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數(shù)百年來,醫(yī)生一直使用實驗室檢查來確認(rèn)疾病診斷。在顯微鏡發(fā)明之前,實驗室檢查都是通過肉眼宏觀觀察尿液和糞便等各種樣本進(jìn)行的。然而,僅靠宏觀檢查無法揭示微觀變化,例如寄生細(xì)胞、細(xì)菌和病毒的類型和形態(tài)。1590年,扎卡里亞斯·詹森和漢斯·詹森父子發(fā)明了光學(xué)顯微鏡,可以放大肉眼看不見的小物體。這項發(fā)明為生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和其他科學(xué)領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)和研究鋪平了道路。隨著時間的推移,檢測和測量樣本中目標(biāo)物質(zhì)的實驗室檢查方法不斷發(fā)展。這些進(jìn)步的例子包括RID(放射免疫擴散)和RIA(放射免疫分析)技術(shù)。
在顯微鏡實驗室檢查技術(shù)的發(fā)展中,酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)方法成為一項重大突破。該技術(shù)由EvaEngvall和PeterPerlman于1971年發(fā)現(xiàn)。ELISA方法應(yīng)用于各個領(lǐng)域,已成為全球研究實驗室和診斷中使用的常規(guī)技術(shù)。他們改進(jìn)了放射免疫分析(RIA)方法,用酶代替放射性碘125來結(jié)合抗原和抗體。
ELISA法最早用于測定兔血清中的IgG抗體水平,并最終在美國和歐洲獲得專利,之后ELISA法開始被研究者廣泛應(yīng)用。1974年,LJungstrom等人將此法應(yīng)用于寄生蟲學(xué),以鑒定旋毛蟲病。1945年,Voller使用ELISA法診斷瘧疾。1978年至1981年,Bishai、Galli、Leinikki、Ukkonen等人使用ELISA法鑒定流感、副流感病毒和腮腺炎病毒引起的感染。1980年,Siegle等人用微量滴定板改良ELISA法,以鑒定各種激素、肽和蛋白質(zhì)的濃度。目前,ELISA方法廣泛用于COVID病毒抗原檢測、肝炎篩查、寄生蟲分析、腫瘤標(biāo)志物檢測、激素水平測量等研究和診斷目的。
ELISA的工作原理有兩個:抗體和抗原之間的反應(yīng),以及酶和底物之間的反應(yīng)。這些反應(yīng)發(fā)生在每個微孔板孔中??妆砻嫱坑嗅槍δ繕?biāo)抗原的特異性抗體。當(dāng)將含有目標(biāo)抗原的樣品加入孔中時,抗體和抗原之間會發(fā)生反應(yīng),形成抗體-抗原鍵。但是,樣品中可能含有其他不需要的抗原,這些抗原可通過用緩沖液清洗去除。然后,抗體-抗原復(fù)合物與酶標(biāo)記的抗體(酶標(biāo)記抗體)結(jié)合。為了確定抗體-抗原鍵的存在,需要添加底物,該底物與酶標(biāo)記抗體上的酶發(fā)生反應(yīng),從而形成有色產(chǎn)物。為了停止該反應(yīng),需要添加NaOH、HCl或硫酸。使用基于分光光度法原理的ELISA讀數(shù)儀測量所形成的顏色在400-600nm波長處的吸光度。
ELISA方法有三種類型:
1、直接ELISA(抗原篩選)
在直接ELISA中,抗原直接與酶標(biāo)記抗體結(jié)合。此方法通常用于測量抗原濃度。
2、間接ELISA
在間接ELISA中,抗原不直接與酶標(biāo)抗體結(jié)合,而是先與一抗結(jié)合。此方法通常用于測量樣本中的總抗體。
3、夾心ELISA(抗體篩選):與直接和間接ELISA不同,夾心ELISA涉及用捕獲抗體包被孔。這些抗體與目標(biāo)抗原結(jié)合,隨后被直接和間接抗體結(jié)合,形成類似夾心的結(jié)構(gòu)。這種方法通常用于測量復(fù)雜樣本中的抗原濃度,例如激素和細(xì)胞因子。
該方法具有如下優(yōu)點:
1、程序簡單
基于抗原和抗體之間的特異性反應(yīng),具有高特異性和敏感性
2、高效
總體上是安全且環(huán)保的,因為它不需要放射性物質(zhì)和大量的有機溶劑
然而,ELISA也有缺點,例如:
1、抗體制備成本高
2、需要復(fù)雜的技術(shù)和昂貴的培養(yǎng)基
3、出現(xiàn)高假陽性/假陰性結(jié)果的可能性
4、抗體不穩(wěn)定性
5、由于抗體不穩(wěn)定,需要在低溫條件下運輸和儲存
總之,自1590年ZachariasJanssen和HansJanssen發(fā)現(xiàn)光學(xué)顯微鏡以來,實驗室檢查經(jīng)歷了重大發(fā)展。1971年EvaEngvall和PeterPerlman開發(fā)的ELISA(酶聯(lián)免疫吸附測定)方法標(biāo)志著微觀實驗室檢測的一個重要里程碑。該方法對疾病診斷、生物研究、醫(yī)學(xué)和其他科學(xué)領(lǐng)域做出了重大貢獻(xiàn)。在ELISA方法中,抗原、抗體和酶與底物之間的反應(yīng)發(fā)生在多孔微孔板內(nèi),結(jié)果可以通過分光光度法測量。ELISA具有程序簡單、靈敏度高、效率高等優(yōu)點。然而,也存在一些挑戰(zhàn),例如抗體制備成本高以及可能出現(xiàn)假陽性/陰性結(jié)果。盡管如此,ELISA仍然是當(dāng)今實驗室檢查中最常用的方法之一,在疾病診斷、健康監(jiān)測和研究中有各種應(yīng)用。隨著科技的不斷進(jìn)步,期待未來ELISA方法能夠不斷發(fā)展,為提高醫(yī)療質(zhì)量和科學(xué)認(rèn)識做出更大的貢獻(xiàn)。