空斑形成细胞测定试验检测
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发布时间:2025-08-02 12:45:20 更新时间:2026-08-06 20:49:45
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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空斑形成细胞测定(Plaque-Forming Cell Assay, PFC Assay),也称为溶血空斑试验(Hemolytic Plaque Assay),是免疫学研究中一项经典的体外检测技术,主要用于定量检测能够分泌特异性抗体的B淋巴细胞或浆细胞。该试验基于抗体介导的补体依赖性红细胞溶解原理:当单个抗体分泌细胞(ASC)分泌的抗体与其周围的绵羊红细胞(SRBC,通常作为抗原)结合,并在补体存在的情况下,会导致局部的红细胞溶解,从而在琼脂糖或其它半固体培养基中形成肉眼可见的透明溶解区域,即“空斑”(Plaque)。每一个空斑通常代表一个能分泌特异性抗体的活性B细胞或浆细胞,通过计数空斑数量即可推算出样品中抗原特异性抗体分泌细胞的数量和功能。该方法灵敏度高,可直接反映机体的体液免疫应答状态,广泛应用于疫苗效力评估、免疫调节剂研究、自身免疫性疾病研究、过敏研究以及基础免疫学研究等领域。
空斑形成细胞测定试验的核心检测项目是:
抗原特异性抗体分泌细胞(Antibody-Secreting Cells, ASCs)的数量与活性。具体包括:
1. 总IgM/IgG/IgA分泌细胞数量: 通常使用非特异性刺激物(如LPS)或抗免疫球蛋白抗体包被的红细胞来检测分泌各类免疫球蛋白的B细胞总数,反映B细胞的整体功能状态。
2. 特异性抗体分泌细胞数量: 使用特定的抗原(如SRBC、卵白蛋白OVA、病毒蛋白等)致敏或包被的红细胞,检测针对该特定抗原产生抗体的B细胞数量,直接评估针对该抗原的体液免疫应答强度。
3. 空斑形成单位(Plaque-Forming Units, PFU): 对空斑进行计数,通常以每百万个脾细胞、淋巴结细胞或外周血单个核细胞(PBMC)中形成的空斑数来表示(PFU/10^6 cells)。这是最核心的定量指标。
进行空斑形成细胞测定通常需要以下关键仪器和设备:
1. 生物安全柜/超净工作台: 用于无菌操作,防止细胞污染。
2. CO2培养箱: 维持恒定的温度(通常37°C)、湿度和CO2浓度(5%),确保细胞在培养期间保持活性。
3. 倒置显微镜: 用于观察细胞状态、铺板均匀性以及初步识别空斑。配备相机可进行成像记录。
4. 离心机: 用于细胞分离、洗涤和沉淀。
5. 恒温水浴锅: 用于融化琼脂糖并保持其液态(通常维持在45-48°C)。
6. 微量移液器及配套吸头: 用于精准加样。
7. 培养皿/平皿:
8. 计数板(如血球计数板)或自动细胞计数器: 用于精确计数细胞浓度。
9. 磁力搅拌器(可选): 用于在倒琼脂糖时混匀细胞和试剂。
10. 成像分析系统(可选但推荐): 高分辨率扫描仪或专用的空斑分析仪配合软件,用于自动计数空斑并分析大小,提高结果的客观性和效率。
标准的空斑形成细胞测定(以检测抗SRBC抗体分泌细胞为例)主要步骤如下:
1. 细胞悬液制备: 无菌采集免疫动物的脾脏、淋巴结或血液,制备成单个细胞悬液,进行细胞计数并调整至合适浓度(如5-10 x 10^6 cells/mL)。
2. 铺板: * 融化适量琼脂糖(如0.5-0.7%),保持在45-48°C水浴中。 * 将预热的基础培养基(如RPMI 1640、MEM)、灭活的胎牛血清(FCS)、细胞悬液、SRBC悬液(通常0.1-0.2%压积)以及适量稀释的补体(如豚鼠血清)快速混合均匀。 * 迅速将混合液倾倒入预热的培养皿或平皿中,轻轻摇动使其均匀铺开。 * 待琼脂糖凝固(室温或4°C放置数分钟)。
3. 温育: 将铺好的平皿放入37°C, 5% CO2培养箱中孵育一定时间(通常为1-2小时),让抗体分泌细胞释放抗体,抗体与周围的SRBC结合。
4. 补体作用: * 小心地在已凝固的琼脂糖层表面覆盖一层预热(37°C)的、适当稀释的补体溶液(如1:10-1:20稀释的豚鼠血清)。 * 继续放入37°C, 5% CO2培养箱中孵育45-90分钟。补体被抗原-抗体复合物激活,导致结合了抗体的SRBC溶解,形成空斑。
5. 空斑计数: * 温育结束后,取出平皿。可直接在光学显微镜(低倍镜,如40x)下肉眼或借助放大镜观察计数空斑。 * 更精确的方法是使用平板扫描仪扫描整个平皿,利用图像分析软件自动识别和计数空斑。每个清晰的圆形透明溶解区计为一个空斑。
6. 结果计算: 根据铺板时的细胞数量,计算每百万个细胞中的空斑形成单位(PFU/10^6 cells)。
空斑形成细胞测定虽然没有全球统一的强制标准,但其操作和结果判读遵循以下关键原则和参考标准:
1. 实验设计标准化: * 设立合适的阴性对照(如未免疫动物细胞、不加抗原SRBC)、阳性对照(如已知高反应动物细胞)以评估实验体系的有效性。 * 细胞浓度、SRBC浓度、补体浓度和活性、温育时间等关键参数需在预实验和正式实验中保持一致,并在报告中详细记录。
2. 试剂质量控制: * SRBC: 新鲜采集或商业购买,使用前洗涤并配制准确浓度。批次差异可能影响结果,需注意。 * 补体: 豚鼠血清是最常用来源。必须新鲜或正确保存(-70°C以下),使用前需滴定其最适溶血活性浓度(通常要求1:10稀释时能完全溶血),并在当次实验中灭活处理不当批次或过度稀释可能无活性。每次实验前应进行活性测试。 * 培养基与血清: 保证无菌、无支原体污染,血清需灭活。
3. 空斑判读标准: * 空斑应为清晰、圆形、边缘锐利的透明区域,中心可见淋巴细胞(即形成该空斑的ASC)。 * 排除因气泡、杂质或非特异性溶血造成的假阳性。 * 对于模糊边缘或不规则形状的空斑,是否计数需在实验方案中预先明确规定并保持一致。 * 计数时通常选择空斑分布均匀、数量适中的区域或计数整个平皿。
4. 结果报告标准: * 结果应以 PFU/10^6 cells ± SD/SEM 的形式报告。 * 报告中必须包含详细的实验条件:动物品系、免疫方案(抗原、剂量、途径、时间)、细胞来源(脾、淋巴结、PBMC)、细胞浓度、SRBC浓度、补体来源/批次/稀释度、温育时间、计数的细胞总数/平皿数/区域等。
5. 参考方法学文献: 该方法的建立和优化常参考经典免疫学著作和权威期刊发表的详细Protocol,如Jerne和Nordin在1963年首次描述的方法及其后续的各种改良版本。
注意事项: 该方法操作步骤较多,技术要求较高,特别是铺板的均匀性、补体的活性和温育时间的控制对结果影响很大。实验者需要经过训练并注意细节控制,确保结果的可重复性和可靠性。自动计数系统可显著提高效率和客观性。

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