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电泳技术及其临床应用新进展

2019.5.05
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玉芳

致力于为分析测试行业奉献终身

电泳技术是一门古老而又年轻的技术。早在1809年俄国物理学家Reuss就进行了世界上第一次电泳实验,此后各种电泳技术及仪器相继问世,广泛应用于蛋白质、氨基酸、核酸、其他有机化合物甚至无机离子等领域的分离和/或鉴定。近年来,先进的电泳技术和各种自动电泳分析系统被越来越多的临床实验室所采用检验|地带网搜集整理,已成为检验医学工作中最有用的工具之一。
 
一、临床常用的电泳分析方法
 
1、醋酸纤维素薄膜电泳
 
    醋酸纤维素是指纤维素的羟基乙酰化形成的纤维素醋酸酯,由该物质制成的薄膜称为醋酸纤维素薄膜。这种薄膜对蛋白质吸附小,能消除电泳中出现的“拖尾”现象。具有分离速度快、样本用量小的特点,适合于病理情况下微量异常蛋白的检测。
2、凝胶电泳

    以淀粉胶、琼脂或琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶作为支持介质的区带电泳称为凝胶电泳。聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)普遍用于分离蛋白质及较小分子核酸。琼脂糖凝胶电泳适用于分离同工酶及其亚型、大分子核酸等。

3、等电聚焦电泳

    等电聚焦(1EF)是利用有PH梯度的介质分离等电点不同的蛋白质的电泳技术,特别适合于分离分子量相近而等电点不同的蛋白质组分,在区带电泳中分辨率最好。常用的PH梯度支持介质有琼脂糖凝、聚丙烯酰胺凝胶、葡聚糖凝胶等。

4、毛细管电泳

    利用电泳和电渗的电动力学原理,在一种空芯的微小内径的毛细管中进行混合物的高效分离技术。
 
二、电泳技术的临床应用
1、血清蛋白电泳

    血清蛋白电泳时,由于各种蛋白质等电点(p1)不同,在同一pH下所带电荷量多少有差异,因而在同一电场中泳动速度不同,在载体上可将蛋白质从正极到负极分离为Alb、α1、 α2、β、球蛋白5个区带,有时还可见到前白蛋白区带,β区带又可分为βl、β2区带。

    血清蛋白质电泳图谱至今仍是了解患者血清蛋白质全貌的有价值的方法,可用为初筛试验。如急性炎症或急性时相反应时常以α1、α2带加深为特征;妊娠型α1区带增高,β伴有区带增高;肾病综合症、慢性肾小球肾炎时呈现白蛋白下降,α2、β球蛋白升高;缺铁性贫血时可由于转铁蛋白的升高而呈现β区带增高,而慢性肝病或肝硬变呈现白蛋白显著降低,球蛋白升高2-3倍,示免疫球蛋白(1g)多克隆高,甚至可见β—Y桥,还可在检验|地带网搜集整理区呈现细而密的寡克隆区带;单克隆Ig异常症(M蛋白血症)则在电泳区带α—Y区呈现致密而深染,高度集中的蛋白克隆增生区带(M蛋白区带)。对于一些特殊图谱,可结合临床资料,拟定进一步分析方案。如进行尿蛋白或脑脊液电泳,用免疫化学方法测定血清(或尿、脑脊液)特种蛋白含量,或结合免疫固定电泳进行综合分析。

2、尿蛋白电泳

    尿蛋白电泳常用醋酸纤维素薄膜电泳、十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及尿蛋白免疫固定电泳方法。若以醋纤维膜为载体,在薄膜上可将蛋白质分离为Alb、α1、α2、β、球蛋白。

    尿蛋白电泳的主要目的是在无损伤的情况下,协助临床判断肾脏损伤的部位,确定尿蛋白的来源,了解肾脏病变的严重程度(选择性蛋白尿与非选择性蛋白尿),从而有助于疾病的诊断和预后判断。尿蛋白电泳后呈现出中、高分子蛋白区带主要反映肾小球病变,呈现出低分子蛋白区带可见于肾小管病变或溢出性蛋白尿(如本周氏蛋白);混合性蛋白尿可见到各种分子量区带,示肾小球和肾小管均受累及。对临床症状不典型的患者及微量蛋白尿患者的诊断及各种肾脏疾病治疗过程中病情的动态分析,也具有很大价值。

3、脑脊液电泳

    脑脊液电泳分析方法有:高分辨率电泳、免疫固定结合酶标电泳、金染色高分辨率电泳等。脑脊液(CSF)检验,特别是其中蛋白成分及其含量的检测,对某些中枢神经系统疾病的诊断、疗效观察和预后判断具有重要意义。若在CSF标本中检出寡克隆区带,而其相应血标本中未能检出区带,则Ig来自中枢神经系统本身。中枢合成Ig是中枢神经系统疾患的一个重要信号,主要用于多发性硬化症、痴呆、脊髓炎、付肿瘤性脑炎、神经性梅毒等中枢神经系统疾患的诊断和鉴别诊断。

