在生命科学研究的众多实验技术中,基于抗体的检测方法,如免疫印迹(Western Blot)、免疫组织化学(IHC)、免疫荧光(IF)和流式细胞术(Flow Cytometry),是揭示蛋白质表达、定位与相互作用的基石。这些实验的成功,不仅依赖于高特异性和高亲和力的一抗,更离不开其高效“助手”——二抗的精准选择。

▌二抗的基础:定义与作用原理
二抗,即次级抗体,并非直接与目标抗原(靶蛋白)结合,而是通过识别并结合一抗的恒定区(Fc段)发挥作用。一抗作为“侦察兵”,特异性结合目标抗原;二抗则作为“信号放大器”,其自身偶联有各类可检测的报告分子,从而将抗原-抗体结合事件转化为可见或可定量的信号。这种间接检测体系极大地增强了实验的灵活性与灵敏度,因为一种标记的二抗可适用于多种来源相同的一抗,实现了信号检测系统的通用化。
▌二抗的核心分类维度
二抗的选择是一个多参数决策过程,主要基于以下几个技术维度进行分类:
● 按一抗来源物种分类
这是选择二抗的首要依据。二抗需特异性针对一抗的物种和亚型。常见类别包括:
◆ 抗小鼠二抗: 适用于小鼠源的一抗,如单克隆抗体(多为IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3亚型)或腹水多抗。
◆ 抗兔二抗: 适用于兔源的一抗,无论是多克隆抗体还是单克隆抗体(多为IgG)。
◆ 抗羊/抗山羊二抗: 常用于识别羊或山羊来源的一抗(多用于一抗制备,而非直接实验)。
◆ 抗大鼠二抗、抗仓鼠二抗等: 满足特殊一抗来源的需求。
◆ 抗人二抗: 常用于临床样本分析或使用人源化抗体的一抗。
选择时,必须确保二抗与一抗来源完全匹配,并注意某些二抗可能与其他物种(如大鼠与小鼠)存在交叉反应,需根据实验设计甄别。
● 按报告分子标记物分类
报告分子决定了信号的输出方式,是二抗功能的核心。
◆ 酶标二抗: 最经典的类型。常用酶包括辣根过氧化物酶(HRP)和碱性磷酸酶(AP)。它们催化底物(如发光底物、生色底物)产生颜色沉淀或化学发光信号,适用于WB、ELISA及IHC。HRP因其高比活性、稳定性和多样的底物而应用更广。
◆ 荧光标记二抗: 现代成像技术的主力。标记的荧光基团(如FITC, TRITC, Cy3, Cy5, Alexa Fluor系列)在特定波长光激发下发射荧光。适用于IF、IHC-F、流式细胞术及芯片检测。选择时需考虑荧光素的激发/发射光谱、亮度、光稳定性及与仪器激光器和滤光片的匹配度。
◆ 生物素标记二抗: 通过生物素-链霉亲和素/亲和素系统进行级联放大。生物素化的二抗可进一步与酶标或荧光标记的链霉亲和素结合,显著提高检测灵敏度,尤其适用于低丰度抗原。
◆ 其他标记: 如胶体金标记(用于电镜)、同位素标记等,用于特殊研究领域。
3. 按抗体片段类型分类
◆ 完整抗体(Whole IgG): 最常见的形式,包含F(ab‘)₂片段和Fc段。可能通过Fc段与某些细胞(如巨噬细胞、B细胞)表面的Fc受体非特异性结合,导致背景升高。
◆ F(ab‘)₂片段: 通过酶切去除完整的Fc段,保留了二价结合能力。能有效减少因Fc受体介导的非特异性结合,特别适用于组织切片、流式细胞术分析等易产生高背景的样本。
◆ Fab片段: 单价结合片段,进一步减小了分子尺寸,有利于组织穿透,但亲和力可能低于二价形式。
4. 按交叉吸附处理级别分类
为了提高特异性,高端二抗通常会经过交叉吸附纯化处理:
◆ 常规二抗: 仅对目标物种的免疫球蛋白有高亲和力。
◆ 交叉吸附二抗: 经过额外处理,去除了与其他特定物种(如小鼠、大鼠、人血清蛋白等)免疫球蛋白的交叉反应性。当实验样本中含有多种可能产生干扰的免疫球蛋白(如使用鼠源组织样本且一抗为兔源时),选择经过相应物种交叉吸附的二抗至关重要,可极大降低背景噪音。
▌二抗选择的综合技术考量
在实际实验中,需要将以上分类维度结合具体应用场景进行综合判断:
● 实验方法学:
WB、ELISA(酶促检测): 优先选择酶标二抗(HRP/AP),关注其效价与背景。
IF、IHC-F、流式细胞术(荧光检测): 选择亮度高、光稳定性好的荧光标记二抗,并注意多色实验时荧光光谱的有效分离。
IHC/ICC(显色检测): 可选择酶标二抗,并考虑使用聚合物技术(如HRP聚合物直接偶联二抗)以替代传统的生物素-亲和素系统,避免内源性生物素干扰。
● 样本类型:
组织切片: 需注意内源性酶(如过氧化物酶、碱性磷酸酶)或内源性生物素的干扰,可能需要进行封闭或选择相应的酶/系统。考虑组织穿透性,小分子片段(如F(ab‘)₂)可能更有优势。
细胞样本: 流式细胞术需注意二抗的种属交叉反应可能带来的非特异性染色,强烈推荐使用经过多重交叉吸附的二抗。
膜上检测(WB): 重点关注二抗的稀释比例和封闭条件,以优化信噪比。
● 多标实验:
在进行两种或更多目标蛋白共定位或共检测时,需确保所有一抗来源于不同物种,并搭配对应物种特异性、且带有不同报告分子(如不同荧光颜色)的二抗。此时,经过严格交叉吸附的二抗是成功的关键。
● 灵敏度与背景控制:
高丰度蛋白检测可选择常规二抗。低丰度蛋白检测则需要更高灵敏度的方案,如选择信号放大系统(生物素-链霉亲和素系统)、高荧光亮度标记的二抗或使用经过特殊纯化的高效价二抗。始终通过设立严格的阴性对照(如一抗替代对照、二抗单独对照)来监控背景水平。
▌优质二抗的通用特性
无论何种分类,一款性能可靠的二抗通常具备以下技术特征:高特异性(针对目标一抗种属/亚型)、高亲和力(保证信号强度)、高纯度(最低的交叉反应性和聚合体)、高稳定性(标记物稳定,批次间一致性好)以及经过验证的应用性能。建议在实验前查阅供应商提供的技术数据表(TDS),了解其推荐的应用范围、稀释比例、已验证的配伍一抗及缓冲液成分等信息。
正确理解和选择二抗,是优化实验设计、获得可靠数据的必经环节。通过对一抗来源、标记系统、片段形式及纯度级别等维度的通盘考虑,研究者可以为自己的实验匹配最得力的“信号使者”,从而确保研究结果的准确性与重复性。