
酶标仪样品前处理步骤一般有哪些?
一、样品采集与初步处理
1. 样品类型与采集要求
在酶联免疫吸附(ELISA)等微孔板检测中,常见的样品包括血清、血浆、尿液、细胞培养上清、组织匀浆等。不同样品来源具有特定的采集注意事项:
血清/血浆:采血管应选择含凝血剂或抗凝剂的真空管,避免血液溶血。采血后应及时于4℃条件下静置30分钟,使血液自然凝固或保存抗凝状态,然后进行离心。
细胞培养上清:收集培养皿或瓶中上清时,应避免吸入细胞碎片。先行低速离心(如300–500×g,5–10分钟),去除残留细胞,然后将上清移至无菌容器保存。
组织匀浆:取少量组织块置于预冷生理盐水或缓冲液中,利用匀浆仪在冰上快速研磨。匀浆后须立即以高转速(如10 000×g,10–15分钟)离心,弃去细胞碎片,保留上清作为待测样品。
为避免蛋白酶降解或炎症介质降解,应全程保持样品低温(4 ℃或冰浴),并可以根据需要添加蛋白酶抑制剂或抗氧化剂。采集后应尽快完成离心分离,将上清或血清/血浆分装于预标记的离心管中,避免反复冻融,并且在−20 ℃或−80 ℃条件下保存。如果实验当天即用,可将样品短期置于4 ℃冰箱。
2. 样品离心与去杂质
对于血液、组织匀浆、细胞上清等含有可见颗粒的样本,需进行离心以去除悬浮物。一般采用微量离心机,设定合适的转速与时间:
血清/血浆:1200–2000×g离心10–15分钟,弃去血细胞与血块,取上清。
细胞培养上清:300–500×g离心5–10分钟,去除贴壁或浮游细胞,再进一步1000–2000×g离心以去微小残渣。
组织匀浆:先低速离心(800×g,10分钟)去大块残渣,再高速离心(10 000×g,10–15分钟)获得纯净上清。
若含脂类物质或淋巴细胞等干扰明显,可以在常规离心基础上追加过滤步骤:通过0.22 μm或0.45 μm滤膜,将上清进一步澄清,去除细胞碎片与微颗粒,保证后续检测时光路畅通,避免微粒散射产生假信号。
二、样品保存与稳定性控制
1. 冷冻保存与冻融次数
生物样品中蛋白质、抗体、抗原、酶等易受温度和反复冻融影响。采集后分装于多只离心管中,每支管体积应与单次使用量匹配,避免同一管多次冻融。
短期保存:可放置于4 ℃冰箱,使用周期不超过48小时。
长期保存:置于−20 ℃或更低(−80 ℃),保存时间可视分子稳定性而定,一般不超过半年。
冻融次数:建议不超过两次,否则易导致蛋白变性、酶活丧失或抗体效价下降。若样品标本量有限,可在解冻后分装小份,避免重冻。
2. 添加保护剂与稳定剂
某些脆弱分子(如细胞因子、酶、细胞外囊泡)在冻存或室温放置过程中易失活,可在样品中添加低浓度蛋白稳定剂(如牛血清白蛋白 BSA 0.1%–1%)或甘油(5%–10%)及蛋白酶抑制剂混合物,维护蛋白天然构象,避免降解。加入前应确认所加试剂与后续试剂兼容,不会影响酶标检测反应。
三、样品前处理常用方法
1. 稀释与缓冲液配制
稀释剂常选用厂家配套的稀释缓冲液或自行配制PBS(磷酸盐缓冲液)/TBS(Tris缓冲盐水),需保证pH 7.2–7.4且含0.05%–0.1%吐温 20/80以减少非特异结合。稀释过程应在冰上进行,将样品轻轻颠倒或旋涡混匀,防止产生气泡。
稀释倍数:根据预实验结果与待测浓度范围,选择合适倍数,如1:2、1:5、1:10、1:50、1:100等。
浓度线性范围:要保证稀释后样本浓度落在标准曲线范围内,如若仍超出,可继续加大稀释倍数。
同批制备:一旦选择稀释体系,尽量一次配制足量,分装后放于冰上使用,减少因各次配制造成的批间差异。
2. 蛋白沉淀与去除干扰物
对于血清、尿液或组织匀浆中含有过量脂类、盐类、核酸或小分子杂质时,可借助蛋白沉淀或脱脂步骤,提高样本纯度:
硫酸铵沉淀:逐步加入饱和硫酸铵溶液至样本中,边滴加边轻轻颠倒,待过夜4 ℃沉淀,再以10 000×g离心,保留上清或重悬沉淀,具体方法需根据待测蛋白性质调整。
有机溶剂沉淀:如冰乙腈或冰丙酮,体积比可选1:3或1:4。充分混匀后置于−20 ℃冷冻20–30分钟,使蛋白质沉淀,再离心后弃上清,重悬沉淀于适量缓冲液。此法对去除小分子代谢物、脂溶性物质较为有效。
