血清學(xué)反應(yīng)是指:相應(yīng)的抗原與抗體在體外一定條件下作用,可出現(xiàn)肉眼可見的沉淀、凝集現(xiàn)象。在食品微生物檢驗中,常用血清學(xué)反應(yīng)來鑒定分離到的細菌,以最終確認檢測結(jié)果。
血清學(xué)反應(yīng)的一般特點:
(1)抗原體的結(jié)合具有特異性,當有共同抗原體存在時,會出現(xiàn)交叉反應(yīng)。
(2)抗原體的結(jié)合是分子表面的結(jié)合,這種結(jié)合雖相當穩(wěn)定,但是可逆的。
(3)抗原體的結(jié)合是按一定比例進行的,只有比例適當時,才能出現(xiàn)可見反應(yīng)。
(4)血清學(xué)反應(yīng)大體分為兩個階段進行,但其間無嚴格界限。第一階段為抗原體特異性結(jié)合階段,反應(yīng)速度很快,只需幾秒至幾分鐘反應(yīng)即可完畢,但不出現(xiàn)肉眼可見現(xiàn)象。第二階段為抗原體反應(yīng)的可見階段,表現(xiàn)為凝集、沉淀、補體結(jié)合反應(yīng)等。反應(yīng)速度慢,需幾分、幾十分以至更長時間。而且,在第二階段反應(yīng)中,電解質(zhì)、PH、溫度等環(huán)境因素的變化,都直接影響血清學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。
習(xí)慣上將經(jīng)典的血清學(xué)反應(yīng)分三種類別:凝集反應(yīng)、沉淀反應(yīng)和補體結(jié)合反應(yīng)。
1.凝集反應(yīng)
顆粒性抗原(細菌、紅細胞等)與相應(yīng)抗體結(jié)合,在電解質(zhì)參與下所形成的肉眼可見的凝集現(xiàn)象,稱為凝集反應(yīng)(Agglutination reaction)。其中的抗原稱為凝集原,抗體稱為凝集素。在該反應(yīng)中,因為單位體積抗體量大,做定量實驗時,應(yīng)稀釋抗體。
(1)直接凝集反應(yīng)
顆粒性抗原與相應(yīng)抗體直接結(jié)合所出現(xiàn)的反應(yīng),稱為直接凝集反應(yīng)(Direct agglution reaction)。
a.玻片凝集法。是一種常規(guī)的定性試驗方法。原理是用已知抗體來檢測未知抗原。常用于鑒定菌種、血型。如將含有痢疾桿菌抗體的血清與待檢菌液各一滴,在玻片上混勻,數(shù)分種后若出現(xiàn)肉眼可見的凝集塊,即陽性反應(yīng),證明該菌是痢疾桿菌。此法快速、簡便,但不能進行定量測定。
b.試管凝集法。是一種定量試驗方法。多用已知抗原來檢測血清中有無相應(yīng)抗體及其含量。常用于協(xié)助診斷某些傳染病及進行流行病學(xué)調(diào)查。如肥達氏反應(yīng)就是診斷傷寒、付傷寒的試管凝集試驗。因為要測定抗體的含量,故將待檢查的血清用等滲鹽水倍比稀釋成不同濃度,然后加入等量抗原,37℃或56℃,2~4小時觀察,血清最高稀釋度仍有明顯凝集現(xiàn)象的,為該抗血清的凝集效價。
(2)間接凝集反應(yīng)
將可溶性抗原(抗體)先吸附在一種與免疫無關(guān)的,顆粒狀微球表面,然后與相應(yīng)抗體(抗原)作用,在有電解質(zhì)存在的條件下,即可發(fā)生凝集,稱為間接凝集反應(yīng)(Indirect agglutination)。由于載體增大了可溶性抗原的反應(yīng)面積。當載體上有少量抗原與抗體結(jié)合。就出現(xiàn)肉眼可見的反應(yīng),敏感性很高。
2.沉淀反應(yīng)
可溶性抗原與相應(yīng)抗體結(jié)合,在有適量電解質(zhì)存在下,經(jīng)過一定時間,形成肉眼可見的沉淀物,稱為沉淀反應(yīng)(Precipitation)。反應(yīng)中的抗原稱為沉淀原,抗體為沉淀素。由于在單位體積內(nèi)抗原量大,為了不使抗原過剩,故應(yīng)稀釋抗原,并以抗原的稀釋度作為沉淀反應(yīng)的效價。
