三、抗原-抗體反應
因為抗體具有與抗原決定簇相對應的結合部位(抗原結合簇),所以抗體與抗原的結合具有特異性。另一方麵,抗體本身是一種蛋白質,具有本身的氨基酸組成、排列和立體結構。對異種動物來說,它又是抗原,所產生的抗體稱為抗抗體。這種抗原與相應抗體特異性結合的反應稱為抗原-抗體反應。體外抗原抗體反應也稱為血清學反應。
由於抗原-抗體之間有特異性結合的特性,所以可用已知抗體檢測未知抗原。由於抗體存在於血清中,在抗原的檢測中采用血清做試驗。
抗體特異性與交叉反應:抗體是特異的,隻與相應抗原反應。有時不同抗原之間存在共同的抗原決定簇,或者兩個抗原決定簇結構類似能與同一抗體結合,均可出現抗體與不同抗原的交叉反應。一般地,沙門菌O抗體隻與含有相應O抗原的沙門菌發生凝集反應。但有的檸檬酸杆菌菌體可與有的沙門菌O抗體發生凝集反應。
抗原-抗體反應條件:加0.85%的生理鹽水,用於中和電荷;室溫即可,37℃時最好;pH在6~8左右;抗原和抗體比例要合適,在抗原和抗體比例相當或抗原稍過剩的情況下,反應最徹底,形成的免疫複合物沉澱最多、最大。輕微振蕩可加速凝集。
食品微生物檢驗中的常見抗原-抗體反應可分為3種類型:可溶性抗原與相應抗體結合所產生的沉澱反應;顆粒性抗原與相應抗體結合所發生的凝集反應;免疫標記的抗原-抗體反應。常規檢驗中使用的菌體與抗血清作用的反應為凝集反應。細菌毒素檢驗中由於毒素溶於水且含量較低,利用沉澱反應或乳膠凝集反應進行檢測。
1.凝集反應
顆粒性抗原如細菌細胞與其相應的抗體在電解質參與下特異性地相互結合出現凝集團的現象,稱為凝集反應,又稱直接凝集反應。將抗原與相應抗體在試管內或凹玻片上混勻,經一段時間即可出現肉眼可見的絮狀沉澱顆粒,此即陽性反應。
凝集反應除以上介紹的玻片法外還有間接凝集法。典型的間接凝集試驗或稱被動凝集反應。基本原理是將可溶性抗體吸附在適當的載體上,使其形成“顆粒性抗體”,從而可使凝集反應便於用肉眼檢出。載體材料一般是用聚苯乙烯乳膠微球。乳膠微球直徑約0.8μm,對蛋白質、核酸等高分子物質具有良好的吸附性能。利用聚苯乙烯乳膠的微球體作載體,吸附抗體(致敏)後,用於檢測相應致病菌的抗原,稱為乳膠凝集試驗。用血清致敏的乳膠滴到玻片上,再滴加相應抗原如菌體,1~2min內出現明顯凝集。
2.沉澱反應
可溶性抗原與相應抗體在電解質參與下(在溶液中或凝膠中彼此接觸)相互作用,當兩者比例適當時,出現肉眼可見的沉澱物,稱沉澱反應。細菌毒素檢驗中常用的有凝膠擴散免疫沉澱反應。抗原與抗體在凝膠中擴散,形成濃度梯度,在兩者比例最適合的位置上,形成沉澱線或沉澱環。包括單向擴散沉澱反應和雙向擴散沉澱反應。一般使用瓊脂擴散試驗。
單向瓊脂擴散試驗:將一定量的抗原(或抗體)成分均勻地分散固定於瓊脂凝膠中,製成瓊脂板,打孔,然後加入抗體(或抗原、待測血清),孔內抗體(或抗原)向四周呈環狀擴散形成濃度梯度環,在抗原與抗體的量達到一定比例時即可形成肉眼可見的沉澱環。當抗體(或抗原)繼續從孔內擴散出來,由於抗體(或抗原)過量,先形成的沉澱環溶解,而在距抗原孔較遠處再次形成新的沉澱環。隨著擴散時間的延長,沉澱環不斷溶解與再形成,其直徑也不斷加大,直到抗原與抗體反應完畢為止。
雙向瓊脂擴散是指可溶性抗原和抗體在含有電解質的同一個瓊脂凝膠板的對應孔中,各自向四周凝膠中擴散,如果兩者相對應,則發生特異性反應,在濃度比例合適處形成肉眼可見的白色沉澱線。
3.免疫標記的抗原-抗體反應
在檢驗中一般使用免疫熒光技術、酶聯免疫技術、膠體金技術等。這些在以後章節中介紹。