［旧帖］科普原创：出墙红杏分外艳

来源: 老看客 于 07-07-16 08:54:53
http://web.wenxuecity.com/BBSView_archives.php?SubID=na&MsgID=728662&yr=2007

[说明]：本人深知科普帖在北美坛可享有的“市场份额”很低。但由于在刚过去的这个周末因我引起的话题搅得朋友们昏昏沉沉，本人甚想为论坛奉献点什么以向大家补过。无奈我不会写小说、编故事、讲笑话，急切间只得翻箱倒柜找出这篇一年前涂鸦的科普旧作以充数。原帖见于“xxxx论坛”，本人所用ID为“xxxxx”。自以为帖子的文字、内容还算通俗，行外人士也可看懂。喜欢此文的朋友可一笑了之，不喜欢的请径自ignore，只要不给大家添堵就好。和和


科普原创：出墙红杏分外艳 -- 免疫学与分析化学的一段情缘

一

免疫学是很神秘的。对于大多数人来说，免疫给我们留下的直观印记也就是手臂上--通常是左手臂上--那个铜钱般大小的疤痕：那是儿时种疫苗的永久记忆，也许还是我们开始领悟“勇气”、“骄傲”这类词儿的源头。

幸亏有缠丝兔，使我们的免疫学知识不至流于过分肤浅。这产自中华天府之国、据说别具风味的玩意儿，虽说真正见过它的人不多、有幸品尝过它的人就更少，但不妨碍它催生了一场自今春以来迅猛席卷海内外华人学界的缠丝兔-免疫学科普运动。时至今年今月今日，设若哪位在华人网络上露脸的学者、学子还敢于宣称自己没听说过缠丝兔、不知晓点免疫学，嘿嘿，那您一准是拿自己宝贵的荣誉开玩笑。您就等着被旁人严重鄙视吧！

然而话虽如此，我们外行这丁点儿知识终究还是不能撼动免疫学的神秘如故。照理也是，免疫学就该是免疫学家--扩大点说是生物学家和医药科学家--玩儿的。不过，当免疫学遇上了不安分守己的鼓捣化学的人，就注定要发生一些故事了。

二

这世界上有那么一帮子人：他们长着侦探般骨碌碌的眼睛，见到啥稀罕物事就尽琢磨其化学成分、化学结构。他们的名字叫分析化学家。最令分析化学家得意的事莫过于能折腾出些所谓高灵敏度、高选择性、高效率、对环境友好而且费用还合算的分析方法与技术。说起来他们也算得是有些手段的人。从人们耳熟能详的常量分析、微量分析、痕量分析到现在时髦的单细胞分析、单分子分析，就是他们这帮人拨弄出来的。

普天下搞分析化学的都尊崇两个中国人。第一个是雷锋。分析化学就是为人民服务或者说是为他人做嫁衣裳的。从材料科学、食品科学、环境科学、医药与生命科学到外太空宇宙探索，到处都有分析化学家的默默奉献。当然他们偶尔有人会露露脸、得回把弱北儿奖，这也是不用避讳的。另一位备受分析化学家爱戴的人物是二十世纪初叶中华第一闻人阿Q先生。严格说来令分析化学家叹绝的是Q爷的一句话。记得那回Q爷摸了一把静修庵小尼姑粉嫩的光头而引来对方的不悦时是怎么说的？--“和尚动得，我动不得？” 对，搞分析化学的就得有这份理直气壮！于是乎，他们无所顾忌地染指一切相中的东西，什么物理的、数学的、生物的、化学其它领域的、光的、电的、磁的、热的，统统都不放过。在那些堂堂皇皇的分析化学新方法、新技术、新设备、新仪器的背后，暧昧的故事可就数不胜数了。

这不，免疫学亭亭玉立、一枝独秀于生物园中，你也不能确切地说她一定是顾盼多姿，但分析化学家看在眼里，又岂会无动于衷！至此，免疫学想不红杏出墙恐怕都难啰！

三

分析化学家最痴迷免疫学的哪一点呢？答曰：免疫反应无与伦比的特效性。

原来，无论是分析测定还是样品处理，很多情况下都离不开化学试剂与化学反应。如果一种试剂只与有限几种化合物（或离子、离子团）反应，分析化学家称这样的试剂为选择性试剂，相应的反应为选择性反应；而如果一种试剂只与一种化合物（或离子、离子团）反应，这样的试剂就是特效性试剂，这样的反应也就是特效性反应。显然，建立于选择性、尤其是特效性反应基础上的样品处理、分析测定方法，能大大减少来自于分析样品中与待测物共存的其它组份的干扰，从而确保分析测定的准确度。不过遗憾的是，在分析化学家的试剂库中，选择性试剂已属难得，特效性试剂就寥若晨星了。

但自然界的法则就是这样的奇妙。发生于动物免疫体系中抗体-抗原间的免疫反应，则有如“一把钥匙开一把锁”般的精巧，令人叹为观止。

免疫学常识告诉我们：当动物体内遭外物（如病毒）侵袭时，其免疫体系会自发调动起来，进而产生一种被称之为“抗体”的物质以抵御此外物。这种外物便被称之为“抗原”。进一步讲，抗体是一种名叫免疫球蛋白的生物大分子，其形状有如大写英文字母“Y”。在Y的分叉的顶端，是决定抗体反应特异性能的功能区。由于每一种特定的抗体都是由一种特定的抗原激发产生的，这就使得抗体分子对其相应的抗原物质具有特异识别功能。这样，我们就不难理解免疫反应卓越的特效性了。

