一些小分子物質(zhì)如激素、藥物和毒品等,通常分子量小于1 000,只是半抗原,僅有反應(yīng)原性,沒有免疫原性,將其直接免疫動(dòng)物,不能得到小分子的抗體。只有將其先與載體蛋白相連接,組成完全抗原后免疫動(dòng)物,才能得到特異的抗小分子抗體。
由于小分子上抗原決定簇有限,以及空間位阻的原因,在與特異抗體的結(jié)合時(shí),一個(gè)小分子只能與一個(gè)抗體分子結(jié)合,因此,如使用ELISA方法測(cè)定小分子,通常只能應(yīng)用競(jìng)爭(zhēng)抑制模式,這就需要制備酶——小分子結(jié)合物。因此,要建立小分子物質(zhì)的免疫測(cè)定方法,必須有一個(gè)制備蛋白—小分子半抗原結(jié)合物的過程。
一、小分子的特性及蛋白載體的選擇
(一)小分子上與蛋白連接基團(tuán)的選擇對(duì)所產(chǎn)生抗體的特異性的影響小分子為具有多種反應(yīng)基團(tuán)如氨基、羧基、醛基等的物質(zhì),這些基團(tuán)既是其區(qū)別于與其相近似分子的特異性抗原決定簇之所在,也是其用于與蛋白分子的交聯(lián)的結(jié)合基團(tuán)。因此,當(dāng)這些基團(tuán)與蛋白大分子結(jié)合后,再免疫動(dòng)物所得到的抗體,往往特異性會(huì)有所降低,尤其是分子結(jié)構(gòu)上相近似的小分子,如選用每種小分子物質(zhì)特有基團(tuán)連接蛋白,則免疫動(dòng)物后所得抗體的特異性就差,因?yàn)槠涮禺惖目乖瓫Q定簇在刺激動(dòng)物機(jī)體抗體的生成中不起作用,而共同的基團(tuán)所組成的抗原決定簇卻不受影響,激發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答而產(chǎn)生能結(jié)合具有此決定簇的所有近似小分子的抗體。因此,選擇相關(guān)小分子均有基團(tuán)用于與蛋白分子的交聯(lián),得到的抗體具有較好的特異性。此外,在小分子與載體蛋白之間加入一連接空間臂,也能改善所得抗體的特異性。
(二)小分子與載體蛋白的分子比對(duì)抗體產(chǎn)生的影響
對(duì)于免疫動(dòng)物產(chǎn)生抗體來說,并不是載體蛋白上小分子越多越好,而是一定數(shù)量的小分子對(duì)免疫動(dòng)物產(chǎn)生抗體來說是最理想的,如使用牛血清白蛋白(BSA)作為載體蛋白,每分子結(jié)合8~25個(gè)小分子較為合適。
(三)載體蛋白的選擇
選擇適當(dāng)?shù)妮d體蛋白對(duì)于有效地免疫動(dòng)物得到抗小分子抗體非常關(guān)鍵。最常用的載體蛋白是與擬使用免疫動(dòng)物不同種屬的動(dòng)物血清白蛋白、戚鑰血藍(lán)蛋白(keyholelimpet hemocya—nin)、卵清蛋白及纖維蛋白原等。載體蛋白一般以其最具反應(yīng)活性的基團(tuán)如s—和?!被?pKa分別為10和8)、酚基、巰基(pKa為9)、咪唑(pKa為7)和羧基(pKa2~4)等,所謂的pKa為基團(tuán)的一半處于質(zhì)子化時(shí)的pH值。因此,pH值的變化會(huì)引起這些基團(tuán)反應(yīng)活性的改變,親核基團(tuán)的非質(zhì)子化形式具有反應(yīng)性。
二、用于小分子與蛋白交聯(lián)試劑的選擇
用于小分子與蛋白交聯(lián)的試劑可分為四大類,即①乙?;噭虎谕榛噭?;③氧化還原試劑;④親電子試劑。乙?;噭┑耐ㄓ霉綖镽-C(=O)—X,源于羧基(—COOH)的活化,如醋酸酐或混合酸酐、N—羥琥珀酰亞胺酯(NHS)和S—乙酰琉基琥珀酸酐等。由于所涉及基團(tuán)的pKa,在堿性條件下,乙?;噭┲饕c蛋白的氨基(去質(zhì)子的賴氨酸)和酪氨酸殘基形成穩(wěn)定,的衍生物,與半胱氨酸或組氨酸殘基形成不穩(wěn)定的衍生物。修飾的酪氨酸殘基可用羥胺處理而再生。一般情況下,酸酐會(huì)迅速水解,因此,其乙酰化作用與試劑的水解之間處于競(jìng)爭(zhēng)之中。烷基化試劑中重要的是馬來酰胺,交聯(lián)反應(yīng)在較為溫和的堿性條件下(pH 7.0~8.5)進(jìn)行。烷基化試劑的質(zhì)子型是N—乙酰馬來酰胺和芳香基鹵化物,如DNFB或TDIC。氧化還原試劑如二硫化物很少用于交聯(lián)反應(yīng)。親電子試劑中最常用的是重氮鹽。
交聯(lián)試劑也可按其在小分子與載體蛋白之間形成橋接的本質(zhì)分類:①活化羧基(大多在小分子上)使其能與氨基反應(yīng)的試劑,這是使用最為廣泛的交聯(lián)試劑;②能在兩個(gè)氨基之間形成橋接的試劑;③與酪氨酸或組氨酸殘基連接產(chǎn)生偶氮基的試劑。
與蛋白之間交聯(lián)一樣,用于小分子和蛋白間交聯(lián)的試劑的濃度亦應(yīng)較高,從而增加交聯(lián)物形成的可能性??扇苄韵鄬?duì)差的試劑可置于5%~25%有機(jī)溶劑中。但不管使用何種交聯(lián)方法,都要盡可能避免載體蛋白本身的交聯(lián),例如使用兩步交聯(lián)方法。如果小分子的羧基或氨基不是其特異性所必需的,則其可直接用于與蛋白的交聯(lián),否則就需要在小分子上衍生此類基團(tuán)。