［舊帖］科普原創：出牆紅杏分外豔

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

[說明]：本人深知科普帖在北美壇可享有的“市場份額”很低。但由於在剛過去的這個周末因我引起的話題攪得朋友們昏昏沉沉，本人甚想為論壇奉獻點什麽以向大家補過。無奈我不會寫小說、編故事、講笑話，急切間隻得翻箱倒櫃找出這篇一年前塗鴉的科普舊作以充數。原帖見於“xxxx論壇”，本人所用ID為“xxxxx”。自以為帖子的文字、內容還算通俗，行外人士也可看懂。喜歡此文的朋友可一笑了之，不喜歡的請徑自ignore，隻要不給大家添堵就好。和和


科普原創：出牆紅杏分外豔 -- 免疫學與分析化學的一段情緣

一

免疫學是很神秘的。對於大多數人來說，免疫給我們留下的直觀印記也就是手臂上--通常是左手臂上--那個銅錢般大小的疤痕：那是兒時種疫苗的永久記憶，也許還是我們開始領悟“勇氣”、“驕傲”這類詞兒的源頭。

幸虧有纏絲兔，使我們的免疫學知識不至流於過分膚淺。這產自中華天府之國、據說別具風味的玩意兒，雖說真正見過它的人不多、有幸品嚐過它的人就更少，但不妨礙它催生了一場自今春以來迅猛席卷海內外華人學界的纏絲兔-免疫學科普運動。時至今年今月今日，設若哪位在華人網絡上露臉的學者、學子還敢於宣稱自己沒聽說過纏絲兔、不知曉點免疫學，嘿嘿，那您一準是拿自己寶貴的榮譽開玩笑。您就等著被旁人嚴重鄙視吧！

然而話雖如此，我們外行這丁點兒知識終究還是不能撼動免疫學的神秘如故。照理也是，免疫學就該是免疫學家--擴大點說是生物學家和醫藥科學家--玩兒的。不過，當免疫學遇上了不安分守己的鼓搗化學的人，就注定要發生一些故事了。

二

這世界上有那麽一幫子人：他們長著偵探般骨碌碌的眼睛，見到啥稀罕物事就盡琢磨其化學成分、化學結構。他們的名字叫分析化學家。最令分析化學家得意的事莫過於能折騰出些所謂高靈敏度、高選擇性、高效率、對環境友好而且費用還合算的分析方法與技術。說起來他們也算得是有些手段的人。從人們耳熟能詳的常量分析、微量分析、痕量分析到現在時髦的單細胞分析、單分子分析，就是他們這幫人撥弄出來的。

普天下搞分析化學的都尊崇兩個中國人。第一個是雷鋒。分析化學就是為人民服務或者說是為他人做嫁衣裳的。從材料科學、食品科學、環境科學、醫藥與生命科學到外太空宇宙探索，到處都有分析化學家的默默奉獻。當然他們偶爾有人會露露臉、得回把弱北兒獎，這也是不用避諱的。另一位備受分析化學家愛戴的人物是二十世紀初葉中華第一聞人阿Q先生。嚴格說來令分析化學家歎絕的是Q爺的一句話。記得那回Q爺摸了一把靜修庵小尼姑粉嫩的光頭而引來對方的不悅時是怎麽說的？--“和尚動得，我動不得？” 對，搞分析化學的就得有這份理直氣壯！於是乎，他們無所顧忌地染指一切相中的東西，什麽物理的、數學的、生物的、化學其它領域的、光的、電的、磁的、熱的，統統都不放過。在那些堂堂皇皇的分析化學新方法、新技術、新設備、新儀器的背後，曖昧的故事可就數不勝數了。

這不，免疫學亭亭玉立、一枝獨秀於生物園中，你也不能確切地說她一定是顧盼多姿，但分析化學家看在眼裏，又豈會無動於衷！至此，免疫學想不紅杏出牆恐怕都難囉！

三

分析化學家最癡迷免疫學的哪一點呢？答曰：免疫反應無與倫比的特效性。

原來，無論是分析測定還是樣品處理，很多情況下都離不開化學試劑與化學反應。如果一種試劑隻與有限幾種化合物（或離子、離子團）反應，分析化學家稱這樣的試劑為選擇性試劑，相應的反應為選擇性反應；而如果一種試劑隻與一種化合物（或離子、離子團）反應，這樣的試劑就是特效性試劑，這樣的反應也就是特效性反應。顯然，建立於選擇性、尤其是特效性反應基礎上的樣品處理、分析測定方法，能大大減少來自於分析樣品中與待測物共存的其它組份的幹擾，從而確保分析測定的準確度。不過遺憾的是，在分析化學家的試劑庫中，選擇性試劑已屬難得，特效性試劑就寥若晨星了。

但自然界的法則就是這樣的奇妙。發生於動物免疫體係中抗體-抗原間的免疫反應，則有如“一把鑰匙開一把鎖”般的精巧，令人歎為觀止。

免疫學常識告訴我們：當動物體內遭外物（如病毒）侵襲時，其免疫體係會自發調動起來，進而產生一種被稱之為“抗體”的物質以抵禦此外物。這種外物便被稱之為“抗原”。進一步講，抗體是一種名叫免疫球蛋白的生物大分子，其形狀有如大寫英文字母“Y”。在Y的分叉的頂端，是決定抗體反應特異性能的功能區。由於每一種特定的抗體都是由一種特定的抗原激發產生的，這就使得抗體分子對其相應的抗原物質具有特異識別功能。這樣，我們就不難理解免疫反應卓越的特效性了。