(1)環(huán)狀沉淀反應(yīng):是一種定性試驗方法,可用已知抗體檢測未知抗原。將已知抗體注入特制小試管中,然后沿管壁徐徐加入等量抗原,如抗原與抗體對應(yīng),則在兩液界面出現(xiàn)白色的沉淀圓環(huán)。
(2)絮狀沉淀反應(yīng):將已知抗原與抗體在試管(如凹玻片)內(nèi)混勻,如抗原抗體對應(yīng),而又二者比例適當時,會出現(xiàn)肉眼可見的絮狀沉淀,此為陽性反應(yīng)。
(3)瓊脂擴散試驗:利用可溶性抗原抗體在半固體瓊脂內(nèi)擴散,若抗原抗體對應(yīng),且二者比例合適,在其擴散的某一部分就會出現(xiàn)白色的沉淀線。每對抗原抗體可形成一條沉淀線。有幾對抗原抗體,就可分別形成幾條沉淀線。瓊脂擴散可分為單向擴散和雙向擴散兩種類型。單向擴散是一種定量試驗。可用于免疫蛋白含量的測定。而雙向擴散多用于定性試驗。由于方法簡便易行,常用于測定分析和鑒定復(fù)雜的抗原成分。 3、補體結(jié)合反應(yīng)
補體結(jié)合反應(yīng)(Complement fixation reaction)是在補體參與下,以綿羊紅細胞和溶血素作為指示系統(tǒng)的抗原抗體反應(yīng)。補體無特異性,能與任何一組抗原抗體復(fù)合物結(jié)合而引起反應(yīng)。如果補體與綿羊紅細胞、溶血素的復(fù)合物結(jié)合,就會出現(xiàn)溶血現(xiàn)象,如果與細菌及相應(yīng)抗體復(fù)合物結(jié)合,就會出現(xiàn)溶菌現(xiàn)象。因此,整個試驗需要有補體、待檢系統(tǒng)(已知抗體或抗原、未知抗原或抗體)及指示系統(tǒng)(綿羊細胞和溶血素)五種成份參加。其試驗原理是補體不單獨和抗原或抗體結(jié)合。如果出現(xiàn)溶菌,是補體與待檢系統(tǒng)結(jié)合的結(jié)果,說明抗原抗體是相對應(yīng)的,如果出現(xiàn)溶血,說明抗原抗體不相對應(yīng)。此反應(yīng)操作復(fù)雜,敏感性高,特異性強,能測出少量抗原和抗體,所以應(yīng)用范圍較廣。
血清學(xué)反應(yīng)的一般特點:
(1)抗原體的結(jié)合具有特異性,當有共同抗原體存在時,會出現(xiàn)交叉反應(yīng)。
(2)抗原體的結(jié)合是分子表面的結(jié)合,這種結(jié)合雖相當穩(wěn)定,但是可逆的。
(3)抗原體的結(jié)合是按一定比例進行的,只有比例適當時,才能出現(xiàn)可見反應(yīng)。
(4)血清學(xué)反應(yīng)大體分為兩個階段進行,但其間無嚴格界限。第一階段為抗原體特異性結(jié)合階段,反應(yīng)速度很快,只需幾秒至幾分鐘反應(yīng)即可完畢,但不出現(xiàn)肉眼可見現(xiàn)象。第二階段為抗原體反應(yīng)的可見階段,表現(xiàn)為凝集、沉淀、補體結(jié)合反應(yīng)等。反應(yīng)速度慢,需幾分、幾十分以至更長時間。而且,在第二階段反應(yīng)中,電解質(zhì)、PH、溫度等環(huán)境因素的變化,都直接影響血清學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。
習(xí)慣上將經(jīng)典的血清學(xué)反應(yīng)分三種類別:凝集反應(yīng)、沉淀反應(yīng)和補體結(jié)合反應(yīng)。
1.凝集反應(yīng)
顆粒性抗原(細菌、紅細胞等)與相應(yīng)抗體結(jié)合,在電解質(zhì)參與下所形成的肉眼可見的凝集現(xiàn)象,稱為凝集反應(yīng)(Agglutination reaction)。其中的抗原稱為凝集原,抗體稱為凝集素。在該反應(yīng)中,因為單位體積抗體量大,做定量實驗時,應(yīng)稀釋抗體。
(1)直接凝集反應(yīng)
