【ELISA样本处理指南】血清 / 血浆
在ELISA实验中,样本质量直接影响结果的准确性。即使是最好的试剂和设备,也无法弥补因样本处理不当带来的问题。
蛋白质降解、污染、保存条件不当等常见问题,往往源于样本处理环节的疏忽。这些看似微小的细节,可能导致实验失败或数据偏差。
本指南将帮助您:
ü 掌握不同样本类型的正确处理流程
ü 避免常见的样本处理错误
ü 建立标准化的操作规范
正确的样本处理是获得可靠ELISA结果的第一步。让我们从基础开始,确保每一份样本都能发挥其应有的价值。
血清与血浆成分差异:
血清(Serum)与血浆(Plasma)是针对血液采取了不同的处理方法得到的样本,因凝血过程影响,两者在成分上有一定差异,且这种差异在样本制备、保存等过程中均有体现,在样本采集之前应有所了解,以便选择最合适的样本制备策略。
《血清血浆差异对照表》
| 维度 | 血清(Serum) | 血浆(Plasma) |
|---|---|---|
| 获取方式 | 血液自然凝固后,离心取出细胞碎片及凝血块后的上清样本 | 血液中加入抗凝剂(EDTA、肝素、柠檬酸钠等)适度离心后所得样本 |
| 凝血因子 | 纤维蛋白原、因子 II、V、VII、VIII、IX、X 等在凝血过程中被消耗,血清中几乎不存在 | 完整保留所有凝血因子和纤维蛋白原 |
| 血小板来源蛋白 | 凝血过程中血小板被激活后以下类型细胞因子会被大量释放: 趋化因子:CXCL5、CXCL12、CXCL2等 炎症因子:IL-1β、IL-1α、IL-6等 免疫调节因子:CD40L、sP-selectin、HMGB1 生长因子:TGF-β1/TGF-β2、VEGF-A、FGF-2等 | 血小板来源蛋白极少 |
| 白蛋白(Albumin) | 含量相近 | 含量相近 |
| 球蛋白(Globulin) | 与血浆相近,但因凝血过程部分球蛋白会被沉淀。 | 含量相近 |
| 代谢物 | •氨基酸、游离脂肪酸、酰基‑肉碱、LPC、LPE、PC、SM 等浓度普遍高于血浆(约 20 % 以上) •104 种代谢物在血清中显著更高 | •部分磷脂(如 PI)在血浆中更高 •代谢物整体浓度略低但更稳定 |
| 酶成分 | 血液中天然存在的酶: • 丝氨酸蛋白酶(如凝血酶、纤溶酶) • 半胱氨酸蛋白酶(如胰蛋白酶抑制剂‑结合的酶) • 金属蛋白酶(如基质金属蛋白酶 MMP‑2、MMP‑9) • 磷酸酶/激酶(如酸性磷酸酶、蛋白激酶 C) • 脂肪酶/磷脂酶(如磷脂酶 A2) 但在凝血过程中血小板被激活并释放大量细胞内酶(如磷酸酶、酯酶、蛋白酶、磷脂酶等)会导致酶含量高于血浆。 | 因缺少抗凝过程,除血液中天然存在的酶外,还会因抗凝过程而影响一些酶的活性。具体情况可参照血清、血浆酶来源参照表。 |
| 细胞碎片/肽段 | 血小板激活产生大量肽段和低分子碎片,血清中蛋白碎片占比约 75 % | 蛋白碎片占比约 25 % |
| 红细胞 | 不含 | 不含 |
| 白细胞 | 不含 | 不含 |
| 体积产量 | 同等血细胞比容下,血清产量约比血浆低 15‑20 %(因凝块占据部分体积) | 产量略高 |
| 处理时间 | 需等待血液完全凝固(≥30 min)后离心 | 采血后立即离心即可 |
| 样本稳定性 | 因凝血过程释放的酶仍存在于样本中,以及极少部分白细胞残留,会导致血清成分随着时间而改变。 长期保存稳定性差于血浆。 | 因无凝血过程,无额外蛋白酶被释放,且含有抗凝剂会抑制酶活性,整体长期保存稳定性要高于血清。 |
血清制备
以下为血清的制备过程:
采集 - 凝血 - 离心 - 分装 - 保存
准备工作
| 项目 | 具体要求 | 目的 |
|---|---|---|
| 采血管 | 选用血清分离管(Serum Separator Tube,SST)或无添加剂的普通真空管。SST 内壁有凝血剂 + 凝胶,可在离心后自动形成血清层,便于分装。 | 统一血清的产生条件,减少手工操作导致的误差。 |
| 针头规格 | 常用 21–23 G(直径 0.6–0.8 mm)一次性针头。 | 针径过细易产生负压,导致红细胞破裂。 |
