Подготовка на ултразвукова проба за ELISA тестове
Анализи като ELISA се използват широко за ин витро диагностика, откриване на протеини, свързани със заболяването, и контрол на качеството (напр. наблюдение на хранителни алергени). Ултразвуковата подготовка на проби е бърза, надеждна и възпроизводима техника за лизиране на клетки и изолиране на вътреклетъчни протеини, ДНК, РНК и органели. Hielscher Ultrasonics предлага различни ултразвукови решения за удобно приготвяне на единични проби, множество флакони, както и за микротитърни плаки и 96-ямкови плаки.
ЕЛИСА – Ензимно-свързан имуносорбентен анализ
ELISA означава ензимно-свързан имуносорбентен анализ и е широко използвана техника за биохимичен анализ от категорията на тестовете за свързване на лиганди. При ELISA течна проба се добавя върху неподвижна твърда фаза със специални свързващи свойства. Обикновено неподвижната твърда фаза се нанася като покритие върху кладенец или ELISA плоча. След това последователно се добавят, инкубират и измиват различни течни реагенти, така че накрая да настъпи оптична промяна (напр. развитие на цвета от продукта на ензимна реакция) в крайната течност в кладенеца. Оптичната промяна позволява да се измери количеството на аналита чрез така нареченото количествено “четене". За количественото отчитане се използва спектрофотометър, флуорометър или луминометър за откриване и измерване на интензитета на предаваната светлина. Чувствителността на откриване се влияе от усилването на сигнала по време на аналитичните реакции. Тъй като ензимните реакции са добре проучени и надеждни процеси на амплификация, за създаване на сигнала се използват ензими. Ензимите са свързани с реагентите за откриване във фиксирани пропорции, за да се позволи точно количествено определяне, което обяснява и името "ензимно-свързан" имуносорбентен анализ.
Тъй като ELISA тестовете се извършват в микротитърни плаки / 96-ямкови плаки, това е известно като метода на анализа на базата на плаки и се използва например в клинична ин витро диагностика, изследвания, разработване на лекарства и т.н. за откриване и количествено определяне на антитела, пептиди, протеини и хормони.
Техниката ELISA често се използва като диагностичен инструмент в медицината, биотехнологиите, растителната патология и също така е важно измерване за контрол на качеството в множество индустрии.
Подготовка на ултразвукова проба преди ELISA
Преди да може да се извърши ELISA анализът, пробите изискват етапи на подготовка като клетъчен лизис и екстракция на вътреклетъчни протеини, ДНК, РНК и др. Предимството на ултразвуковия клетъчен лизис и изолирането на протеини е неговата висока ефективност, надеждност и възпроизводимост. Всички тези фактори са важни за получаване на висококачествени резултати от диагностиката и изследванията
- Хомогенна обработка на пробите
- Пълен лизис
- Пълна екстракция на протеини (напр. антитела, ДНК)
- Оптимална адаптация към клетъчния тип
- За всеки размер на пробата
- Възпроизводими
- контролирана температура
- Автоматично протоколиране на данни на SD-карта
Протокол за ултразвукова клетъчна лиза преди ELISA
- За клетъчни култури: Преди ултразвуковия клетъчен лизис се центрофугират клетките за 5 минути при 270 x g в микроцентрофуга. Супернатанта се отстранява чрез аспирация и клетките се ресуспендират в 30 – 100 μL RIPA буфер. След това инкубирайте клетъчната пелета върху лед за 30 минути.
- Сега клетъчната проба е готова за ултразвуков лизис:
Използвайте ултразвуков звук тип сонда (напр. UP200Ht със сонда S26d2) или ултразвуково устройство за множество проби (напр. VialTweeter за едновременно ултразвуково озвучаване на до 10 флакона или UIP400MPT за микротитърни плаки / 96-ямкови плаки) в зависимост от количеството проби, които трябва да подготвите.
За ултразвук тип сонда на една проба, поставете клетките в 1,5 ml микроцентрофужни епруветки. - Предварително задайте вашата ултразвукова продължителност, обща входяща енергия, режим на цикъл и/или температурни граници в цифровото меню на ултразвукоговорителя. Това гарантира високонадеждна ултразвук и повторяемост.
