學習重點 EMIT 與 CEDIA 都是競爭型均相酵素免疫分析,不需先分離結合型與游離型標記物,即可測量酵素反應訊號。 EMIT 的關鍵是抗體與酵素標記抗原結合後,抑制標記酵素活性;待測物增加時,抑制減少,訊號上升。 CEDIA 利用酵素供體與酵素受體重新組合,恢復酵素活性;抗體結合供體標記抗原時,會妨礙此組合。 在這兩種方法的典型競爭設計中,待測物濃度愈高,酵素活性與產物訊號愈高,考試以「成正比」判讀。 一般酵素免疫分析常用的標記酵素包括鹼性磷酸酶;須區分一般常用標記酵素與個別分析法使用的酵素。 核心觀念 一、均相與異質性的判斷標準 酵素免疫分析利用抗原與抗體的專一性辨識待測物,再藉酵素催化基質形成可測量的產物。均相分析(homogeneous assay)的核心是:結合型與游離型標記物的訊號表現不同,因此不必先將兩者分離,就能直接在反應液中測定。 異質性分析(heterogeneous assay)則須分離結合型與游離型成分,再測定選定部分的訊號。典型方法使用固相載體,並透過洗滌去除未結合標記物。判斷時應優先看「是否需要分離」,不能只看有沒有抗原抗體結合。 比較項目均相分析異質性分析 結合型與游離型的分離不需要先分離需要分離 訊號取得方式利用結合造成的活性或訊號差異直接測量分離後測量標記物訊號 本單元代表方法EMIT、CEDIA傳統 ELISA、MEIA MEIA 為微粒子酵素免疫分析,利用微粒子作為固相,須分離未結合成分。傳統 ELISA 也通常包含固相結合及洗滌步驟,兩者均不能當作本單元所指的均相分析代表。 二、EMIT:抗體結合使標記酵素受抑制 EMIT 全名為 enzyme multiplied immunoassay technique,屬於競爭型均相酵素免疫分析。反應中,檢體內的待測物與酵素標記抗原,競爭有限的抗體結合位點。 其辨識重點是:抗體與酵素標記抗原結合後,會抑制標記酵素活性;未被抗體結合的標記物則保有較高活性。典型 EMIT 常使用葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD)作為標記酵素。 待測物較少:抗體較容易結合酵素標記抗原,酵素受抑制較多,產物訊號較低。 待測物較多:待測物占據較多抗體位點,較少酵素標記抗原被抗體結合,酵素受抑制較少,產物訊號較高。 因此,題幹描述「均相免疫分析,抗體結合後抑制酵素活性」時,應掌握 EMIT 的典型機制。精確而言,受抑制的是抗體所結合之酵素標記抗原上的酵素,不是游離待測物本身具有酵素活性。 三、CEDIA:酵素片段互補恢復活性 CEDIA 全名為 cloned enzyme donor immunoassay,也是競爭型均相酵素免疫分析,適用於小分子藥物檢測。其核心是將 β-半乳糖苷酶(β-galactosidase)分成酵素供體(enzyme donor,ED)與酵素受體(enzyme acceptor,EA)兩部分;兩者單獨存在時無法產生完整酵素的有效活性,重新組合後可恢復活性。 典型設計將酵素供體連接在抗原或待測物類似物上,形成供體標記抗原,再與檢體中的待測物競爭抗體。抗體並非酵素供體的標記對象。 待測物較少:抗體結合較多供體標記抗原,妨礙供體與受體組合,形成的活性酵素較少,訊號較低。 待測物較多:較多抗體被待測物占據,供體標記抗原較少被抗體結合,供體可與受體組合,活性酵素與產物訊號增加。 所以 CEDIA 的酵素活性與待測物濃度呈正向關係。機制上的辨識重點是抗體妨礙酵素片段互補,不要只將它理解成完整標記酵素直接受到抑制。 四、EMIT 與 CEDIA 的共同點與差異 比較項目EMITCEDIA 分析分類競爭型、均相競爭型、均相 標記設計酵素連接抗原類似物酵素供體連接抗原類似物 典型酵素G6PDβ-半乳糖苷酶 抗體結合標記抗原的效果抑制標記酵素活性妨礙供體與受體組合 待測物增加時酵素受抑制減少,訊號上升活性酵素形成增加,訊號上升 小分子藥物檢測適用適用 「競爭型」描述的是待測物與標記抗原競爭抗體;「均相」描述的是不需分離即可測量。這是兩個不同的分類面向,同一方法可以同時具備兩者。 五、一般酵素免疫分析的常用標記酵素 鹼性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)與辣根過氧化酶(horseradish peroxidase,HRP)都是常見的酵素免疫分析標記。ALP 可催化適當基質去磷酸化,產生可偵測訊號。 遇到酸性磷酸酶、鹼性磷酸酶、己糖激酶與葡萄糖脫氫酶等選項,若問的是一般酵素免疫分析常用的標記酵素,應選鹼性磷酸酶。若明確問 EMIT 或 CEDIA,則須依各自的標記系統判斷,不能一律套用 ALP。 此外,葡萄糖脫氫酶與葡萄糖-6-磷酸脫氫酶是不同酵素,不可因中文名稱相近而混淆。 常考陷阱 「EMIT、CEDIA 是異質性分析」:錯。兩者都不需先分離結合型與游離型標記物,屬均相分析。 「競爭型分析的訊號一定與待測物成反比」:錯。訊號方向取決於測量機制;EMIT 與 CEDIA 的典型設計中,待測物愈多,酵素活性與產物訊號愈高。 「CEDIA 不適用於小分子藥物」:錯。小分子藥物可與供體標記抗原競爭抗體,是其重要應用。 「CEDIA 的酵素標記在抗體上」:錯。典型設計是將酵素供體連接在抗原類似物上。 「CEDIA 直接使用完整酵素作為標記」:不符合核心設計。應辨認供體、受體及片段互補恢復活性。 「抗體與游離待測物結合就會直接抑制 EMIT 酵素」:不精確。直接造成抑制的是抗體結合酵素標記抗原;游離待測物增加反而減少這種結合。 「成正比表示任何濃度都嚴格線性」:不可過度延伸。本單元重點是訊號隨濃度增加而上升,實際定量仍須依分析範圍與校正曲線。 記憶口訣 均相免分離,兩法都競爭;待測物愈多,酵素訊號升。EMIT 結合抑活性,CEDIA 結合阻互補;供體接抗原,常用標記記鹼磷。