拆解 ELISA 试剂盒核心原料:单克隆抗体超详细制备全流程

2026/7/13
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拆解 ELISA 试剂盒核心原料:单克隆抗体超详细制备全流程

适配双抗体夹心法 ELISA:最终获得捕获单抗(包被用)+ 检测单抗(后续 HRP 标记)一对配对单克隆抗体,全文分阶段细化操作、关键参数、判定标准、常见问题。

总流程主线

抗原制备与鉴定 → 动物免疫(小鼠)→ 免疫效价血清检测 → 细胞融合(脾细胞 + 骨髓瘤细胞)→ HAT 选择性培养 → 初次 ELISA 筛选阳性杂交瘤孔 → 有限稀释亚克隆(单克隆化)→ 多轮亚克隆直至单克隆稳定株 → 细胞株建库冻存 → 腹水制备 / 细胞上清大规模培养 → 抗体纯化 → 抗体浓度、纯度、活性鉴定 → 配对验证(确认可用于 ELISA 夹心法)

一、第一步:免疫原抗原制备与质控(免疫前提)

1. 抗原要求

ELISA 用抗原优先重组表达蛋白,天然抗原次之;

  • 纯度:SDS-PAGE 考染纯度≥90%;

  • 定量:BCA/ Bradford 准确定量;

  • 去除内毒素(避免小鼠炎症死亡);

  • 小分子无免疫原性需载体蛋白偶联(BSA/OVA)。

2. 佐剂配制

  • 初次免疫:弗氏完全佐剂 CFA(含灭活结核杆菌,强免疫刺激)

  • 加强免疫:弗氏不完全佐剂 IFA

3. 抗原 - 佐剂乳化

抗原溶液与佐剂 1:1 体积混合,注射器对推乳化,滴入清水呈油滴不扩散即为乳化合格。

二、小鼠免疫(BALB/c 雌性小鼠,6~8 周龄,最常用)

方案(标准 5 针免疫程序)

  1. 首免(第 0 天)

    多点皮下注射:颈后、腹股沟、背部多点,总抗原量 50~100μg / 只,CFA 乳化。

  2. 二免(第 14 天)

    IFA 乳化同剂量抗原,皮下多点注射。

  3. 三免(第 28 天)

    IFA 乳化,皮下加强。

  4. 尾静脉采血测血清效价(第 35 天左右)

    间接 ELISA 检测小鼠血清抗抗原抗体滴度:

    包被抗原 1μg/mL,梯度稀释血清,OD450>阴性对照 2.1 倍判阳性;

    效价≥1:10000 说明免疫成功,可准备冲击免疫。

  5. 冲击免疫(融合前 3 天,第 42 天)

    不加佐剂,抗原溶于 PBS,腹腔注射 100μg 纯抗原,快速激活脾脏 B 淋巴细胞,提升融合阳性率。

若效价偏低:追加 1~2 针 IFA 加强,间隔 14 天。

三、骨髓瘤细胞复苏与培养(SP2/0-Ag14 细胞系)

1. 细胞培养条件

培养基:基础 RPMI 1640 + 10% 胎牛血清 FBS + 双抗(青霉素 + 链霉素)

37℃、5% CO₂饱和湿度培养。

2. 融合前准备

  • 细胞处于对数生长期,活率>95%;

  • 提前 2~3 天传代,避免老化、成团;

  • 融合当天收集细胞,离心洗涤 2 次,备用。

四、细胞融合(PEG 介导融合,核心步骤)

1. 取材脾细胞

颈椎脱臼处死免疫小鼠,无菌取脾脏;

研磨过 200 目筛网制成单细胞悬液,RPMI 洗涤离心 3 次,去除红细胞与碎片。

2. 细胞配比

脾细胞 : SP2/0 骨髓瘤细胞 = 5:1 ~ 10:1,混合于同一离心管。

3. PEG 促融(关键)

  1. 弃上清,轻弹管底使细胞松散;

  2. 1min 内匀速滴加50% PEG1500 1mL(37℃预热),边加边轻柔转动;

  3. 静置 90s(严格计时,PEG 毒性大会杀死细胞);

  4. 缓慢加无血清 RPMI 终止 PEG 作用,逐步稀释;

  5. 离心弃上清,用HAT 选择性培养基重悬细胞。

4. 铺板

96 孔细胞培养板,每孔加细胞悬液 200μL;

37℃CO₂培养箱静置培养。

五、HAT 选择性培养原理与换液

1. HAT 成分作用

  • H:次黄嘌呤

  • A:氨基蝶呤(阻断细胞从头 DNA 合成通路)

  • T:胸腺嘧啶核苷

  • 骨髓瘤细胞:缺失 HGPRT 酶,无法利用补救合成,在 HAT 中自身无法增殖死亡;

  • 未融合脾细胞:体外培养数天自然凋亡;

  • 杂交瘤细胞:兼具脾细胞 HGPRT + 骨髓瘤无限增殖能力,可存活扩增。

2. 换液程序

  • 第 3~5 天:半量换液 HAT 培养基;

  • 第 7~10 天:可见孔内针尖大小杂交瘤细胞克隆;

  • 第 10~14 天:换成HT 培养基(去掉氨基蝶呤),降低毒性;