- Поставете сонотрода и включете ултразвуковото устройство. Внимателно преместете микровърха на ултразвуковата сонда през пробата, за да излъчите пробата равномерно.
За повечето клетки ултразвуковият лизис ще бъде завършен след 2 -4 цикъла по 10 секунди ултразвук. - След ултразвук отстранете сонотрода от пробата. Пробите трябва да се инкубират върху лед в продължение на 5 минути. След това центрофугата при 10 000 x g за 20 минути, за да гранулирате отломките. Прехвърлете супернатантите в нова епруветка за микроцентрофуга. Етикетирайте аналитите и съхранявайте при -20°C.
- Ултразвуковият сонотрод може да се почисти, като се избърше правилно със спирт или ултразвук в чаша, пълна със спирт, например 70% етанол. Всички ултразвукови сонди, изработени от титан, са автоклавиращи.
- Изплакнете тъканта с ледено студен PBS (0,01M, pH=7,4), за да отстраните добре излишната кръв от хемолиза.
- Претеглете тъканта (бъбрек, сърце, бял дроб, далак и т.н.) и я мацерирайте на малки парченца, които се хомогенизират в PBS. Необходимият обем на PBS е свързан с теглото на тъканта. Като правило, 1 g тъкан изисква приблизително 9 ml PBS. Препоръчително е да добавите някакъв протеазен инхибитор към PBS. (RIPA или хипотоничен лизисен буфер, съдържащ протеаза и фосфатазен инхибиторен коктейл, може да се използва алтернативно.)
- В зависимост от размера на тъканта, кратко вихрово лечение (приблизително 1-2 минути за 15 сек. импулса) може да бъде полезно за предварителна обработка на тъканта.
- Монтирайте микронакрайник, например S26d2, към вашия ултразвуков уред. Поставете епруветката за проба с тъканта в ледена баня.
- Соникирайте пробата с вашия ултразвуков уред, например UP200St (80% амплитуда) за 1 минута в импулсен режим (15 секунди включено, 15 секунди пауза). Съхранявайте пробата в ледената баня.
- След това хомогенатите се центрофугират за получаване на специфични пулове (цитозолни, ядрени, митохондриални или лизозомни), за да се обогати протеинът за анализ. Чрез центрофугиране на пробата в продължение на 5 минути при 5000×g се извлича супернатантът.
Надежден контрол на температурата по време на уникиране
Температурата е решаващ фактор, влияещ върху процеса, който е особено важен за третирането на биологични проби, например за предотвратяване на термичното разграждане на протеините. Както всички механични техники за подготовка на проби, ултразвукът създава топлина. Температурата на пробите обаче може да се контролира добре, когато се използват ултразвуковите устройства на Hielscher. Представяме ви различни опции за наблюдение и контрол на температурата на вашите проби, докато ги подготвяте с ултразвуков уред тип сонда или VialTweeter предварително аналитично.
- Следене на температурата на пробата: Всички цифрови ултразвукови процесори на Hielscher са оборудвани с интелигентен софтуер и сензор за температура, който може да се включи. Включете температурния сензор в ултразвуковото устройство (напр. UP200Ht, UP200St, ФлаконВисокоговорител за високи честоти, UIP400MTP) и поставете върха на температурния датчик в една от епруветките за проби. Чрез цифров цветен сензорен дисплей можете да зададете в менюто на ултразвуковия процесор определен температурен диапазон за ултразвуковата проба. Ултразвуковият уред автоматично ще спре при достигане на максималната температура и ще направи пауза, докато температурата на пробата спадне до по-ниската стойност на зададената температурна ∆. След това ултразвукът започва автоматично отново. Тази интелигентна функция предотвратява разграждането, предизвикано от топлина.
