抗血清又稱高免血清或抗病血清,是一種含有高效價特異性抗體的動物血清。抗血清包括抗毒素、抗細菌、抗病毒血清。抗毒素血清是用細菌類毒素或毒素免疫異源動物所取得的血清,如破傷風抗毒素;抗菌血清是用細菌免疫異源動物所取得的血清,如抗炭疽血清;抗病毒血清是用病毒免疫異源動物所取得的血清,如抗豬瘟血清。
血清的製備是一項常用的免疫學實驗技術。高效價、高特異性的免疫血清可作為免疫學診斷的試劑(如用於製備免疫標記抗體等),也可供特異性免疫治療用。免疫血清的效價高低取決於實驗動物的免疫反應性及抗原的免疫原性。如以免疫原性強的抗原刺激高應答性的機體,常可獲得高效價的免疫血清。而使用免疫原性弱的抗原免疫時,則需同時加用佐劑以增強抗原的免疫原性。免疫血清的特異性主要取決於免疫用抗原的純度。因此,如欲獲得高特異性的免疫血清,必須預先純化抗原。此外,抗原的劑量、免疫途徑及注射抗原的時間間隔等,也是影響免疫血清效價的重要因素應予重視。
一、家兔抗人IgG免疫血清的製備
任務目的
凡能刺激機體產生抗體,並能與抗體發生特異性結合的物質稱為抗原。物質所具有的這種特性稱為抗原性。當機體受抗原刺激後,在體液中出現的一種能與相應抗原發生反應的球蛋白,稱免疫球蛋白。含有免疫球蛋白的血清稱免疫血清。
在免疫期間,不僅各個不同的動物,而且同一動物在不同的時間內抗血清效價、特異性、親合力等都可能發生變化,因而必須經常地采血測試。隻有在對抗血清的效價、特異性、親合力等方麵作徹底的評價後,才可使用所取得的抗血清。
抗血清的效價,就是指血清中所含抗體的濃度或含量。效價測定的方法常用的是放射免疫法,此法對所有的抗體均適用。某些由大分子(如蛋白類)抗原所產生的抗體,可用雙擴散等方法測定。本實驗采用雙向免疫擴散法測定效價。
通過本任務,要求學習抗血清的製備方法,並能夠進行免疫注射;對血清的抗體效價進行測定,並能夠進行抗血清的采集與保存。
任務實施所需材料和設備
1.材料和設備
(1)動物
健康成年家兔,雄性,體重2~3kg。
(2)器材
剪刀、鑷子、注射器(2mL,50mL)、附針頭(9號、6號)、稱量瓶(10mL)、量筒、動物固定架、滅菌三角燒瓶(200mL)、手術器械一套、血管夾、黑絲線、塑料放血管等。
(3)試劑
①滅菌生理鹽水。
②純化人IgG(10mg/mL)。
③消毒酒精及碘酒。
④羊毛脂。
⑤石蠟油。
⑥活卡價苗(BCG)(75mg/mL)。
⑦弗氏不完全佐劑(FIA)製備:稱羊毛脂10g,逐滴加入優質石蠟油40mL,邊滴邊研磨,分裝於疫苗瓶中(每瓶10mL),高壓滅菌(8磅1磅≈0.4536kg。20min)後保存備用。
⑧弗氏完全佐劑乳化抗原(FCAIgG)的製備:將FIA予溫(60℃30min),吸取3mL於研缽中,逐滴加入活BCG(75mg/mL)0.5mL及純化人IgG2.5mL(2.4mg/mL),滴入邊研磨直至形成均一性的乳狀液,取1滴滴於冷水麵上不散開為合格。
任務內容
1.動物免疫
(1)消毒
用剪刀剪去家兔兩後腳掌的部分兔毛,以酒精及碘酒消毒皮膚。
(2)第1次免疫
