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爱特蒙特光学®可制造用于抗体检测的光学组件。若有关于完整系统的查询,应向抗体检测设备制造商提出。

案例研究:
适用于抗体检测的光学元件

未来会依赖快速准确的抗体检测来确定测试对象对于 COVID-19(新型冠状病毒)等传染病是否已有免疫反应。

确定 COVID-19
的免疫反应

血清学(血源性)检验可以寻找新型冠状病毒所引发 COVID-19 疾病的特异性抗体。

抗体是白血球产生的 Y 形蛋白质,可协助防止病毒入侵。人体会产生不同类型的抗体,其中一些抗体是暂时性的,但是另一些抗体会记住自己对感染的反应,并且在面对相同的病原体时会再次发起攻击。1

免疫球蛋白 M (IgM) 是人体对抗病毒时首先产生的抗体之一,但是会随着感染消失而逐渐消失。免疫球蛋白 G (IgG) 抗体是人体随后产生的抗体,若在感染后受检验的人员血液中发现这种抗体,则表明他们已对感染产生免疫反应。2 这对于检测少症状或无症状的人员感染尤其重要。3 虽然还不知道存在抗体是否会提供针对未来感染的免疫能力,但是血清学检验对于确定 COVID-19 的传播范围以及提供正确回应与抗击该流行病所需的数据至关重要。  

Quick, Reliable, and Accurate COVID-19 Testing
图 1: 攻击病毒的 Y 形抗体。

抗体检验的原理是什么?

常见的新型冠状病毒血清学诊断方法有两种,分别是酶联免疫吸附 (ELISA) 检验和间接荧光抗体检验 (IFA)。

直接的 ELISA 方法需要抽取患者血液,然后通常会将血液送往实验室,在实验室将血液处理成血清。4 随后会使用与新型冠状病毒形状相似的固定化合成纤突蛋白来制备孔板。此后会将血清添加到孔板,使 IgM 及 IgG 抗体与抗原结合。未结合的抗体会被清洗掉。此外,还会添加某种化学液体,若抗体已与目标抗原结合,该液体会改变颜色。颜色变化的速度与样本中抗原特异性抗体的数量成正比。对于颜色强度,可以采用视觉方式评估,也可以使用免疫测定阅读器采用分光光度法进行评估(如图 2 顶部所示)。

SpectralMD’s wound imaging system in use
图 2: 直接 ELISA 过程(其中颜色变化表明存在抗体)。

第二种方法是间接荧光抗体检验 (IFA),它是更先进的血清学诊断方法。

IFA 的步骤与 ELISA 非常相似。病毒已感染和未感染的细胞固定在载玻片的孔中。与 ELISA 方法一样,通过清洗来去除未结合的抗体。在 IFA 方法中,将使用荧光染色共轭抗免疫球蛋白来展示初级抗体与载玻孔的结合。洗去未结合的共轭物之后,将使用缓冲甘油覆盖载玻片,并使用荧光显微镜对载玻片进行检查。可以对荧光的形态和位置进行评估,以区分特异性反应和非特异性反应(图 3)。其他多数血清学检验都做不到这一点,这是 IFA 方法的主要优点。5

SpectralMD’s wound imaging system in use
图 3: 抗体的间接免疫荧光检验。

ELISA 与 IFA 方法的许多免疫测定阅读器依赖酶反应的荧光或颜色变化,并遵循与荧光显微镜相似的原理图(图 4)。支持免疫荧光应用的著名公司包括 BioTek Instruments、Molecular Devices、Essen BioScience 以及 Thermo Fisher Scientific。

The optical designs of fluorescence-based or color detection screening systems for ELISA and IFA methods resemble this setup of a simple fluorescence microscope.
图 4: ELISA 和 IFA 方法基于荧光或基于颜色的检测筛选系统光学设计类似于这种简易荧光显微镜的设置。

激发滤光片允许由照明光源发出且会激发荧光样本的特定波长的光通过。这些特定波长的激发光会在二向色滤光片上反射,并通过透镜聚焦在样本上。样本发出的荧光会在二向色滤光片上透射,并通过透镜聚焦在系统的检测器上。通过对荧光的量进行测试,免疫测定阅读器可以确定是否存在表明患者携带病毒的 COVID-19 抗体。 

爱特蒙特光学对于 为 COVID-19 的诊断提供光学组件.感到非常自豪。这些设备以及其他无数支持光学的技术正在协助打造更安全、更健康的未来。

参考

1. Healthwise. (2019, December 8). Immunoglobulins. Retrieved from University of Michigan, Michigan Medicine: https://www.uofmhealth.org/health-library/hw41342

2. FDA. (2020, May 13). FAQs on Testing for SARS-CoV-2. Retrieved from FDA Medical Devices: https://www.fda.gov/medical-devices/emergency-situations-medical-devices/faqs-testing-sars-cov-2#serology

3. CDC. (2020, May 5). Serology Testing for COVID-19. Retrieved from Centers for Disease Control and Prevention: https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/lab/serology-testing.html

4. Udugama, K. K. (2020). Diagnosing COVID-19: The Disease and Tools for Detection. ACS Nano, 14. Retrieved from https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c02624

5. Charles River Laboratories International. (2016). Serologic Methods Manual. Retrieved from Charles River Laboratories International: https://www.criver.com/sites/default/files/resources/SerologicMethodsManual.pdf

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