顆粒性抗原與相應(yīng)抗體直接結(jié)合所出現(xiàn)的反應(yīng),稱為直接凝集反應(yīng)(Direct agglution reaction)。
a.玻片凝集法。是一種常規(guī)的定性試驗方法。原理是用已知抗體來檢測未知抗原。常用于鑒定菌種、血型。如將含有痢疾桿菌抗體的血清與待檢菌液各一滴,在玻片上混勻,數(shù)分種后若出現(xiàn)肉眼可見的凝集塊,即陽性反應(yīng),證明該菌是痢疾桿菌。此法快速、簡便,但不能進行定量測定。
b.試管凝集法。是一種定量試驗方法。多用已知抗原來檢測血清中有無相應(yīng)抗體及其含量。常用于協(xié)助診斷某些傳染病及進行流行病學(xué)調(diào)查。如肥達氏反應(yīng)就是診斷傷寒、付傷寒的試管凝集試驗。因為要測定抗體的含量,故將待檢查的血清用等滲鹽水倍比稀釋成不同濃度,然后加入等量抗原,37℃或56℃,2~4小時觀察,血清最高稀釋度仍有明顯凝集現(xiàn)象的,為該抗血清的凝集效價。
(2)間接凝集反應(yīng)
將可溶性抗原(抗體)先吸附在一種與免疫無關(guān)的,顆粒狀微球表面,然后與相應(yīng)抗體(抗原)作用,在有電解質(zhì)存在的條件下,即可發(fā)生凝集,稱為間接凝集反應(yīng)(Indirect agglutination)。由于載體增大了可溶性抗原的反應(yīng)面積。當載體上有少量抗原與抗體結(jié)合。就出現(xiàn)肉眼可見的反應(yīng),敏感性很高。
2.沉淀反應(yīng)
可溶性抗原與相應(yīng)抗體結(jié)合,在有適量電解質(zhì)存在下,經(jīng)過一定時間,形成肉眼可見的沉淀物,稱為沉淀反應(yīng)(Precipitation)。反應(yīng)中的抗原稱為沉淀原,抗體為沉淀素。由于在單位體積內(nèi)抗原量大,為了不使抗原過剩,故應(yīng)稀釋抗原,并以抗原的稀釋度作為沉淀反應(yīng)的效價。
(1)環(huán)狀沉淀反應(yīng):是一種定性試驗方法,可用已知抗體檢測未知抗原。將已知抗體注入特制小試管中,然后沿管壁徐徐加入等量抗原,如抗原與抗體對應(yīng),則在兩液界面出現(xiàn)白色的沉淀圓環(huán)。
(2)絮狀沉淀反應(yīng):將已知抗原與抗體在試管(如凹玻片)內(nèi)混勻,如抗原抗體對應(yīng),而又二者比例適當時,會出現(xiàn)肉眼可見的絮狀沉淀,此為陽性反應(yīng)。
(3)瓊脂擴散試驗:利用可溶性抗原抗體在半固體瓊脂內(nèi)擴散,若抗原抗體對應(yīng),且二者比例合適,在其擴散的某一部分就會出現(xiàn)白色的沉淀線。每對抗原抗體可形成一條沉淀線。有幾對抗原抗體,就可分別形成幾條沉淀線。瓊脂擴散可分為單向擴散和雙向擴散兩種類型。單向擴散是一種定量試驗。可用于免疫蛋白含量的測定。而雙向擴散多用于定性試驗。由于方法簡便易行,常用于測定分析和鑒定復(fù)雜的抗原成分。 3、補體結(jié)合反應(yīng)
補體結(jié)合反應(yīng)(Complement fixation reaction)是在補體參與下,以綿羊紅細胞和溶血素作為指示系統(tǒng)的抗原抗體反應(yīng)。補體無特異性,能與任何一組抗原抗體復(fù)合物結(jié)合而引起反應(yīng)。如果補體與綿羊紅細胞、溶血素的復(fù)合物結(jié)合,就會出現(xiàn)溶血現(xiàn)象,如果與細菌及相應(yīng)抗體復(fù)合物結(jié)合,就會出現(xiàn)溶菌現(xiàn)象。因此,整個試驗需要有補體、待檢系統(tǒng)(已知抗體或抗原、未知抗原或抗體)及指示系統(tǒng)(綿羊細胞和溶血素)五種成份參加。其試驗原理是補體不單獨和抗原或抗體結(jié)合。如果出現(xiàn)溶菌,是補體與待檢系統(tǒng)結(jié)合的結(jié)果,說明抗原抗體是相對應(yīng)的,如果出現(xiàn)溶血,說明抗原抗體不相對應(yīng)。此反應(yīng)操作復(fù)雜,敏感性高,特異性強,能測出少量抗原和抗體,所以應(yīng)用范圍較廣。