| 止血带使用 | 只在需要时使用,时间 ≤ 1 min,随后立即松开。 | 过长的止血带会导致局部血液淤积,增加红细胞破裂概率。 |
| 抽血速度 | 采用平稳、均匀的抽吸,避免快速抽吸或强力抽吸。 | 负压过大是溶血的主要诱因。 |
采血
使用一次性采血针配合血清分离管(Serum Separator Tube,SST)进行采血,全程应注意避免血样染菌。采集完血样后轻轻倒置1-2次,让凝血剂与血样充分融合。做好标记,静置。
凝血
| 注意事项 | 具体要求 |
|---|---|
| 放置时间 | 将采集好的血管 置于室温(20‑25 °C),水平放置,避免倾斜。 凝血时间:30 min–1 h(SST 推荐 30 min,普通管 45‑60 min),直至血液完全凝固、无流动。 |
| 避免振荡 | 禁止剧烈摇晃或敲击管体。轻轻倒置 1‑2 次(仅在使用含凝血剂的管时)即可混匀。 |
| 温度控制 | 不要在冰箱或高温环境中进行凝血。低温会延缓纤维蛋白网形成,高温会加速酶活性,导致蛋白降解。 |
离心
| 参数 | 推荐范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 转速 | 1000–1500 × g(转速视离心机规格而定) | 既能快速分离血清,又不产生过大剪切力导致细胞破裂。 |
| 时间 | 15 min | 足够沉降血细胞,防止血细胞残留在血清层。 |
| 温度 | 室温(20-25 °C)或 4 °C(若需短时间内完成离心,可放在 4 °C) | 低温会抑制酶活性,适用于对酶活性极其敏感的检测。 |
| 制动 | 轻制动或关闭制动(取决于离心机) | 强制动会产生冲击,使血细胞重新悬浮,增加溶血风险。 |
提示:离心后血清层应清晰、呈淡黄色,血细胞层与凝胶层(若使用 SST)之间无混浊。若出现血细胞漂浮或血清呈粉红色,说明已发生溶血,需重新采血。溶血会释放大量内源性HRP酶,产生较为严重的假阳性。
分装
1. 操作环境
在洁净的生物安全台或无尘工作台进行,佩戴一次性手套,使用无菌耗材,避免染菌带来额外的酶导致蛋白降解。
2. 分装方式
使用低吸附的离心管(如 0.5 mL、1.5 mL、2 mL)进行一次性分装,避免反复抽吸。
每管体积≤ 80 %管容量,留出足够空间防止冷冻时膨胀破裂。
3. 添加抑制剂(视实验需求)
建议在离心完后添加,但应提前了解清楚抑制剂是否对后续实验有影响。具体抑制剂参照《血清、血浆酶来源参照表》。
保存
| 保存方式 | 推荐温度 | 适用实验 |
|---|---|---|
| 短期(≤ 24 h) | 2-8°C | 常规血清检测(生化、免疫) |
| 中期(≤ 1 月) | -20 °C | 蛋白质组学、代谢组学(需低温抑制酶活) |
| 长期(≥ 6 月) | -80 °C | 基因组/转录组、长期生物标志物库 |
| 运输 | 干冰(-78 °C)或冷链(2-8 °C),视检测窗口而定 | 防止温度波动导致降解 |
血浆制备
以下为血浆的制备过程:
采集 - 离心 - 分装 - 保存
准备工作
| 项目 | 具体要求 | 目的 |
|---|---|---|
| 采血管 | EDTA管(紫色盖):含有乙二胺四乙酸(EDTA),通过螯合血液中的钙离子来防止凝血。 柠檬酸盐管(蓝色盖):含有柠檬酸钠(通常为3.2%或3.8%),通过与血液中的钙离子形成可溶性复合物来抗凝。其抗凝效果较EDTA更温和。 肝素管(绿色盖):含有肝素,通过直接抑制凝血酶来抗凝。肝素对细胞形态和大多数生化测定的影响较小。 | 干预血液的凝血机制,确保血液在离心前不结块。且在血液采集后,细胞仍然保持活性,会继续代谢或释放酶,部分抗凝剂还能在一定程度上减缓这些代谢变化和抑制血小板的活化。 |
| 针头规格 | 常用 21–23 G(直径 0.6–0.8 mm)一次性针头。 | 采血时针头过细易产生负压,导致红细胞破裂。这会释放大量细胞内成分(如血红蛋白、酶),严重干扰检测结果。 |
| 止血带使用 | 只在需要时使用,时间 ≤ 1 min,随后立即松开。 | 过长的止血带会导致局部血液淤积,增加红细胞破裂概率。 |