滤过与超滤:使用截留分子量为10–30 kDa的超滤离心管,可同时去除低分子杂质并浓缩样本。若待测蛋白分子量小于10 kDa,则需改用更小截留值的超滤膜,或结合其他纯化方法。
无论采用何种沉淀或过滤步骤,都要在操作过程中保持低温,防止蛋白失活。处理后的样本需再次检测浓度,并根据实际浓度重新设计稀释倍数。
四、标准品、对照品及试剂配制
1. 标准曲线与质控样本
准确配置标准品溶液是获得精准浓度测定结果的关键。依据厂商说明书或文献,配制标准品初始储备液后,依次进行系列梯度稀释:
步骤示例:假设最高浓度为2000 pg/mL,则在标准缓冲液中配置原始浓度溶液后,可依次稀释为1000、500、250、125、62.5、31.25 pg/mL等多级梯度,最后配制零标准(仅含稀释缓冲液)。
准确移液:使用校准合格的移液枪,先向空管内加入标准缓冲液,再注入标准品溶液,充分混匀后再进行下一级稀释。切忌先加标准品后再加缓冲,避免浓度误差。
质控样本:除标准品外,还应设立高、中、低浓度的质控样本,用于验证检测的准确度与精密度。常见做法是在空白䐉(Blank)与标准品之外配置三个不同浓度水平的质控样本,一并上板。
2. 探针与显色底物配制
不同检测模式下需要配制不同的二抗/酶标记抗体和显色底物。例如:
HRP-TMB体系:将TMB显色底物A液(有机缓冲液)与B液(过氧化物酶底物)按推荐比例1:1配制,使用前需避光保存;过量制备会导致底物失效,故应现配现用。
AP-P-Nitrophenyl Phosphate体系:若使用碱性磷酸酶为酶标签,应配制即用型P-NPP显色液,并在测量后数分钟即进行吸光度读数,因为显色速度较快,最多持续30分钟而不宜过久。
荧光与化学发光体系:对于荧光探针,需配制荧光底物与增强剂,常见的底物为R123、AMC等;化学发光检测时,可直接使用Luminol混合液,但需提前调试最佳检测时间与温度。
对于所有试剂配制,应严格按照产品说明书或文献建议,使用 Milli-Q 级高纯水与分析纯试剂,避免微量杂质带来的背景噪声。配制完成后需标注配制日期,并存放于规定温度(一般4 ℃)或避光条件下。
五、微孔板预处理与上样操作
1. 板材选择与预处理
根据检测需求,选择合适的微孔板类型(平底/锥底/黑底/白底)。若为光吸收测定,需选用透明平底板;荧光检测则宜使用黑底板以减少反射干扰;化学发光检测常选白底板提高信号通量。
预热与平衡:使用前应将板从4 ℃或−20 ℃环境平衡至室温,至少放置30分钟,以免温差导致反应速率不均。
如需包被:若为自建ELISA,需将捕获抗体按浓度加入板孔(如1–10 μg/mL),4 ℃过夜或37 ℃2小时固定,然后用封闭液(通常为5%–10%脱脂乳粉或BSA)室温孵育1–2小时,最后洗板并甩干,方可进行样品上样。
2. 样品与标准品加样
将样品、标准品、质控品及空白按照预先设计的版式依次加至微孔板中,通常包括平行复孔(≥2孔)以降低偶然误差。注意如下要点:
移液顺序:先加标准品,再加样本,最后加检测抗体或显色底物。移液枪吸头要保持干净,一次性吸头切勿重复使用,防止交叉污染。
避免气泡:移液时须保持移液枪与孔壁稍微倾斜,先触及孔壁再挤压活塞,吹跑液体尾端残留时轻拍管壁让气泡浮出。若气泡停留在孔底,可用细针轻轻拨动,切勿用手挤压微孔板表面。
体积一致性:标准品与样品加样体积要一致,例如同为100 μL/孔,确保各孔比色反应体积相同,以减少光路差异对信号的影响。
3. 孵育与摇床设置
加样完成后,根据实验方案将板放入孵育箱或70 × 100 mm摇床,其中摇板速度与时间需严格控制:
温度控制:常见ELISA孵育温度为37 ℃或室温(20–25 ℃)。若需要较长孵育(≥2小时),建议采用恒温箱保持温度均一。
震荡方式:微孔板上可加装振荡架(Orbital Shaker),设置振荡频率在200–300 rpm,以保证孔内液体充分接触孔壁与抗原抗体,促进反应。