- Що се отнася до ултразвуковия VialTweeter, титаниевият блок, който държи епруветките за проби, може да бъде предварително охладен. Поставете блока VialTweeter (само сонотрода без преобразувателя!) в хладилника или фризера, за да охладите предварително титаниевия блок помага за отлагане на повишаването на температурата в пробата. Ако е възможно, самата проба също може да бъде предварително охладена.
- Използвайте ледена баня или сух лед, за да се охладите по време на ултразвук. Поставете пробната тръба (и) по време на ултразвук в ледена баня. За VialTweeter използвайте плитка тава, пълна със сух лед, и поставете VialTweeter върху сухия лед, така че топлината да може бързо да се разсее.
Клиентите по целия свят използват ултразвуковите апарати Hielscher, както и ултразвуковите уреди VialTweeter и UIP400MTP за ежедневната си работа по подготовка на проби в биологични, биохимични, медицински и клинични лаборатории. Интелигентният софтуер и контролът на температурата на процесорите Hielscher, температурата се контролира надеждно и се избягва разграждането на пробите, предизвикано от топлина. Ултразвуковата подготовка на проби с ултразвукови разтвори на Hielscher осигурява изключително надеждни и възпроизводими резултати!
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Литература / Препратки
- Brandy Verhalen , Stefan Ernst, Michael Börsch, Stephan Wilkens (2012): Dynamic Ligand-induced Conformational Rearrangements in P-glycoprotein as Probed by Fluorescence Resonance Energy Transfer Spectroscopy. J Biol Chem. 2012 Jan 6;287(2): 1112-27.
- Claudia Lindemann, Nataliya Lupilova, Alexandra Müller, Bettina Warscheid, Helmut E. Meyer, Katja Kuhlmann, Martin Eisenacher, Lars I. Leichert (2013): Redox Proteomics Uncovers Peroxynitrite-Sensitive Proteins that Help Escherichia coli to Overcome Nitrosative Stress. J Biol Chem. 2013 Jul 5; 288(27): 19698–19714.
- Elahe Motevaseli, Mahdieh Shirzad, Seyed Mohammad Akrami, Azam-Sadat Mousavi, Akbar Mirsalehian, Mohammad Hossein Modarressi (2013): Normal and tumour cervical cells respond differently to vaginal lactobacilli, independent of pH and lactate. ed. Microbiol. 2013 Jul; 62(Pt 7):1065-1072.
- Nico Böhmer, Andreas Dautel, Thomas Eisele, Lutz Fischer (2012): Recombinant expression, purification and characterisation of the native glutamate racemase from Lactobacillus plantarum NC8. Protein Expr Purif. 2013 Mar;88(1):54-60.
Факти, които си струва да знаете
Видове ELISA
Има няколко вида ELISA, които се отличават със своя принцип на функциониране. Те са известни като директна ELISA, индиректна ELISA, сандвич ELISA, конкурентна ELISA и обратна ELISA. По-долу ви представяме преглед на различните видове ELISA и техните основни характеристики и разлики.
ELISA може да се проведе в качествен или количествен формат. Качествените резултати осигуряват прост положителен или отрицателен резултат, докато при количествената ELISA оптичната плътност (OD) на пробата се сравнява със стандартна крива, която обикновено е последователно разреждане на разтвор с известна концентрация на целевата молекула.
Директно ИФА
Директната ELISA е най-простата форма на анализ на Elisa, при която се използва само ензимно маркирано първично антитяло и не са необходими вторични антитела. Маркираното с ензим първично антитяло се свързва директно с целта, т.е. антигена. Буферираният антигенен разтвор се добавя към всяка ямка на микротитърна плака (обикновено 96-ямкови плаки, ELISA-плаки), където се прилепва към пластмасовата повърхност чрез взаимодействия на заряда. Когато ензимът, свързан с първичното антитяло, реагира със своя субстрат, той произвежда видим сигнал, който може да бъде измерен чрез спектрофотометър, флуорометър или луминометър.
