第一节 如何使用本书

《免疫检测原理与应用》一书蕴含了免疫检测及其应用的全面信息。本节介绍了本书是如何构成的,以方便读者查询所需要的信息。

一、使用索引

在索引中,如果页面索引为粗体形式,则相应主题通常会有更详细地介绍。

二、本书的结构

本书的内容分为若干部分,每一部分都建立在前面的知识体系之上。

第一部分:免疫检测的基本原理

第一节 如何使用本书。

第二节 免疫检测入门简介。本节对于免疫检测领域的入门者来说是个很好的起点,介绍了免疫检测的基本原理。

第三节 免疫检测性能指标。本节介绍了定义免疫检测性能的术语和方法。

第二部分:免疫检测的分类

第一节 竞争性和非竞争性免疫测定(ELISA)的原理:从分类上来说,几乎所有的免疫检测都是竞争性的或非竞争性的。之所以在同一章节中对它们进行介绍是因为它们具有一些共同的特征。酶联免疫吸附试验(ELISA)是非竞争性免疫测定方法的一个亚类,尽管有时该术语被不恰当地(或不正确地)用于描述各种免疫检测方法,非竞争性免疫测定通常被称为夹心测定法,这是因为分析物被夹在两个抗体(捕获和标记抗体)之间。

第二节 均相免疫测定:通常的免疫检测是异相的,依赖于将结合到抗体上的物质与未结合的物质进行分离,只有结合的部分才可以通过标记得到可测量的信号。均相免疫分析的目的是通过一系列巧妙的方法,在不需要分离的情况下,将结合和未结合的标记物区分开。这样简化了检测自动化。均相免疫分析可以是竞争性的,也可以是非竞争性的。这是一个具有创新性的领域,正受到许多研究者的高度关注。

第三节 侧向层流免疫检测系统:该种类型的免疫检测应用广泛,值得用一个章节专门进行介绍。众所周知的一个例子就是家用妊娠测试。该种类型的检测用于即时诊断、法医、环境和食品应用。主要特点是所有的操作步骤包括分离,都是通过毛细管作用在惰性试纸上完成的,不需要使用者的介入。这是一个具有高度发展活跃度的学科领域。

第四节 游离分析物免疫检测:这是检测模式中一个特殊的类型,目的是测量血液样本中游离的分析物,如未与载体蛋白相结合的部分。如果游离分析物是代谢活性部分的话,那么对其进行检测就很重要。游离甲状腺素就是典型的例子,其游离部分只占总甲状腺素的0.02%。

第五节 定性免疫检测的特点和设计:当免疫检测已经发展到能满足特定的临床需求时,给出是或否结果的定性检测变得越来越普遍。家用妊娠测试和一些血液筛查测试一样都是定性的,这类检测法有时在阳性和阴性分类区域之间也会有一个灰区。虽然定性免疫检测对于使用者来说很简单,但它有独特的设计要求,这是因为定性检测给出了临床解释,而不仅仅是分析物浓度。

第六节 传染病相关抗体的检测:传统的免疫检测利用抗体来“捕获”互补的抗原,即目标分析物。当抗体是目标分析物的时候,也可以运用相同的原理,将抗原作为“诱饵(bait)”捕获抗体,然而实际上抗体检测有其特有的挑战性。在传统的免疫检测中,开发人员可以选择单个克隆抗体或者多个抗体的混合物,通过设计来达到所需的检测性能特征。然而在抗体检测中,不同样本间的抗体群体可能存在很大的差异。

第七节 以微球为基础的多重免疫检测——利用Luminex® xMAP®技术的开发和应用:Luminex开创性地使用了抗体包被的微球和细胞分选技术,现在已经成为免疫检测中一个重要的类别,具有许多的应用。

第八节 芯片上的实验室,微/纳米免疫检测系统、微阵列芯片:本节介绍了当检测越来越小型化时,物理作用力之间的关系是如何变化的,如表面张力的影响越大,同时重力的影响就会越小。设备的样本加载模块需要匹配人体尺寸,这使得检测模块在尺寸上就会显得相形见绌。免疫检测的每一个方面都需要重新设计以实现小型化,这是一个非常有趣的科学和工程领域。

第九节 表面等离激元共振在结合位点、动力学和浓度分析中的应用:表面等离激元共振是一种经过改良的生物传感器技术,可以深入研究一对抗体-抗原间的结合动力学,这是每一个免疫检测的核心。本节介绍了结合常数和解离常数的重要性,以及它们的作用是如何实现可视化的。

第十节 使用数字ELISA方法测定单个蛋白质分子:这是一种令人兴奋的全新的单分子检测类型,已经取得了显著的成果,可以精确地测量极低浓度的多肽。

第十一节 免疫组织化学和免疫细胞化学:免疫组织化学和免疫细胞化学与免疫检测密切相关,因此本书也包括与其相关的内容。在蛋白质组学领域,利用这些技术研究细胞中具有科学意义的蛋白质,发现它们位于何处,比较疾病细胞和正常细胞,为寻找原因和可能的治疗方法提供线索,并且利用这些技术可以在细胞水平上评价一种治疗方法相较于另外一种方法的效果。

