免疫球蛋白提取技术

免疫球蛋白（Immunoglobulin Ig）的含量代表着机体体液免疫的水平，并进一步代表着B细胞的功能，因此测定血清Ig含量可以推知机体的体液免疫功能和诊断某些疾病引起的Ig的过高和过低。

 

随着免疫学的发展和需要，免疫球蛋白的纯化和其成分的提纯成为必不可少的手段。纯化的方法很多，有单一法，但大多数采用二步法以上相结合的方法，特别是以硫酸铵提纯为基础，再经过层析柱的方法来提高免疫球蛋白及其各成分的纯度最为常用。

 

硫酸铵溶液能使蛋白质胶体脱水并中和其电荷而使之沉淀下来（称为盐析）。不同浓度的硫酸铵盐析蛋白成分不同，利用这一原理提取所需的免疫球蛋白成分。盐析只能粗提，为了获得纯化的免疫球蛋白成分，必须进一步采用层析的方法进行分离。

 

免疫球蛋白包括IgG、IgM、IgA、IgE和IgD。

 

一、IgG的分离与提纯

 

1、材料与试剂配制

 

（1）动物血清

 

（2）硫酸铵饱和溶液

 

硫酸铵800g~850g

 

H2O 1000ml

 

加热至绝大部分溶质溶解为止，趁热过滤，置室温过夜，然后以28%NH4OH调pH至7.0（不调pH值也可以）。

 

注：硫酸铵以质量优者为佳，因次品中含有少量重金属对蛋白质巯基有影响。如次品必须除去重金属，可在溶液中通入H2S，静置过夜后滤过，加热蒸发H2S即可。

 

（3）0.01Mol/L pH7.4PBS液

 

A液：0.10Mol/L NaH2PO4液

 

NaH2PO4•；2H2O 15.60g

 

加H2O至1000.ml

B液：0.10Mol/L Na2HPO4液

 

Na2HPO4•；12H2O 35.80g

 

加H2O至1 000ml

 

取A液19ml，B液81ml加水至1000ml即可。

 

（4）1%BaCl2溶液

 

（5）纳氏液

 

HgI 115.00g

 

KI 80.00g

 

加H2O至500.00ml

 

溶化后过滤，然后再加20%NaOH500.00ml，混合即可。

 

（6）0.50 Mol/L的HCl液和0.50 Mol/L的NaOH液。

 

（7）洗脱液：0.03Mol/L的NaCl液。

 

（8）透析袋（或玻璃纸）。

 

2、操作方法

 

（1）取20ml血清，加生理盐水20ml，再逐滴加入（NH4）2SO4饱和溶液10ml，使成20%（NH4）2SO4溶液，边加边搅拌，充分混合后，静置30min。

 

（2）3000r/min离心20min，弃去沉淀，以除去纤维蛋白。

 

（3）在上清液中再加（NH4）2SO4饱和溶液30ml，使成50%（NH4）2SO4溶液，充分混合，静置30min。

 

（4）3000r/min离心20min，弃上清。

（5）于沉淀中加20ml生理盐水，使之溶解，再加（NH4）2SO4饱和溶液10ml，使成33%（NH4）2SO4溶液，充分混合后，静置30min。

 

（6）3000r/min离心20min，弃上清，以除去白蛋白。重复步骤5，2~3次。

 

（7）10ml生理盐水溶解沉淀，装入透析袋。

 

（8）除盐，在常水中透析过夜，再在生理盐水中于4℃透析24h，中间换液数次。

 

以1%BaCl2检查透析液中的SO42-或以纳氏试剂检查NH4 （取3~4ml透析液，加试剂1~2滴，出现砖红色即认为有NH4 存在），直至无SO42-或NH4 出现为止。也可采用SephadexG25或电透析除盐。

 

（9）离心去沉淀（去除杂蛋白），上清液即为粗提IgG （即γ球蛋白，如以36％的饱和硫酸铵沉淀血清的产物即为优球蛋白，Euglobin，含γ球蛋白）。

 