用2mL注射器吸取弗氏完全佐劑(FCA)乳化的抗原(人IgG)(簡稱FCAIgG)液1mL,每側腳掌皮下各注入0.5mL。
(3)第2次免疫
間隔10~14d後,於兩側窩及鼠蹊部腫大的淋巴結內注入FCAIgG,每個淋巴結注0.1mL,其餘注入淋巴結附近皮下共1mL。如淋巴結未腫大或腫大不明顯時,直接注入兩側窩及鼠蹊部皮下。
(4)抗體效價測定
間隔7~10d後,從耳靜脈采血0.5~1.0mL,分離血清,以雙相瓊脂擴散試驗測定免疫血清的抗體效價(即試血)。效價至少應達到1∶16以上時才能放血。
(5)放血要求
若效價未達到要求,可用不加佐劑的抗原液(人IgG)耳靜脈內注射免疫。即於1周內注射3次,分別為0.1mL,0.3mL,0.5mL。間隔1周再試血。如效價達到要求應立即放血。另外,也可在第2次免疫後,以弗氏不完全佐劑(FIA)乳化的抗原(人IgG)(簡稱FIAIgG)再免疫1~2次。注射部位、劑量和間隔均同第2次,再試血測抗體效價,如效價達到要求立即放血。
2.放血
(1)心髒采用血法
①家兔仰麵,四肢縛於動物固定架上(或由助手抓住四肢固定)。
②剪去左胸部兔毛,消毒皮膚。
③用左手拇指摸到胸骨劍突處,食指及中指放在右胸處輕輕向左推心髒,並使心髒固定於左胸側位置。然後,以左拇指觸摸心髒搏動最強的部位。
④用50mL注射器(連接16號針頭),傾針45°角,對準心搏最強處刺入心髒抽血致死。
⑤將抽取的血液立即注入無菌三角燒瓶中,待凝固後分離血清。
(2)頸動脈放血法
①家兔仰臥同上固定。頭部略放低以暴露頸部,剃毛及消毒皮膚。
②沿頸部中線切開皮膚約10cm,分離皮下組織,直至暴露出氣管兩側的胸鎖乳突肌。
③分離胸鎖乳突肌與氣管間的頸三角區疏鬆組織,暴露出頸總動脈後使之遊離。
④於動脈下套入兩根黑絲線,分別置於遠心及近心端。結紮遠心端的絲線。近心端的動脈用血管夾夾住。
⑤用尖頭小剪刀在兩根絲線間的動脈壁上剪一小口,插入塑料放血管。再將近心端的絲線結紮固定於放血管上,以防放血管滑脫。
⑥鬆開血管夾,使血液流入滅菌三角燒瓶中。一般1隻家兔可放血80~100mL。
3.分離血清
將三角燒瓶的血置37℃溫箱1h,再置4℃冰箱內3~4h。待血液凝固血塊收縮後,用毛細滴管吸取血清。於3000r/min離心15min,取上清加入防腐劑(0.01%硫柳汞或0.02%疊氮鈉,最終濃度),分裝後置4℃冰箱中保存備用。
4.結果鑒定
以雙相瓊脂擴散試驗測定所獲免疫血清的抗體效價,並用瓊指免疫電泳鑒定免疫血清中抗體的質量,應產生單一的沉澱弧線。具體操作方法見沉澱反應。
5.注意事項
免疫用實驗動物的抗體反應性個體差異性較大,因此免疫時至少應選用兩隻以上動物。另外,不能使用妊娠動物。
免疫用的抗原必須經FCA或FIA充分乳化後才能注射,否則將明顯影響抗原的免疫效果。采用H81微型振蕩混合器法或三腔管研磨法製備。前者是將抗原液與佐劑按比例混合後,置於混合器上使之劇烈振蕩(頻率2900r/min,振幅6mm);後者是將免疫用的佐劑和抗原液按比例混合後,吸入注射器內再將注射器連接於三腔管上反複抽吸研磨。
