用放射自显影能够研究的任何细胞特征或抗原物质定位也可以用放射自显影和免疫染色联合进行研究。特别之处是同时进行抗原定位研究，操作过程直截了当。细胞用适当的方法进行放射性标记，接着进行固定和按所选用的免疫染色法进行染色(注意：此时样品和洗涤后的溶液应该作为放射性物品处理)。然后对细胞样品进行放射自显影，可以同时进行显影银粒和免疫染色观察。
放射自显影与免疫染色联合应用最常用于研究DNA合成与抗原定位表达之间的关系。这时细胞用3H_TdR标记后，进行免疫染色和放射自显影。这个方法能够敏感而精确地研究正在进行DNA合成的细胞中抗原表达的位置。尽管如此，一般情况下建议用双标记法进行这类研究，在细胞培养基中加入BrdU标记新合成的DNA，接着用2种不同颜色染料标记的抗体按上述双标记法进行细胞染色，其中抗体之一是针对BrdU的抗体(已经商品化)，而另一种抗体是针对所研究的抗原。
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