    克隆长至孔底 1/10 面积时,即可取上清做 ELISA 初筛。

六、初次阳性孔筛选(间接 ELISA,筛能结合抗原的杂交瘤)

1. 板条包被

靶抗原用碳酸盐包被液稀释至 1μg/mL,100μL / 孔,4℃过夜;

PBST 洗板,5% BSA 37℃封闭 1h。

2. 加样

每孔取杂交瘤上清 100μL,37℃孵育 1h;

设阳性小鼠免疫血清、空白培养基、SP2/0 上清作为对照。

3. 二抗显色

HRP 标记羊抗小鼠 IgG,孵育→洗板→TMB 显色→硫酸终止,测 OD450。

OD 值≥阴性 2.1 倍判定为阳性孔,标记孔位。

七、有限稀释法亚克隆(获得单克隆细胞株,最关键纯化步骤)

初次阳性孔内是多个杂交瘤混合克隆,必须亚克隆分离单细胞株,否则抗体分泌不稳定、易丢失阳性。

标准有限稀释操作

  1. 吸出阳性孔细胞,计数;

  2. 用 HT 培养基梯度稀释,按0.5 个细胞 / 孔铺 96 孔板;

  3. 培养 7~10 天,显微镜标记单克隆孔(孔内仅 1 个细胞群落);

  4. 再次取上清 ELISA 检测阳性;

  5. 连续亚克隆 2~4 轮,直至所有单克隆孔 100% 阳性,且孔间 OD 差异极小,视为稳定单克隆细胞株。

亚克隆合格判定

连续两轮亚克隆无阴性孔,分泌抗体性状稳定,方可建株冻存。

八、细胞株保种冻存

冻存液:70% RPMI+20% FBS+10% DMSO

程序降温后转入 - 80℃冰箱短期保存,长期置于液氮罐。

每株细胞冻存 10~20 支种子细胞,防止污染 / 丢株。

九、单克隆抗体大规模制备两种路线

路线 A:体内诱生腹水法(产量极高,工业常用)

  1. BALB/c 小鼠腹腔提前注射 0.5mL 石蜡油,预处理致敏腹腔;

  2. 7 天后腹腔注射单克隆杂交瘤细胞 5×10⁶~1×10⁷ 个 / 只;

  3. 7~14 天小鼠腹部明显膨大,无菌抽取腹水;

  4. 腹水离心去除油脂与细胞沉淀,上清即为粗抗体腹水。

    单只小鼠可获腹水 5~15mL,抗体浓度 1~10mg/mL。

路线 B:体外细胞培养上清(无小鼠源杂质,适合临床级)

细胞放大至细胞瓶 / 生物反应器培养,收集上清;

缺点:抗体浓度低(10~50μg/mL),体积大,纯化工作量大。

十、单克隆抗体纯化(Protein A/G 亲和层析首选)

1. 预处理

腹水 / 培养上清 12000rpm 离心,0.45μm 滤膜过滤除杂。

2. 亲和柱结合

平衡液 PBS 过柱,样品上柱,IgG 特异性结合 Protein A/G 填料;

PBST 洗去杂蛋白、脂类、非特异性蛋白。

3. 洗脱

pH2.7 甘氨酸盐酸洗脱液洗脱结合抗体,立即用中性 Tris 中和 pH,避免抗体变性。

4. 脱盐换液

超滤管 / 透析袋置换至 PBS,浓缩定容。

十一、抗体全面质控鉴定(ELISA 试剂盒使用前必做)

  1. 浓度检测:Bradford/BCA 测蛋白浓度;

  2. 纯度检测:SDS-PAGE 还原电泳,出现重链 55kDa、轻链 25kDa 两条主带,无杂带;

  3. 亚型鉴定:小鼠 Ig 亚型试纸,确定 IgG1/IgG2a/IgG2b 等;

  4. 结合活性:间接 ELISA 滴定抗体效价;

  5. 配对筛选(夹心法关键)

    将不同单抗分为两组:

  • 一组包被酶标板做捕获抗体;

  • 另一组 HRP 标记后做检测抗体;

    交叉配对测试,选出信号高、背景低、线性好的一对单抗,正式用于 ELISA 试剂盒生产。

十二、抗体标记(适配 ELISA 试剂盒)

选定的检测单抗使用过碘酸钠法偶联 HRP 辣根过氧化物酶,制成酶标抗体;

捕获抗体直接用于酶标板包被工艺。

十三、常见关键注意事项

  1. 融合全程无菌操作,一旦污染整孔报废;

  2. PEG 融合时间严格控制,过长细胞大量死亡;

  3. 不充分亚克隆会导致细胞株退化、停止产抗;

  4. 腹水务必过滤除菌,防止纯化时填料污染;

  5. 配对失败最常见原因:两株单抗识别同一抗原表位,无法夹心结合,需多筛几十株克隆交叉配对。

整体周期汇总

  • 免疫:6 周左右

  • 融合 + 筛选 + 亚克隆:4~8 周

  • 腹水制备 + 纯化 + 质控:2~3 周

    从零建株总周期:3~5 个月;若外购杂交瘤细胞株,仅需后续扩增纯化,1~2 周即可完成。

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