佐劑可提高特異性免疫反應的效果獲得高效價的免疫血清,但若抗原不純時,可使抗原中極微量的汙染物產生抗體,導致免疫血清的純度受到影響。有些實驗動物種係對BCG過敏,尤其是豚鼠,其次是家兔,當再次注射完全佐劑時,可以引起變態反應而導致免疫失敗。為此,第2次免疫注射時應減少佐劑中BCG的含量或改用不完全佐劑,以減少和防止變態反應的發生。
抗原的劑量決定於抗原的種類。對免疫原性強的抗原劑量應相對較少,免疫原性弱的抗原劑量可相對較多。抗原的用量一般以體重計算。在使用佐劑的情況下,一次注入的總劑量以0.5mg/kg體重為宜。如不加佐劑時劑量可加大10倍。另外,免疫周期長者可少量多次注射,免疫周期短者可較大量少次注射。
免疫方法上也可采用多點注射法免疫動物。即於家兔脊柱兩旁選4~6點皮下注射,每點注0.2mL,間隔兩周後再於上述部位選不同點同上注射也可產生高效價的免疫血清。
二、傷寒沙門菌抗血清的製備
任務簡介
傷寒沙門菌H抗原為鞭毛抗原,屬鞭毛蛋白質,不穩定,可經甲醛固定;O抗原為菌體抗原,屬細胞壁脂多糖,性質穩定、耐熱。將製備好的H,O抗原分別免疫健康家兔,家兔體內可產生高效價的抗H抗體和抗O抗體,並主要存在於兔血清中。
任務內容
1.抗原的製備
(1)製備傷寒沙門菌H抗原
①接種經鑒定的傷寒沙門菌H90l菌株至普通瓊脂平板內,37℃培養16~24h,挑選典型光滑型菌落轉種至普通瓊脂斜麵,37℃培養18~24h。
②加5mL無菌肉湯至接種有細菌的普通瓊脂斜麵上,靜置5~10min,搓動試管,製成細菌懸液。
③將細菌懸液種於15cm瓊脂平板內,盡量鋪平於培養基表麵(可用塗布棒塗布),37℃培養16~24h。
④用適量無菌0.4%甲醛生理鹽水衝洗刮取菌苔,移入無菌三角瓶內,置37℃水浴24h,固定殺菌。
⑤取少許經甲醛生理鹽水處理的菌液接種肉湯培養基做無菌試驗。無菌生長者用無菌生理鹽水稀釋至5~10億菌/mL(用Brown氏標準比濁管測定),即獲得傷寒沙門菌H抗原,4℃保存備用。
(2)製備傷寒沙門菌O抗原
采用經鑒定的傷寒沙門菌O90l菌株,方法同上。收獲細菌時,取出大平皿,用適量生理鹽水衝洗刮下菌苔,移入無菌三角瓶,100℃水浴2h殺菌(或用0.5%石炭酸鹽水衝洗刮下菌苔,置37℃水浴過夜殺菌)。做無菌試驗合格後,用生理鹽水稀釋成5~10億菌/mL,加入石炭酸至終濃度為5%即成O抗原菌液。4℃保存備用。
2.動物的選擇
選擇合適的動物進行免疫極為重要,除了要求動物健康外,還應考慮以下兩個因素:
①抗原與免疫動物的種屬差異越遠越好;親緣關係太近不易產生免疫應答(如兔—大鼠之間,雞—鴨之間)。
②抗血清量的需要。大動物如馬、騾等可獲得大量血清(一頭成年馬反複采血可獲得10000mL以上的抗血清),但有時需要抗體的量不是很多,選用家兔或豚鼠即可。
本實驗選用家兔較合適。選好動物後,檢測其體內是否含有天然抗體(取兔耳緣靜脈血,分離血清,分別與傷寒沙門菌H和O抗原作試管凝集反應),隻選擇不含傷寒沙門菌H和O抗原天然抗體的家兔進行免疫。最後,將家兔隨機分為兩組,作好標記。
3.免疫方法