| 抽血速度 | 采用平稳、均匀的抽吸,避免快速抽吸或强力抽吸。 | 负压过大是溶血的主要诱因。 |
采血
采血:
使用一次性采血针配合抗凝管进行采血,确保管内抗凝剂与血液比例约为 1:9,全程应注意避免血样染菌。
混匀:
血液采集完成后,需轻柔地将管子正转反(通常 5-10 次),确保抗凝剂与血液充分接触。不要用力摇晃,也不要用力敲击管子,以免导致血细胞破裂。
采血后需在30分钟内离心,避免过长时间静置导致代谢物变化。
离心(常规检测只用离心一次)
| 参数 | 推荐范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 转速 | 1000–1500 × g(转速视离心机规格而定) | 既能快速分离血浆,又不产生过大剪切力导致细胞破裂。 |
| 时间 | 10-15 min | 去除红细胞和大部分白细胞。血小板会部分沉降,但大多数血小板仍悬浮在血浆中。 |
| 温度 | 4°C | 4℃下可以显著抑制血小板的代谢活动。 |
| 制动 | 轻制动或关闭制动(取决于离心机) | 强制动会产生冲击,使血细胞重新悬浮,增加溶血风险。 |
若需测定血小板因子或凝血因子,需要严格控制血浆的处理时间,通常需在采血后 30 分钟内完成离心,并且需进行二次高转速离心。
二次离心(血小板贫血血浆,需二次离心)
| 参数 | 推荐范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 转速 | 2000 - 3000 x g (转速视离心机规格而定) | 进一步去除残留的血小板和细胞碎片,获取更纯净的血浆(通常称为血小板贫血血浆(PPP))。 |
| 时间 | 10-15 min | 足以沉降血小板和细胞碎片,提高样本清晰度。彻底沉降血小板,得到纯净血浆。 |
| 温度 | 4 °C | 测定血小板因子时,为了防止在离心过程中的机械应激激活血小板,通常会使用预冷的离心机并在低温(冰上)操作。这是为了获取在体外未被激活的血小板,以准确测定血小板内源的因子浓度。 |
| 制动 | 轻制动或关闭制动(取决于离心机) | 强制动会产生冲击,使血细胞重新悬浮,增加溶血风险。 |
提示:分取的血浆必须清澈透明。如果出现红色浑浊(红细胞破裂),说明样本溶血,需重新采血。溶血会导致血浆中出现血红蛋白、铁离子和细胞内酶,严重干扰实验结果。
分装
1. 操作环境
在洁净的生物安全台或无尘工作台进行,佩戴一次性手套,使用无菌耗材,避免染菌带来额外的酶导致蛋白降解。
2. 分装方式
第一次离心结束后,血管会分层,顶部的透明层即为血浆,底部是血细胞,之间可能有薄薄的白细胞层。使用无RNA酶/蛋白酶的低吸附离心管(如 0.5 mL、1.5 mL、2 mL)进行一次性分装,避免接触中间层(白细胞层),避免反复抽吸。通常分装为 200 - 500 μL 的小体积管,以避免反复冻融。
标记:管身贴标签,记录采样时间、受试者编号、离心条件、抗凝剂类型等信息。
3. 添加抑制剂(视实验需求)
建议在离心完后添加,但应提前了解清楚抑制剂是否对后续实验有影响。具体抑制剂参照《血清、血浆酶来源参照表》。
保存
| 保存方式 | 推荐温度 | 适用实验 | 风险提示 |
|---|---|---|---|
| 短期(≤ 24 h) | 2-8°C | 适用血气分析及细胞因子检测 | 4°C会诱导血小板聚集并释放血小板因子,血细胞仍在代谢,血糖会下降,乳酸会升高。 |
| 中期(≤ 1 月) | -20 °C | 适用常规临床化学及酶学检验 | -20°C下可能导致部分酶活性下降或蛋白质降解,因此不建议用于精密的代谢物或蛋白质组学分析。 |
| 长期(≥ 6 月) | -80 °C | 代谢组学、蛋白质组学及免疫学/因子检测 | 最好使用液氮速冻或-80°C冰箱速冻,不建议使用普通冷冻箱或霜冻式冰箱。 |
| 运输 | 干冰(-78 °C)或冷链(2-8 °C),视检测窗口而定 | 防止温度波动导致降解 | 血浆极易受到冻融循环的影响,尤其是蛋白质和核酸。 |