若是免疫反應能為分析化學所用該有多好！設若抗體能象化學試劑般使用，而待分析對象則象抗原那樣能與之發生特效性的反應，許多難題不就可以迎刃而解了麽？分析化學家心裏癢癢的。

四

抗體為媒。分析化學與免疫學的相交於是就從這裏開始。

分析化學家想得美滋滋的：先準備好待分析物質的標準物，再將這樣的標準物注射進動物（如小白鼠）體內，動物體內便會產生相應的抗體。待抗體濃度達到一定程度，將其從動物血液中分離、提純出來，就能得到可用於分析目的的抗體試劑了。

如果待分析目的物是象蛋白質這樣的生物大分子或是象病毒這樣的生物微粒，如此製備抗體試劑是可行的。事實上這正是生物學家們用於製備抗體的常規途徑之一。但分析化學家常常還需要麵對小分子分析或元素分析，而麻煩的是，實驗證明小分子不足以激發動物的免疫反應。

應對這一挑戰的措施是將小分子連接於合適的大分子（如蛋白質）上以形成有效的抗原。此時小分子本身被稱為半抗原。這活計是有相當的講究的，小分子與大分子的結合部位要拿捏得恰到好處，目的就是要確保將半抗原小分子的功能團部位（抗原決定簇）充分暴露於免疫細胞表麵的抗原受體並與之結合，從而促使免疫細胞產生對此小分子具有特異結合性能的抗體。

難歸難，分析化學家最終還是如願以償獲得了所期盼的抗體試劑。

五

有免疫學為伴、有抗體試劑在握，分析化學家可以美夢成真啦！以下列舉的便是最負盛名的幾種免疫化學分析方法：

A。免疫標記
在抗體試劑上連上強熒光性化合物或含放射性同位素（如C14）的標記物，借助熒光分析或放射分析方法的高靈敏度並結合免疫反應的特效性，這樣的抗體試劑就可用於對小分子、大分子、生物微粒等的高靈敏度、高選擇性的示蹤、鑒定乃至定量檢測。

B。酶聯免疫吸附檢測
將抗原或抗體固定到試管內壁（或其它固相載體表麵），再另外準備一些抗原或抗體與某種酶連接而成的酶標抗原或抗體。測定時，將待測樣品（測定其中的抗體或抗原）和酶標抗原或抗體按不同的步驟與試管內壁上的抗原或抗體起反應，所形成的抗原抗體複合物遂留於管壁，其它物質可經水洗除去，最後留於管壁上的酶量與樣品中待測物質的量成一定的比例。加入酶反應的底物後，底物經酶催化形成有色產物，其濃度與待測物含量直接相關，經由光度分析便可獲知待測物的定量結果。由於酶的催化效率很高，故可極大地地放大反應效果，從而使測定方法達到很高的敏感度。

C。免疫親和色譜分離（或曰免疫親和萃取）
將抗體固定於分離柱填充材料的表麵，由於抗體隻對某特定物質有特異的親和作用，這樣的分離柱就可用於從非常複雜的樣品中有效分離、提純此特定物質 (小分子、大分子、生物微粒等) 。

值得一提的是，免疫反應也不是完全不受幹擾。若其它物質含有與抗原或半抗原分子的抗原決定簇相同或非常相似的功能團，則抗體亦能與之發生程度不同的作用，是為“交叉反應”。對免疫化學分析而言，交叉反應通常是一負麵因素。奇妙的是，分析化學家正是基於交叉反應的原理，利用免疫親和色譜以實現 “組分離” 的目的--即將一組性能相近的小分子同係物從複雜樣品中分離出來。如再輔以氣（液）相色譜-質譜聯用技術，此同係物的各單體就能很便利地獲得定性、定量分析。

作為一類重要的生化分析手段，免疫化學分析方法不僅惠及生物、醫藥領域，而且還在其它諸多領域如環境監測中獲得了廣泛的應用。分析化學與免疫學的情情愛愛是否還會續出新篇？讓我們走著瞧！

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注：

[1] 本文所涉話題對多數從事生物、醫藥科學的網友來說可能是太小兒科、太老生常談，不過這些朋友未必一定很清楚免疫分析方法應用於小分子分析的動態。另一方麵，搞化學的朋友真正較係統地接觸過免疫化學方法的可能也不很多。何況，網上還有眾多非生、非化的朋友，由於“纏絲兔”的原因，他們或許對此一話題會有些興趣。我寫此文的目的，倒不是刻意要介紹很多的具體知識。我主要是借此與大家一起感慨一下現今學科交叉、知識滲透的程度。

[2] 本文所提及的分析化學家係泛指在各相關領域從事發展與應用分析化學（含生化分析）方法、技術、設備、儀器的科技人員。

[3] “纏絲兔”的典故：與一宗學術爭論事件有關。說的是XX年四川的XXX教授為掃清評選院士的某項障礙，給西北的XXX教授送去了土特產禮品，包括纏絲兔。相關的學術爭論公案似乎迄今尚無最後結論。