Непряко ИСО
За индиректния ELISA тест са необходими както първично антитяло, така и вторично антитяло. Въпреки това, за разлика от директната ELISA, не първичното антитяло, а вторичното антитяло се маркира с ензим. Антигенът се обездвижва към кладенческата плоча и се свързва с първичното антитяло. Впоследствие маркираното с ензим вторично антитяло се свързва с първичното антитяло. И накрая, ензимът, свързан с вторичното антитяло, реагира със своя субстрат, за да произведе видим сигнал, който може да бъде открит.
Сандвич ЕЛИС
Докато при директни и индиректни ELISA тестове антигенът се обездвижва и покрива към повърхността на кладенечката плоча, в сандвич ELISA антитялото се обездвижва към пластмасовата повърхност на ELISA-плаката. Имобилизираните антитела в сандвич ЕЛИС са известни като антитела за улавяне. В допълнение към антителата за улавяне, в сандвич ЕЛИС са необходими и така наречените антитела за откриване. Антителата за откриване включват немаркирано антитяло за първично откриване и маркирано с ензим антитяло за вторично откриване.
Поетапно, антигенът, който представлява интерес, се свързва с антитялото за улавяне, имобилизирано към плочата. След това антитялото за първично откриване се свързва с антигена. След това вторичното антитяло за откриване се свързва с първичното антитяло за откриване. В последния етап на реакцията ензимът реагира със своя субстрат, за да произведе видим сигнал, който може да бъде открит оптически.
Състезателна ELISA
Конкурентната ELISA, известна още като инхибираща ELISA, е най-сложният тип ELISA, тъй като включва използването на инхибиторен антиген. Всеки от трите формата, директен, индиректен и сандвич ELISA, може да бъде адаптиран към конкурентния формат ELISA. При конкурентната ELISA инхибиторният антиген и антигенът, представляващ интерес, се конкурират за свързване с първичното антитяло.
За конкурентна ELISA, немаркираното антитяло се инкубира в присъствието на неговия антиген, т.е. проба. След това тези свързани антитела/антигенни комплекси се добавят към ямче, покрита с антиген.
Плочата се измива, така че да се отстранят несвързаните антитела. Конкурентната ELISA има името си поради факта, че колкото повече антиген има в пробата, толкова повече комплекси антиген-антитяло се образуват. Това означава, че има по-малко несвързани антитела, които да се свържат с антигена в ямката и антигените трябва да се конкурират за налично антитяло. Добавя се вторично антитяло, съответстващо на първичното антитяло. Това второ антитяло е свързано с ензима. Когато субстратът се добави, останалите ензими произвеждат хромогенен или флуоресцентен сигнал.
В този момент реакцията се спира, за да се избегне евентуалното насищане на сигнала.
Някои конкурентни ELISA комплекти включват ензимно-свързан антиген вместо ензимно-свързано антитяло. Маркираният антиген се конкурира за първичните места за свързване на антитела с пробокия антиген (немаркиран). Колкото по-малко антиген е в пробата, толкова по-маркираният антиген се задържа в ямката и толкова по-силен е сигналът.
Обратна ELISA
Обратната ELISA не използва пластини за кладенеца, а оставя антигените суспендирани в тестовата течност. Тестът за обратна ELISA измерва количеството свързано антитяло чрез антиген. Той е разработен специално за откриване и изследване на протеина на вирусната обвивка на Западен Нил и как е в състояние да намери вирус-специфични антитела.
Ензимен маркер, използван за ELISA
Списъкът по-долу дава най-често срещаните ензимни маркери, използвани в ELISA тестовете, които позволяват резултатите от теста да бъдат измерени след приключване.
- OPD (o-фенилендиамин дихидрохлорид) превръща кехлибарен в откриване на HRP (хрян пероксидаза), който често се използва като конюгиран протеин.
- TMB (3,3′,5,5′-тетраметилбензидин) става синьо при откриване на HRP и пожълтява след добавяне на сярна или фосфорна киселина.
- АБТС (2,2′-Azinobis [3-етилбензотиазолин-6-сулфонова киселина]-диамониева сол) става зелен при откриване на HRP.
- PNPP (p-нитрофенил фосфат, динатриева сол) пожълтява при откриване на алкална фосфатаза.