（10）过DEAE－纤维素层析柱。（装柱过程见层析技术）。以0.01Mol/L pH7.4PBS（0.03Mol/L NaCl）洗脱，收集洗脱液。

也可采用SephadexG150或G200柱。

 

（11）蛋白质及其定量鉴定。

 

（12）IgG的纯度鉴定，可采用下列方法之一鉴定。

 

①玻片琼脂或醋酸纤维膜电泳均可

 

加样电泳后，只在γ—球蛋白的迁移部位出现一条带。操作时，同时可用全血清样品，不同浓度（NH4）2SO4盐析样品进行电泳，以资比较。

 

②琼脂双相双扩散鉴定

 

预先准备该IgG免疫异种动物所获的抗IgG血清。将IgG与抗IgG血清进行双相双扩散，如IgG提纯的话，则在两样品孔之间出现一条沉淀线。

③免疫电泳鉴定

 

孔内加待测样品，电泳后，在槽内加抗IgG血清，琼脂扩散24h，观察结果。如果提取的IgG纯的话，则只出现一条弧形的沉淀线，且沉淀线位于γ—球蛋白区。此鉴定必须同时进行全血清及抗血清抗体的免疫电泳，以资比较。

 

④圆盘电泳鉴定

 

用全血清样品及提纯样品同时进行圆盘电泳。全血清样品在圆盘电泳上出现数十条区带，而纯化的IgG则只有一条区带。

 

（13）IgG的浓缩与保存

 

①IgG的浓缩

 

②IgG的保存

 

一般浓缩至1%以上的浓度，再分装成小瓶冻干保存，或加0.01%硫柳汞在普通冰箱或低温冰箱保存，注意防止反复冻融。

 

3、IgG的简易快速提取法

 

应用硫酸铵盐析及DEAE-纤维素层析法提纯化的IgG，不仅操作复杂、需时较长，处理过程中样品体积大大增加，而且透析时变性严重，容易引起抗体效价降低等。为了克服这一不足，特别是当大量提取IgG时，则往往采取下列的简易办法。

 

（1）DEAE-纤维素直接提取法

 

取样品直接过DEAE-纤维素柱。下面介绍的是最为简单的烧杯法。

 

①以一定数量的DEAE52放入烧杯中，加入0.01Mol/L pH8.0PBS缓冲液，静置30min，去上清细粒，再重复一次。

 

②用布氏漏斗（内放两层滤纸）过滤。

 

③以5g湿重的DEAE-纤维素加1ml血清及3ml蒸馏水混合液的比例，加入各成分，充分搅拌。

 

④于4℃中放置1h，中间搅拌数次。

⑤用布氏漏斗抽滤，再用0.01Mol/L pH8.0PB缓冲液冲洗纤维素，抽滤。滤液即为提取的IgG液。

 

（2）DEAE－SephadexA－50为弱碱性阴离子交换剂，经NaOH将Cl-型转变为OH-型后，可吸附酸性蛋白，血清中除γ－G属中性蛋白外其余均属酸性蛋白。当溶液的pH在6.5时，酸性蛋白均被DEAE－SephadexA－50吸附，只有γ－G留在溶液中。因此利用这一原理可以提取γ－G。这种提取法流程大大缩短，纯化前后样品体积变化不大，而且所得γ－G无变性现象。经过四次处理，其纯度也较好。缺点是收集量少，损耗大。

 

①DEAE—SephadexA—50的处理。取DEAE－SephadexA－50若干克，悬浮于蒸馏水中，1h后倾去上层小颗粒，然后用0.50Mol/L NaOH处理1h，蒸馏水洗至中性，再用0.5 Mol/L HCl处理0.5h，水洗至中性，最后以0.01Mol/L pH6.5PB液平衡、抽干。

 

②取一定的血清量，加等量的0.01Mol/L pH6.5PB液，再加液体体积1/4的滤干的DEAE－SephadexA－50，混合、4℃放置1h，不时搅拌、抽滤、收集滤液。

 

③再用同样重量的DEAE－SephadexA－50处理滤液。反复处理三次。（全程共四次）。获得滤液即为γ－G制品。

 

