Kỹ thuật hiển vi và miễn dịch huỳnh quang

Kỹ thuật hiển vi và miễn dịch huỳnh quang phát hiện virus bằng cách trực quan hóa các hạt virus hoặc kháng nguyên virus trong các tế bào bị nhiễm. Kính hiển vi điện tử phân giải hình thái của các hạt virus trực tiếp, trong khi miễn dịch huỳnh quang sử dụng các kháng thể được đánh dấu huỳnh quang để làm sáng các protein virus cụ thể dưới kính hiển vi huỳnh quang, kết hợp tính đặc hiệu của liên kết kháng thể với chi tiết không gian của kính hiển vi.

Definition

Kỹ thuật hiển vi và miễn dịch huỳnh quang là các phương pháp phát hiện dựa trên trực quan hóa, hoặc là hình ảnh các hạt virus trực tiếp (kính hiển vi điện tử) hoặc tiết lộ các kháng nguyên virus trong tế bào bằng cách sử dụng các kháng thể được đánh dấu huỳnh quang (miễn dịch huỳnh quang).

Scope

Chủ đề này bao gồm các phương pháp kháng thể huỳnh quang (miễn dịch huỳnh quang trực tiếp và gián tiếp) để phát hiện kháng nguyên virus trong tế bào và mô, và các phương pháp kính hiển vi điện tử như nhuộm âm bản để trực quan hóa các hạt virus. Nó giải thích các nguyên tắc và cách sử dụng ở cấp độ tham khảo và không cung cấp các quy trình hoặc lời khuyên quản lý lâm sàng.

Core questions

• Khi nào việc trực quan hóa một hạt virus hoặc kháng nguyên có nhiều thông tin hơn việc phát hiện bộ gen của nó?
• Miễn dịch huỳnh quang trực tiếp và gián tiếp khác nhau như thế nào trong cách nhãn được cung cấp?
• Hình thái kính hiển vi điện tử có thể tiết lộ điều gì khi danh tính của một loại virus chưa được biết?
• Tính đặc hiệu của liên kết kháng thể và chất lượng mẫu vật ảnh hưởng đến việc giải thích như thế nào?

Key concepts

• Xét nghiệm kháng thể huỳnh quang trực tiếp (DFA)
• Xét nghiệm miễn dịch huỳnh quang gián tiếp (IFA)
• Kháng thể được đánh dấu huỳnh quang
• Kính hiển vi điện tử
• Nhuộm âm bản
• Kính hiển vi miễn dịch điện tử
• Thể vùi virus
• Nhận dạng dựa trên hình thái

Mechanisms

Miễn dịch huỳnh quang khai thác các kháng thể được gắn với một chất nhuộm huỳnh quang. Trong phương pháp trực tiếp, một kháng thể được đánh dấu liên kết với kháng nguyên virus trong các tế bào cố định và được nhìn thấy dưới dạng huỳnh quang dưới kính hiển vi; trong phương pháp gián tiếp, một kháng thể sơ cấp không được đánh dấu liên kết với kháng nguyên và một kháng thể thứ cấp được đánh dấu sau đó liên kết với kháng thể sơ cấp, khuếch đại tín hiệu. Mô hình và vị trí của huỳnh quang cho biết kháng nguyên virus nào có mặt và ở đâu. Kính hiển vi điện tử thay vào đó hình ảnh cấu trúc trực tiếp: nhuộm âm bản bao quanh các hạt virus bằng một chất nhuộm đậm đặc điện tử để hình dạng và kích thước của chúng nổi bật, cho phép nhận dạng hình thái của các họ virus. Kính hiển vi miễn dịch điện tử bổ sung tính đặc hiệu dựa trên kháng thể vào trực quan hóa này. Bởi vì các phương pháp này đọc ra chi tiết không gian, chất lượng chuẩn bị mẫu vật và tính đặc hiệu của kháng thể ảnh hưởng mạnh mẽ đến những gì có thể được kết luận.

Clinical relevance

Miễn dịch huỳnh quang cung cấp khả năng phát hiện và định vị kháng nguyên nhanh chóng trong tế bào và mô, và kính hiển vi điện tử cung cấp một cách tổng quát để nhận dạng các hạt virus theo hình dạng, có ý nghĩa lịch sử trong việc xác định các tác nhân mới hoặc không mong muốn. Mục này mô tả những gì các phương pháp trực quan hóa này cho thấy và sự phụ thuộc của chúng vào chất lượng mẫu vật; nó mang tính mô tả về phương pháp luận và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

History

Miễn dịch huỳnh quang được thiết lập bởi Albert Coons và các đồng nghiệp, những người đã tinh chỉnh vào năm 1950, làm cho việc định vị kháng nguyên bằng kháng thể huỳnh quang trở nên khả thi và tạo ra một loạt các xét nghiệm chẩn đoán. Kính hiển vi điện tử nhuộm âm bản, được Brenner và Horne giới thiệu vào năm 1959, đã cung cấp cho các nhà virus học một cách nhanh chóng để trực quan hóa hình thái hạt virus và góp phần vào việc khám phá và nhận dạng nhiều virus trước khi nhận dạng phân tử trở nên thường quy.

Key figures

• Albert Coons
• Sydney Brenner
• Robert Horne

Seminal works

• coons-kaplan-1950
• brenner-horne-1959

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa miễn dịch huỳnh quang trực tiếp và gián tiếp là gì?

Trong miễn dịch huỳnh quang trực tiếp, một kháng thể được đánh dấu huỳnh quang duy nhất liên kết với kháng nguyên virus, trong khi miễn dịch huỳnh quang gián tiếp sử dụng một kháng thể sơ cấp không được đánh dấu, sau đó là một kháng thể thứ cấp được đánh dấu, giúp khuếch đại tín hiệu và tăng tính linh hoạt với chi phí là một bước bổ sung.

Tại sao kính hiển vi điện tử vẫn hữu ích mặc dù có các phương pháp phân tử?

Kính hiển vi điện tử có thể nhận dạng các hạt virus bằng hình dạng đặc trưng của chúng mà không cần biết trước loại virus nào cần tìm, điều này làm cho nó có giá trị trong việc điều tra các tác nhân mới hoặc không mong muốn mà các xét nghiệm phân tử mục tiêu có thể bỏ sót.