要血清但是血清批次间差异大 成分未可知 为ELISPOT增加了严重的不确定性因素 有些批次的血清严重干扰试验结果 无血清培养法已经成熟 其优点 成分固定 彻底消除了批次间的差异 结果可以在全世界的试验室之间比较 不含杂蛋白 背景更弱 斑点更清晰 不含抑制细胞因子分泌成分 斑点更多 更加反映真实的结果 目前只能用于直接法 间接法孵育时间过长 细胞生长受影响 结果不理想 119SFC 267SFC 我们自己的试验结果 PHA 10 000Hu PBMC上 5 小牛血清 杭州 下 无血清培养基U cytech 18 非特异性刺激物有丝分裂原ConA PMA PHA Ionomycin特异性刺激物重组蛋白病毒载体或者病毒颗粒重叠肽段表位肽注意 直接在ELISPOT培养可能会因没有足够的刺激强度而导致斑点数少 此时可以采用预培养法 部分多价抗原刺激物导致细胞凋亡 可以换用单价抗原刺激物 核酸 激素等抗原刺激物的免疫原性较弱 应该加强刺激浓度 辅助刺激物 延长刺激时间等 7 刺激物选择 19 8 建立阳性对照 非特异性刺激阳性对照 ConA伴刀豆蛋白A0 4 1 0ug wellPHA植物血球凝集素0 3 1 0ug wellIonomycin伊诺霉素50 100ng wellPMA14烷酰佛波乙酯5 0 10ng well特异性阳性刺激原 国际标准多肽池CEFCMV EBV influenzavirus 在PBMC的IFN ELISPOT分析中 自发斑点频率 10 50 百万PBMC细胞 十万分之一 PHA刺激频率 104 105 百万PBMC细胞 百分之一 CEF刺激频率 500 5000 百万PBMC细胞 千分之一 20 阳性对照实例 未刺激40SFC 百万PBMC CEF刺激3 400SFC 百万PBMC PHA刺激26 000SFC 百万PBMC 人PBMC40万 孔U cytech无血清培养基 人PBMC1万 孔U cytech无血清培养基 人PBMC5万 孔U cytech无血清培养基 4 265 177 21 9 调整适当的细胞浓度 1244692355192 40万20万10万5万 20 40万 孔形成最大密度的单层细胞根据所使用刺激原作初步调整ConAPHAPMA 0 5 5万 孔特异性刺激物 5 40万 孔根据预实验的斑点数目作精细调整 人PBMC CEF刺激U cytech无血清培养基 22 10 预培养法与直接法 预培养法即 预先将细胞和刺激物加入24孔板中作预孵育和刺激 然后再加入ELISPOT板进行实验 大多数ELISPOT实验都可以用直接ELISPOT法得到可接受的结果 预孵育的优点 经过预孵育 斑点更分散 清晰可以除去贴壁的巨噬细胞 从而减少小斑点的影响 粒细胞的影响 虫啃 也可以大大减轻某些细胞因子通常很难用直接法得到结果 比如颗粒酶 IL 10预孵育的缺点 需要长时间孵育刺激 更为严格的无菌操作环境需耗费额外的物资和时间 23 直接法PVDF刺激物 ICEPeptidePool40Hours 2X105Cell Well 预孵育法PVDF刺激物 ICEPeptidePool24 16Hours 2X105Cell Well IFN 直接法与预培养法比较 24 直接法PVDF刺激物 破伤风杆菌40Hours 2X105Cell Well 预孵育法PVDF刺激物 破伤风杆菌24 16Hours 2X105Cell Well IL 10直接法与预培养法比较 25 11 各种染色系统 修饰的HRP 银染系统 HRP AEC AP BCIP NBT HRP DAB 透明板 只有一种修饰的HRP 银染系统 白色不透明斑点 PVDF板 两种标记酶辣根过氧化物酶HRP 显色快 但是背景高 30min AEC底物 颜色鲜艳 但易退色DAB底物 棕色斑点 着色稍牢固 但是板点松散碱性磷酸酶AP 显色慢 但是背景干净 2h BCIP NBT混合底物 蓝黑色 着色牢固 26 第三部分 ELISPOT标准化 标准化的概念标准化的实验室管理标准化的实验操作 SOP 标准化的质控参比 27 标准化的概念 ELISPOT标准化是一套完整的系统 标准化的实验室管理美国建立了GoodLaboratoryPracticesGLP规范标准化的实验操作达科为提供ELISPOT标准化的操作程序SOP标准化的质控系统质控细胞质控阳性刺激物人员培训质控ELISPOT操作只有所有的实验室管理都遵循标准化这种规范 所有的实验操作都遵循标准化的这套标准 质控系统才能正常运作 ELISPOT标准化才能真正建立起来 28 标准化的操作 SOP 仪器耗材试剂人员操作流程采血分离冻存复苏ELISPOT程序数据分析 处理 29 仪器 离心机专业的细胞离心机 指示准确 转速平稳 不晃动 启动制动平稳 最好能控制温度 否则会损失细胞或者伤害细胞 电动移液器有较好的手感 能靠按压的力度的变化灵敏的调节流速 单道枪和多道枪度量准确 润滑良好 否则会增加污染的机会 30 耗材与试剂 需要进口耗材关键性的试剂必须使用进口产品严格控制试剂的无菌状态 标注试剂的批次 保质期 注意试剂的保存温度和状态 注意耗材和试剂的使用温度 室温 4度 20度 31 人员培训 人员培训是标准化最重要的环节购买达科为公司ELISPOT读板仪或者是即可的客户 可以得到我公司免费的人员培训 手把手的教会客户建立ELISPOT标准化的整套系统 32 标准化的操作流程 标准化的操作流程从试验样品的采集阶段就开始了 一直延续到实验数据处理的最后阶段 血液样品的采集 运输和短暂存储 淋巴细胞分离 保证较高的得率和纯度 最大限度的减少对ELISPOT有明显干扰的红细胞和粒细胞的影响PBMC的冻存与复苏 这是ELISPOT标准化中最困难与核心的部分 我们可以保证细胞9