孵育时间:捕获抗体与样品结合一般需1–2小时;二抗结合也约需30分钟–1小时;若使用HRP-TMB显色底物,显色时间一般为5–15分钟,应根据色深情况实时监测并终止反应。
六、洗板与显色步骤
1. 洗板程序与注意事项
洗板步骤主要用于去除未结合物,减少背景信号。洗板液常选用含0.05%–0.1%吐温 20的PBS或TBS,具体洗板次数视实验灵敏度要求而定:
手动洗板:使用移液器逐孔吸去孔内液体,然后加入300–400 μL洗板液,反复吸弃并轻拍板底甩干。手动洗板需格外注意洗液完全进入孔底,且每孔洗净后略作停留(5–10秒)方可吸弃。
自动洗板机:可根据厂家程序设定吸液压力与注液速度,一般设置5–6次冲洗,每次300–400 μL。自动洗板机的喷嘴要定期更换与校准,以防喷嘴堵塞或洗液喷射不均。
甩干方式:洗完后,倒扣微孔板于吸水纸或无纤维脱落纸上,轻轻拍打孔板侧壁,甩去残余液体,避免液滴残留影响后续显色均匀性。
2. 加显色液与终止反应
显色液加入:取显色底物以相同体积(如100 μL/孔)加入各孔,随后快速盖板或轻轻覆盖,防止空气氧化加速反应。
显色情况监测:若显色底物反应速度较快,每隔1–2分钟检查一次孔色变化。理想状态应由无色逐渐变为黄色(HRP-TMB体系),或由淡蓝色变为橙黄色(S-P体系)。
终止反应:当标准品最高浓度孔显色达到预定OD值(如0.8–1.0 OD)时,向每孔加入等体积终止液(如2 M硫酸或0.5 M氢氧化钠),轻轻晃动试板,使终止液与显色液充分混合。终止后颜色由蓝色或绿色瞬间转变为黄色,可强化信号稳定性。
终止后应在30分钟内于酶标仪上进行读数,超过此时间可能出现信号漂移或受光线干扰造成误差。
七、检测前准备与读板设置
1. 空白校准与仪器预热
在启用酶标仪进行读数前,需要完成以下准备:
空白孔设置:在微孔板内至少留出2–4孔空白(加入终止液或稀释缓冲液),用于校准仪器基线。
预热仪器:若酶标仪具备加温功能,需预热至设定温度(如37 ℃或室温保持),并运行空读程序,校正光学参数与探测器零点。
波长与检测模式:根据显色体系或荧光/发光体系选择适当波长(例如450 nm,背景扣除550–620 nm),或荧光激发/发射波长设置。
增益与读数速度:对于信号较弱的样品可适当提高探测器增益(Gain),但需避免饱和。读数速度可选“快速”或“正常”,针对高通量时可适度加快。
2. 防止环境干扰
光源隔离:检测时应关闭实验室照明或将板置于遮光罩内,避免周围强光对荧光/发光信号造成干扰。
防振措施:仪器应放置于稳固无震的实验台上,附近尽量避免大型机器运行,以免机械震动影响光路对准与测量精度。
温度稳定:读数前后尽量保持环境温度恒定,避免因温差产生的光学折射变化导致信号波动。
八、质量控制与常见问题排查
1. 平行复孔与对照验证
复孔数量:建议样品、标准品和质控样本至少进行两到三个重复孔。通过计算样本复孔间的相对标准偏差(%CV),若CV>10%–15%,需重新检查操作步骤与样本均匀性。
阴阳性对照:设立已知阳性和阴性对照,以验证试剂效价与操作准确性。如阴性对照出现高信号,可能是洗板不彻底或交叉污染所致;阳性对照信号异常偏低,则需检查抗体活性或孵育条件。
空白对照:空白孔(仅含终止液或稀释缓冲液)应显示极低或接近零的OD值。如空白值明显偏高,需检查显色底物是否过期、洗板机管路是否残留底物、微孔板质量是否有缺陷。
2. 常见误差来源与纠正方法
气泡导致信号异常:加样或显色过程中若存在气泡,会造成光散射导致读数偏高。可使用移液器轻轻吹打孔壁使气泡浮出,确保孔底透明。
洗板不充分:洗液残留会与底物或检测抗体发生非特异反应,增加背景噪声。建议适当增加冲洗次数(≥5次),并保证甩干完全。
试剂配制不准确:显色底物或稀释缓冲液配制量不足或浓度偏差,会影响显色速度与终止效果。务必严格称量和移液,并将配制过程记录在案。
移液器校准问题:移液器吸排液体容积不准确会导致加样量不一致,建议每月校准一次或购置二次供液移液枪。
温度波动影响反应动力学:孵育温度过高或过低会改变抗体与抗原结合速率,导致曲线斜率变化。使用恒温箱或孵育器保持一致温度,并在相同温度环境下进行全部实验步骤。