第三部分:免疫检测的组成

免疫检测的方法有多种组合排列,但是它们都具有共同的元素。一旦了解了基本的成分,就更容易理解任何新的免疫检测系统。

第一节 抗体:大多数免疫检测使用抗体作为最关键的试剂(某些免疫检测相反,使用抗原来测试样本中是否含有特异性抗体)。本节介绍了抗体作为需要精挑细选的试剂组分应该如何使用以及目前可用的重组技术。所述的一些技术也正在促进制药业的变革,如通过使用人源化单克隆抗体作为治疗药物等。

第二节 信号生成和检测系统:为了量化抗体和目标分析物的结合,需要一个信号。本节介绍了最常见的信号生成系统,以及它们各自的优势和局限性。

第三节 固相和其他分离系统:分离过程去除掉多余的、未结合的能够产生信号的物质,以便只测量结合的信号。分离过程直接影响免疫检测的灵敏度。本节介绍了如何使用固相载体来固定捕获抗体,虽然这样简化了分离的过程,但可能会影响抗体反应和检测动力学。

第四节 偶联方法:免疫定量分析法中,在分析物存在的情况下会形成的抗体-分析物-抗体复合物,如果没有信号生成的实体来量化它,那么这个复合物是没有用的。在大多数免疫检测中,都会涉及将其中一种抗体偶联到分子标记物上,该偶联产物可以参与到信号生成系统中。在ELISA中,标记物就是一种酶。这是免疫检测中抗原或者抗体需要与另外一个分子通过化学方式偶联在一起的几种情况之一。偶联是免疫检测中一个专业的领域,将在本节中进行介绍。

第五节 标准化和校准:免疫检测是一种间接的测量系统,需要通过校准来给出有意义的浓度估计值。在某些情况下,校准可以追溯到一个具有确定意义测量单位的标准品,如摩尔或克,这种追溯是可以被验证的,但是在其他情况下,标准化是溯源到任意指定的单位。本节介绍了免疫检测是如何标准化和校准的。

第六节 校准曲线拟合:本节介绍了计算机在读取未知样本浓度的过程中所使用的模型和算法,样本浓度来自于标准品或校准品。

第四部分:免疫检测的开发

第一节 ELISA开发实用指南:使用“实验室自建”的免疫检测可以既简单又廉价地筛查数以千计的样本,这是免疫检测的一大吸引力。本节是ELISA开发实用指南,用来指导研究人员和那些资源有限的人员。

第二节 方法评价-实用指南:本节是指导商业化产品的用户如何对产品进行初步评价的指南。

第三节 免疫检测中的干扰:许多潜在的原因会造成免疫检测中的干扰,这些干扰可能来源于样本和其他来源。本节是对干扰的类型以及如何检测和防止干扰的全面性的指南。

第四节 体外诊断行业中免疫检测的开发:本节是业内人士所撰写的关于商业化免疫检测开发的综述。

第五部分:免疫检测的实施

第一节 样本采集,包括受试者的准备和样本的处理:本节给出了关于项目的准备、样本的采集以及其他相关主题的全面性建议。覆盖了血液和其他类型的样本,并延伸到唾液采集。

第二节 实验室质量保证:本节是免疫诊断实验室建立安全质量体系的指南。

第三节 即时检测(床旁检测):本节涵盖了临床实践中即时检测的管理以及决策者在决定是否使用即时检测时应注意的事项。

第四节 免疫检测问题原因分析指南:本节是一个全面的和系统性的指南,用来确认免疫检测相关问题的根本原因。

第六部分:免疫检测在临床化学之外的应用

第一节 免疫检测在兽医诊断中的应用:本节提供了免疫检测在兽医领域用于控制和诊断传染病,以及评估代谢和生殖状况的全面情况。介绍了兽医免疫检测的技术和科学,包括猫、犬、猪、马、牛和禽类的应用。

第二节 配体结合检测在药物开发中的应用:本节描述了制药工业在药物研发、药物代谢动力学、毒理学和临床研究的不同阶段是如何应用免疫检测的。

第七部分:免疫检测的临床应用

第一节 临床概念:临床测试应用于诊断、患者管理和筛查的原则,以及免疫检测设计的结果。

第二节至第二十三节 临床章节:本书最后的一个部分由22节组成,各节以一致的格式概述了免疫检测所应用的主要临床领域,包括正常身体功能的描述、相关临床疾病,以及在各领域中可能用到的每一种免疫检测分析物的介绍。本书的这一部分描述了免疫检测的临床应用。为了体现其科学价值,在这些章节给出了参考区间,但是由于参考区间在不同方法和患者人群中有所不同,因此该参考区间不得用于任何临床情况。临床内容如下:

(1)甲状腺;

(2)肾上腺皮质;

(3)骨和钙代谢;

(4)不孕不育;

(5)体外受精和胚胎移植(IVF-ET);

(6)女性多毛和男性化;

(7)妊娠;

(8)生长和生长激素缺乏症;

(9)糖尿病;

(10)血液学;

(11)心肌标志物;

(12)肿瘤标志物;

(13)变态反应;

(14)自身免疫性疾病;

(15)胃肠道;

(16)肝炎;

(17)人类免疫缺陷病毒(HIV);

(18)病毒性疾病(不包括肝炎和HIV);

(19)细菌性疾病;

(20)寄生虫和真菌;

(21)治疗药物监测;

(22)药物滥用。

(陈清 杨薇 译,何建文 审)