このコーナーでは、定期的にバイオ・ラッドの新製品や技術情報のトピックをご紹介します。
ELISA(Enzyme Linked Immunosolvent Assay)とは、特異的な抗原抗体反応および酵素反応を利用して、サンプル中の目的物質の有無や存在量を求める実験手法です。主に、96ウェルフォーマットのマイクロプレートやストリップウェルを用いますが、バイオ・ラッドでは、長年に渡り、マイクロプレートウォッシャーやマイクロプレートリーダーをご提供しています。また、ELISAを学べる教育用キット ELISAイムノExplorerキットがあります。
さらに、研究目的で獣医学分野や抗体医薬品の開発分野(抗イディオタイプ抗体)などでのELISA法に利用できる抗体を多数ラインアップしています。
ELISA と言ってもいくつかの方法があり、その目的や入手可能な抗体によって使い分けます。
今回はELISA ガイドブックから、各種ELISAの原理をはじめ、長所と短所を紹介します。
直接法
(direct ELISA)
間接法
(indirect ELISA)
サンドイッチ法
(sandwitch ELISA)
競合法
(competitive ELISA)
直接ELISA(direct ELISA)法では、一般的には一種類の抗原(緑色丸で表示)をマイクロプレートに固相化します。その後、HRP(ホースラディッシュペルオキシダーゼ)などの酵素(ピンク色の丸で表示)を直接標識した抗体で検出を行います。
利点・メリット | 欠点・デメリット |
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indirect ELISAでは、抗原をプレートに直接吸着し、検出を2段階で行います。抗原に特異的な非標識一次抗体(多くの場合はモノクローナル抗体)を結合し、その後、酵素標識した二次抗体(一次抗体に対する抗体、多くの場合はポリクローナル抗体)を加えます。
利点・メリット | 欠点・デメリット |
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このフォーマットは、サンプル中に含まれる抗体(上図では黒で示されている抗体に相当)の量を求める際にも用いられます。
サンドイッチELISAでは、キャプチャー抗体と検出抗体からなる抗体ペア(Matched Antibody Pair)が必要です。正確な結果を求めるためには、使用する抗体ペアが、目的の抗原の異なるエピトープに結合するかを確認しておくことが重要です。
サンドイッチELISAでは、まずポリスチレン製のマイクロプレートにキャプチャー抗体をコーティングします。次に、サンプルを加えてインキュベーションします。洗浄後、検出抗体を加えます。検出抗体には酵素標識したものを使うこと(direct sandwich ELISA,図左)が可能であり、また、検出抗体が標識されていない場合には、二次抗体として標識された抗体を用いること(indrect sandwich ELISA,図右)も可能です。
サンドイッチELISAには、モノクローナル抗体でもポリクローナル抗体でも使用可能ですが、キャプチャー抗体にポリクローナル抗体を使うことで、多くの抗原を捉えることができます。
利点・メリット | 欠点・デメリット |
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競合ELISAは、ELISA法の中ではおそらく最も複雑な手法です。上述の各種の手法は競合法に改変することも可能です。 競合ELISAでは、溶液中に抗原がない場合の反応シグナルと比べ、サンプル中に存在する抗原による競合反応を検出することで濃度測定を行います。つまり、サンプル中の抗原濃度が高いとシグナルは弱くなります。これはサンプル中の抗原量に応じてシグナルが逆相関することを意味しています。
下図では、上述した直接法をベースにして、サンプル中の抗原を検出するための競合法の例を示しています。この例では、まず、精製された抗原(緑丸で表示)をマイクロプレートにコートしておきます。ブロッキングと洗浄操作の後、未知量の抗原(青丸)を含むサンプルを加えます。検出のために酵素標識抗体を加えますが、サンプル中にも抗原(青丸)があると、それに標識抗体が結合してしまうため、この後の洗浄ステップで除去されます。反応基質を加えると、プレート上の抗原(緑丸)に結合した標識抗体の量に応じたシグナルを検出します。
もしサンプル中の抗原濃度が高い場合、観察されるシグナルは大きく減少します。逆に、サンプル中に抗原が少ないときには、シグナル低下の程度は少なくなります。
利点・メリット | 欠点・デメリット |
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*: 図示した直接吸着法ではなく、キャプチャー抗体で捕捉する場合、標識した抗原を用いて、サンプル中の非標識抗原の競合を利用します。
今回取り上げました様々なELISAフォーマットの解説の他、ELISAガイドブックでは、実際にELISA法を構築する際のプロトコールや最適化の考え方についても記載しています。
今回とりあげました記事の全文は、こちらからご覧いただけます。
Deciding which ELISA technique is right for you(Bio-Rad antibodies Blog,TechCrunches) |
Types of ELISA; ELISA Formats |
バックナンバー:バイオ医薬品の薬物モニタリングの強力なツール:抗イディオタイプ抗体 |
バックナンバー:バイオ・ラッドの創薬支援ツール:研究用バイオシミラー抗体 |
参考:教育用キット ELISAイムノExplorer実習用テキスト |
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