4、免疫固定电泳技术的应用

待测抗原按常规电泳,使蛋白质分离,电泳结束后,将相应抗体加在待测抗原上,经孵育清洗后染色便可判读结果。临床上,可对各类Ig及其轻链进行分型,最常用于临床常规M蛋白(monoclonal protein)的分型与鉴定。一般用于单克隆Ig增殖病、单克隆Ig病、本周氏蛋白(B.J.P)和游离轻链病、多组份单克隆Ig病、重链病、脑脊液寡克隆蛋白鉴别、多克隆Ig病的诊断和鉴别诊断。
 
5、几种常用血清同工酶的分析
5.1乳酸脱氢酶(LD/LDH)同工酶    用琼脂糖凝胶电泳法分析LDH同工酶,可分离出五种同工酶区带
(LDHl-LDH5)。急性心肌梗死(AMI)时,LDHl升高最慢(6-24h),24-48h到达峰值,LDHl≥LDH2,并可在血中持续约10-14天。骨骼肌疾病,如原发性肌病、肌肉损伤、肌萎缩时,以LDH5升高为主。渐进性肌萎缩时,LDHl、LDH2也会增加,且LDH5在发作后期会消失检验|地带网搜集整理。恶性肿瘤、肝硬化时可见LDH5明显升高,或在胸腹水中出现一条异常LDH6区带。
 
5.2肌酸激酶(CK)同工酶    采用琼脂糖凝胶电泳可分离出3种CK同工酶,从阴极到阳极分别为CK-MM,CK-MB和CK-BB。当出现异常同工酶如巨CKl、巨CK2等时,从电泳图谱上很容易发现。巨CKl在CK-MM和CK-MB中间,而CK-MT位置靠近阴极端,在CK-MM后面。这样不会将CK-BB和各种异常同工酶误认为是CK-MB而误诊。CK-MB在心肌梗死早期增加和短时间内达峰值是心肌再灌注的指征。CK-BB增高见于脑胶质细胞瘤、小细胞肺癌和胃肠道恶性肿瘤,后者还常有CK-MT增高。

5.3碱性磷酸酶(ALP)同工酶    可采用琼脂糖凝胶电泳法进行ALP同工酶的常规快速分析。正常人血清中主要为肝ALP,其次为骨ALP和小肠ALP。测定ALP同工酶,主要用于鉴定血清中升高的ALP是来自肝、还是来自骨,或同时来自肝和骨。肝和骨ALP同时升高常见于恶性肿瘤。

5.4—谷氨酰转肽酶(GGT)同工酶    用醋酸纤维素薄膜或琼脂糖凝胶电泳法可将-GT同工酶分离为

-GT(1-4),正常人只见-GT2和-GT3,重症肝胆疾病和肝癌时常有-GTl出现,-GT与胆红素增高密切相关。

6、脂蛋白电泳

6.1脂蛋白胆固醇 血清经琼脂糖凝胶电泳后,用胆固醇基质试剂均匀铺在凝胶表面,孵育一段时间,即可见清晰的兰色条带,从阳极起依次为HDL-C、快前β脂蛋白胆固醇[即Lp(a)—Co]、VLDL-C和LDL-C。凝胶片用冰醋酸固定、水洗、烤干后,570nm波长扫描,即可确定各自百分含量。同时将血清总胆固醇(TC)值输入,则可求得这4种脂蛋白胆固醇值。主要用于高脂血症的分型、冠心病风险估计及疗效评价。
 
6.2脂蛋白甘油三酯  利用琼脂糖凝胶电泳分离脂蛋白结合甘油三酯酶试剂显色,即可见清晰的兰色条带,从阳极起依次为HDL-TG、VLDL-TG和LDL-TG(在原点处可检出CM),通过扫描得出各种脂蛋白甘油三酯区带所占的百分含量检验|地带网搜集整理,同血清TG浓度相乘,即可求出各脂蛋白组份中甘油三酯的含量。这为动脉粥样硬化、冠心病及调脂药疗效观察提供了很好的研究手段。
 
6.3分离脂蛋白(a)[Lp(a)]〖HT5SS〗 该技术是利用抗原、抗体反应将电泳分离的脂蛋白予以鉴别。提高对心、脑血管独立的危险因子Lp(a)检测的敏感性和特异性。
    总之,全自动电泳仪的使用已为我们了解蛋白质的全貌提供了快速、有效的检测手段。也为各种相关疾病的诊断、鉴别诊断、疗效观察及判断预后提供了方便。


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