④DEAE－SephadexA－50的回收。用0.5Mol/L的Na2HPO4洗脱，抽滤至滤液中无蛋白（OD280﹤0.04）后，再用蒸馏水洗至中性即可回收使用。

4、禽血清IgG的分离与提纯（Na2SO4法）

 

（1）试剂

 

①5%葡聚糖硫酸盐

 

②0.02Mol/L MnCl2溶液

 

③无水硫酸钠

 

④pH8.2硼酸盐缓冲液

 

⑤0.06Mol/L pH7.4PB液

 

（2）操作方法

 

①取禽血清10ml加5%葡聚糖硫酸盐液，0.40ml和0.025Mol/L MnCl21.00ml充分混合，静置，然后离心去沉淀，此步目的是为了去掉脂类物质。

 

②于上清液中加无水硫酸钠使每毫升血清含0.18g，缓慢加入，混匀，静置30min，3 000r/min离心去上清。

 

③以pH8.2硼酸盐缓冲液将沉淀稀释至原血清的一半再加硫酸钠使成0.16g／ml，同上法离心去上清。

 

④重复步骤③，加Na2SO4，使成0.14g/ml。

 

⑤以少量硼酸盐缓冲液溶解沉淀，然后装透析袋除盐48h。

 

⑥过SephadexG200柱，收集第一峰和第二峰。第一峰是IgM，第二峰主要是IgG。

 

⑦如要进一步提纯，则用第二峰再过DEAE—纤维素柱，以0.06Mol/L pH7.4 PB液洗脱，洗脱下来的蛋白液即为IgG。

 

也可以按以下操作方法进行：

 

②
18%硫酸钠（W/V）提取一次，再以14%的硫酸钠提取一次。

 

②将粗提的免疫球蛋白以PBS溶解，按9%加入无水硫酸钠，离心。再将上清按5%加入无水硫酸钠，离心。将两沉淀溶解、混合，在常水中透析过夜，再在生理盐水中4℃透析，直至无SO42-为止。

③离心将上清液以pH8.0 0.20Mol/L PBS液平衡。

 

④过SephadexG200柱，以pH8.0 0.20Mol/L PBS液洗脱，收集洗脱液，取第二峰即为鸡IgG。

 

二、IgM的分离与提纯

 

1、材料

 

（1）血清

 

（2）葡聚糖凝胶G200

 

（3）洗脱液0.01Mol/L pH7.4PBS（0.14Mol/L NaCl或0.1Mol/L pH8.0 Tris－HCl 0.14Mol/L NaCl）

 

2、操作方法

 

选取2.50cm×90cm层析柱，用葡聚糖凝胶G200装柱，平衡后，直接加血清样品10ml或硫酸铵粗提制品，洗脱液洗脱，流速0.25ml/min，分管收集，测OD280值，第一峰即为IgM。将第一峰的数管混合，浓缩、鉴定。

 

三、IgA的分离与提纯

 

1、材料与试剂配制

 

（1）DEAE52纤维素

 

（2）0.10Mol/L ZnSO4液

 

ZnSO4•；7H2O 2.88g

 

加水至1000.00ml

 

（3）饱和硫酸铵溶液

 

（4）10%EDTA—Na

 

（5）SephadexG200

 

（6）0.01Mol/L pH7.4PB液

 

（7）0.10Mol/L pH6.4PB液

（8）血清

 

2、操作方法

 

（1）取血清加等量的0.1Mol/L ZnSO4液，调pH至7.0，室温搅拌1h，离心去沉淀。

 

（2）于上清液中加入等量的饱和硫酸铵溶液，混匀后静置30min或冰箱过夜。

 

（3）10000r/min离心10min，去上清。

 

（4）取沉淀溶于4ml10%EDTA－Na溶液中。

 

（5）生理盐水中透析除盐。

 

（6）过DE52柱，用0.01Mol/L pH7.4PB液洗脱蛋白（IgG）弃去。

 

（7）换用0.1Mol/L pH6.4PB液洗脱，收集蛋白峰，即为IgA。

 