免疫前,用生理鹽水將傷寒沙門菌H和O抗原洗滌3遍,然後稀釋至9億菌/mL。兔耳緣經碘酒和酒精消毒後,從耳緣靜脈注射抗原(分H抗原和O抗原兩組)。
4.檢測血清效價
末次注射後7~10d,抽兔耳靜脈血1mL,分離血清與相應的抗原作試管凝集反應,若血清效價大於1∶1280,即可收獲血清;若效價偏低,再用相應抗原3mL加強免疫1~2次,可使抗體效價明顯升高。
5.收集血清
試血合格後,經頸動脈或心髒采血,置於幹燥無菌的三角瓶內,37℃30min,再置4℃冰箱,使血清析出,吸出血清成分以2000r/min離心20min,棄紅細胞;檢測凝集效價後,適量分裝,-20℃凍存備用,也可加入0.01%的疊氮鈉(NaN3)防腐。
附:常用采血方法介紹
(1)頸動脈放血法
頸動脈放血法是最常用的方法,對家兔、山羊等動物皆可采用。在動物頸外側做皮膚切口,拉開皮膚後可見斜行的胸鎖乳突肌,將此肌鈍性分離並推向後方,即可見到淡紅色有彈性的總動脈。將此動脈輕輕遊離(連同與之同行的迷走神經),用絲線將遠心端結紮,近心端用止血鉗夾住,另一止血鉗夾住動脈迷走神經,用以固定。沿結紮處剪斷血管,用固定止血鉗將斷端放入瓶口,慢慢打開夾持的止血鉗,動脈血立即噴射入瓶。如此放血的速度快,動物死亡也快,取血量略少於其他放血法。如在放血大約總量的一半時,暫時將動脈夾住片刻,再繼續放血,得血量可以多些。
(2)心髒采血法
心髒采血法多用於豚鼠、大鼠、雞等小動物。采血技術應熟練,穿刺不準容易導致動物急性死亡。
(3)靜脈多次采血法
家兔可用耳中央靜脈,山羊可用頸靜脈。這種放血法可隔日1次,有時可采集多量血液。如用耳靜脈切開法,1隻家兔可采百餘毫升血液(用頸動脈放血最多可獲70~80mL,一般隻有50mL左右)。用頸靜脈采集綿羊血,一次可放300mL,放血後立即回輸10%葡萄糖鹽水,3d後仍可采血200~300mL。動物休息1周,再加強免疫1次,又可采血兩次。如此,1隻羊可獲1500~2000mL血液。小鼠取血往往采取斷尾或摘除眼球法,每鼠得血一般不超過2mL。
抗血清的分離多采用室溫自然凝固,然後放置37℃或4℃待凝塊收縮。前者迅速,但得血清較少;後者時間長,有時還會出現溶血,但獲得血清多,而且效價不易下跌。
三、溶血素的製備方法
任務簡介
綿羊紅細胞(SRBC)對家兔、小鼠等動物屬於異種抗原。用SRBC懸液免疫家兔,家兔可針對SRBC的刺激產生體液免疫應答,合成和分泌大量抗SRBC抗體,主要存在於被免疫兔的血清中。
在試管內抗SRBC抗體與SRBC可發生結合,加入補體後,在一定條件下,經一定時間會導致SRBC的溶解,故抗SRBC抗體又稱為溶血素。
所需的材料和設備
健康綿羊、健康家兔、無菌注射器(50mL或100mL)、16號針頭、剪刀、止血帶、酒精燈、無菌棉球、2.5%碘酒、75%酒精、無菌三角瓶(內裝阿氏紅細胞保存液)、無菌離心管和吸管、橡皮乳頭、血球計數器、無菌生理鹽水、水平離心機。
任務內容
1.製備綿羊紅細胞懸液
①用帶子交叉捆住綿羊四肢,使其側臥於地。剪去頸部部分毛,用止血帶紮住頸部,確定頸靜脈。