用免疫荧光技术绘制细胞组织的美丽图景
免疫荧光技术(IF)是一种使用荧光显微镜进行光学显微镜检查的技术,主要用于生物样品。该技术利用抗体对其抗原的特异性,将荧光染料靶向细胞内的特定生物分子靶标,因此可以可视化目标分子在样品中的分布。
01 免疫荧光的原理
免疫荧光技术是在免疫学、生物化学和显微镜技术的基础上建立起来的一项技术。它是根据抗原抗体反应的原理,先将已知的抗体标记上荧光基团,再用这种荧光抗体作为探针检查细胞或组织内的相应抗原。利用荧光显微镜可以看见荧光所在的细胞或组织,从而确定抗原或抗体的性质和定位,以及利用定量技术测定含量。
免疫荧光是根据抗原抗体反应的原理,将不影响抗原抗体活性的荧光色素标记在抗体上,与其相应的抗原结合后,在荧光显微镜下进行观察,从而确定抗原或抗体的性质和定位。
免疫荧光分为直接法和间接法:
直接法是使用与荧光团化学连接的单一初级抗体。一抗识别目标分子(抗原)并与称为表位的特定区域结合。这是通过利用适应性免疫操纵生物体的免疫反应的过程来实现的。
而间接法是未标记的一抗特异性结合目标分子,携带荧光团的二抗识别一抗并与其结合。多个二抗可以结合单个一抗。这通过增加每个抗原的荧光团分子数量来提供信号放大。该方案比上述直接法更复杂、更耗时,但具有更大的灵活性,因为多种不同的二抗和检测技术可用于给定的一抗。
02 免疫荧光的基本实验步骤
在免疫荧光操作过程中,每一步操作都很重要并且会影响实验结果,细胞片制备是免疫荧光实验的第一步,细胞片的质量对实验的成败至关重要,因为一旦发生细胞掉片,后续都难以进行,这一步关键的是玻片的处理以及细胞的活力。固定和通透步骤最重要的是根据所研究抗原的性质选择适当的固定方法,合适的固定剂和固定程序对于获得好的实验结果是非常重要的。免疫荧光中的封闭和抗体孵育与其他方法(如Western Blot)中的相同步骤是类似的,最重要的区别在于免疫荧光实验中要用到荧光抗体,因此在该过程中,需要避光操作,另外抗体浓度的选择也很关键,最后需要注意的是,标记好荧光的细胞片应尽早观察,或者用封片剂封片后在4℃或-避光保存,以免因标记蛋白解离或荧光减弱而影响实验结果。由于操作步骤比较多,同时在分析结果时无法像免疫印迹(Western)那样可以根据分子量的大小区分非特异性识别,所以要得到一个完美的免疫荧光实验结果,除了需要高质量的抗体,以及对实验条件进行反复优化外,还必须设立严谨的实验对照。
总之,免疫荧光实验从细胞样品处理、固定、封闭、抗体孵育到最后的封片及观察拍照,每步都非常关键,需要严格控制实验流程中每个步骤的质量,并结合自己的实验方案以及实验结果进行每一步细节的优化,才能得到更完美的实验结果
03 免疫荧光的应用
直接免疫荧光常用于检测各种临床标本中的特异性抗原。 如狂犬病病毒抗原检测、病原菌鉴定、病毒感染诊断和自身抗体检测等。
间接免疫荧光检测广泛用于识别和诊断许多疾病。它可以识别与特定传染病相关的特定抗体,协助自身免疫性疾病的诊断,使血清学筛查变得更容易,并支持重要的研究项目。它的适应性和敏感性使其成为科学研究、公共卫生工作和临床实验室的重要工具。
总之,免疫荧光是一种灵活的方法,在各个科学领域都有多种用途。以下是免疫荧光的一些重要用途:
1. 识别生物分子:使用免疫荧光可以发现不同的生物分子并分布在组织或细胞切片内。研究人员可以通过使用荧光染料标记的特定抗体来观察蛋白质、碳水化合物、核酸和其他有趣的东西。这使得检查细胞功能、定位蛋白质以及识别复杂生物系统中的特定分子成为可能。
2. 细胞骨架元素的可视化、细胞定位和活化状态:免疫荧光是观察和分析肌动蛋白丝、微管和中间丝等细胞骨架元素的重要工具。研究人员可以通过使用针对某些细胞骨架蛋白的荧光标记抗体来研究这些结构成分的排列、动力学和相互作用。这揭示了细胞的形态、运动和不同的细胞过程。
3. 自身免疫性疾病检测:免疫荧光经常用于自身免疫性疾病的识别和诊断。攻击人体自身组织和器官的自身抗体是由于自身免疫性疾病中免疫系统功能障碍而产生的。使用免疫荧光可以在患者样本中发现这些自身抗体,这有助于自身免疫性疾病的识别和分级。通过观察组织切片或细胞基质上自身抗体的结合模式,可以识别和区分各种自身免疫性疾病。
4. 非抗体荧光染色:免疫荧光可以与其他非抗体荧光染色技术结合使用。例如,DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)使科学家能够标记 DNA 并观察核结构。当 DAPI 与 DNA 结合时,它会释放蓝色荧光,从而可以观察细胞周期、染色质组织和核形态的动态。免疫荧光可以与非抗体荧光标记相结合,为研究人员提供有关各种细胞成分及其相互作用的全面数据。
04 免疫荧光用什么显微镜
在免疫荧光实验中,样本通常是固定在载玻片上进行观察,例如细胞涂片或组织切片。正置显微镜的设计适合于观察固定在载玻片上的样本。虽然倒置显微镜常用于观察活细胞培养物,但它同样适用于观察玻片样品。在免疫荧光实验中,通常会将固定的细胞涂片或组织切片放置在载玻片上,然后用抗体标记目标抗原。这些标记的样品可以通过正置和倒置荧光显微镜观察。
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