（8）再过SephadexG200柱，洗液为0.01Mol/L pH7.4PBS（0.14Mol/L NaCl），收集洗脱液测OD280值，取第一峰即为纯化IgA。

 

（9）透析、浓缩、鉴定。

 

四、分泌型IgA的分离与鉴定

 

1、材料与试剂

 

（1）初乳

 

（2）SephadexG200

 

（3）0.10Mol/L pH6.8PB液

 

（4）0.01Mol/L pH7.4PB液

 

（5）DEAE52

2、操作方法

 

（1）取初乳20ml，10 000rpm离心10min，弃去表面脂肪层及底部的沉淀物。

 

（2）取乳清过SephadexG200柱（柱规格为2.50cm×90cm），以0.10Mol/L pH6.8PB液洗脱，第一峰为IgA（含IgG）。

 

（3）收集乳液，于0.01Mol/L pH7.4PB液中透析。

 

（4）将透析液浓缩至5mg/ml以上。

 

（5）过DE52层析柱，用0.01Mol/L pH7.4PB液洗脱，洗下蛋白峰为IgG，弃去。

 

（6）换用0.10Mol/L pH6.8PB液或0.01Mol/L pH7.4PBS（0.10Mol/L NaCl）液洗脱，

 

收集洗脱液，即为较纯的IgA液。

 

（7）必要时，可再过一次SephadexG200柱。

 

（8）浓缩，鉴定

 

五、禽IgA提取与纯化

 

1、材料与试剂配制

 

（1）禽胆汁

 

（2）饱和硫酸铵溶液

 

（3）0.01Mol/L pH7.4PBS液

 

（4）0.10Mol/L pH6.4PBS液（0.30Mol/L NaCl）

 

（5）DEAE52-纤维素

2、操作方法

 

（1）取冷藏的胆汁3Ⅹml，缓慢滴加Ⅹml饱和硫酸铵液，边加边搅拌，使成25%饱和硫酸铵液。4℃放置30min。

 

（2）3000r/min离心30min，去沉淀。

 

（3）取上清，加饱和硫酸铵液，使成35%的饱和度，4℃放置30min。

 

（4）3000r/min离心30min，弃上清。

 

（5）取沉淀，加0.85%NaCl液溶解，加饱和硫酸铵溶液，重复步骤3和4三次。

 

（6）将沉淀用0.85%NaCl液溶解，装入透析袋，以0.01Mol/L pH7.4PBS液透析。

 

（7）以0.01Mol/L pH7.4PBS液平衡，过DEAE52纤维柱（20×250mm）。

 

（8）取透析样品4ml（﹥20mg/ml蛋白浓度）加入层析柱。以0.01Mol/L pH7.4PBS液洗脱。

 

（9）再用0.10Mol/L pH6.4PBS液（NaCl浓度为0.30Mol/L）洗脱，收集洗脱液。

 

（10）浓缩洗脱蛋白液至20mg/ml，分装，低温冰箱保存。

 

六、IgE的分离与提纯

 

1、材料与试剂

 

（1）血清

 

（2）饱和硫酸铵溶液

 

（3）洗脱液0.005Mol/L pH7.4PB液

 

0.025 Mol/L pH7.4PB液

 

0.01Mol/L pH7.4PBS液（0.14mol/L NaCl）

 

（4）DE52

 

（5）SephadexG150

2、操作方法

 

（1）取血清倍比稀释后，加等量饱和（NH4）2SO4溶液，盐析。

 

（2）离心取沉淀，溶于少量生理盐水中，透析、除盐。

 

（3）过DE52柱，以0.005Mol/L pH7.4PB液洗脱，收集洗脱蛋白峰（IgG），弃去。

 

（4）换以0.025Mol/L pH7.4 PB液洗脱，洗下的蛋白峰主要是IgE。

 

（5）透析除盐。

 

（6）过G150柱，以0.01Mol/L pH7.4PBS（0.14Mol/L NaCl）洗脱，收集洗脱液即为纯化的IgE。

 

（7）浓缩、鉴定。

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