若是免疫反应能为分析化学所用该有多好！设若抗体能象化学试剂般使用，而待分析对象则象抗原那样能与之发生特效性的反应，许多难题不就可以迎刃而解了么？分析化学家心里痒痒的。

四

抗体为媒。分析化学与免疫学的相交于是就从这里开始。

分析化学家想得美滋滋的：先准备好待分析物质的标准物，再将这样的标准物注射进动物（如小白鼠）体内，动物体内便会产生相应的抗体。待抗体浓度达到一定程度，将其从动物血液中分离、提纯出来，就能得到可用于分析目的的抗体试剂了。

如果待分析目的物是象蛋白质这样的生物大分子或是象病毒这样的生物微粒，如此制备抗体试剂是可行的。事实上这正是生物学家们用于制备抗体的常规途径之一。但分析化学家常常还需要面对小分子分析或元素分析，而麻烦的是，实验证明小分子不足以激发动物的免疫反应。

应对这一挑战的措施是将小分子连接于合适的大分子（如蛋白质）上以形成有效的抗原。此时小分子本身被称为半抗原。这活计是有相当的讲究的，小分子与大分子的结合部位要拿捏得恰到好处，目的就是要确保将半抗原小分子的功能团部位（抗原决定簇）充分暴露于免疫细胞表面的抗原受体并与之结合，从而促使免疫细胞产生对此小分子具有特异结合性能的抗体。

难归难，分析化学家最终还是如愿以偿获得了所期盼的抗体试剂。

五

有免疫学为伴、有抗体试剂在握，分析化学家可以美梦成真啦！以下列举的便是最负盛名的几种免疫化学分析方法：

A。免疫标记
在抗体试剂上连上强荧光性化合物或含放射性同位素（如C14）的标记物，借助荧光分析或放射分析方法的高灵敏度并结合免疫反应的特效性，这样的抗体试剂就可用于对小分子、大分子、生物微粒等的高灵敏度、高选择性的示踪、鉴定乃至定量检测。

B。酶联免疫吸附检测
将抗原或抗体固定到试管内壁（或其它固相载体表面），再另外准备一些抗原或抗体与某种酶连接而成的酶标抗原或抗体。测定时，将待测样品（测定其中的抗体或抗原）和酶标抗原或抗体按不同的步骤与试管内壁上的抗原或抗体起反应，所形成的抗原抗体复合物遂留于管壁，其它物质可经水洗除去，最后留于管壁上的酶量与样品中待测物质的量成一定的比例。加入酶反应的底物后，底物经酶催化形成有色产物，其浓度与待测物含量直接相关，经由光度分析便可获知待测物的定量结果。由于酶的催化效率很高，故可极大地地放大反应效果，从而使测定方法达到很高的敏感度。

C。免疫亲和色谱分离（或曰免疫亲和萃取）
将抗体固定于分离柱填充材料的表面，由于抗体只对某特定物质有特异的亲和作用，这样的分离柱就可用于从非常复杂的样品中有效分离、提纯此特定物质 (小分子、大分子、生物微粒等) 。

值得一提的是，免疫反应也不是完全不受干扰。若其它物质含有与抗原或半抗原分子的抗原决定簇相同或非常相似的功能团，则抗体亦能与之发生程度不同的作用，是为“交叉反应”。对免疫化学分析而言，交叉反应通常是一负面因素。奇妙的是，分析化学家正是基于交叉反应的原理，利用免疫亲和色谱以实现 “组分离” 的目的--即将一组性能相近的小分子同系物从复杂样品中分离出来。如再辅以气（液）相色谱-质谱联用技术，此同系物的各单体就能很便利地获得定性、定量分析。

作为一类重要的生化分析手段，免疫化学分析方法不仅惠及生物、医药领域，而且还在其它诸多领域如环境监测中获得了广泛的应用。分析化学与免疫学的情情爱爱是否还会续出新篇？让我们走着瞧！

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注：

[1] 本文所涉话题对多数从事生物、医药科学的网友来说可能是太小儿科、太老生常谈，不过这些朋友未必一定很清楚免疫分析方法应用于小分子分析的动态。另一方面，搞化学的朋友真正较系统地接触过免疫化学方法的可能也不很多。何况，网上还有众多非生、非化的朋友，由于“缠丝兔”的原因，他们或许对此一话题会有些兴趣。我写此文的目的，倒不是刻意要介绍很多的具体知识。我主要是借此与大家一起感慨一下现今学科交叉、知识渗透的程度。

[2] 本文所提及的分析化学家系泛指在各相关领域从事发展与应用分析化学（含生化分析）方法、技术、设备、仪器的科技人员。

[3] “缠丝兔”的典故：与一宗学术争论事件有关。说的是XX年四川的XXX教授为扫清评选院士的某项障碍，给西北的XXX教授送去了土特产礼品，包括缠丝兔。相关的学术争论公案似乎迄今尚无最后结论。