تقنية الاليزا : المفهوم، الأنواع، مبدأ العمل، الاستخدامات، الإيجابيات والسلبيات

تقنية الاليزا Elisa والتي تعرف أيضًا باسم (المقايسة الامتصاصية المناعية للانزيم المرتبط) هي اختبار كيميائي حيوي يعتمد على استعمال الأجسام المضادة، والتغيير اللوني في التعرف على وجود مادة معينة في عينة ما.
وتعتبر تقنية الاليزا ELISA أحد أكثر المقايسات المناعية المتاحة حساسية، فنطاق الكشف النموذجي لـتقنية الاليزا هو 0.01 نانوغرام إلى 0.1 نانوغرام.

هذه التقنية مصممة لاكتشاف وقياس الببتيدات والبروتينات والأجسام المضادة والهرمونات.وتستخدم هذه التقنية بكثرة في المختبرات الطبية للتأكد من وجود مستضد مرضي Antigen أو جسم مضاد Antibody معين في دم المريض.

في هذا المقال سنلقي الضوء على تعريف تقنية الاليزا وأنواعها واستخداماتها ومبدأ العمل والخطوات و ايجابيات وسلبيات التقنية والمزيد..

تقنية الاليزا Elisa(المقايسة الامتصاصية المناعية للانزيم المرتبط)

ماهي تقنية الاليزا (المقايسة الامتصاصية المناعية للإنزيم المرتبط) ؟

 هي تقنية مناعية أنزيمية تُمكن من الكشف عن التفاعل بين مولد المضاد Antigen و الجسم المضاد Antibody و ذلك بفضل تفاعل لوني، أي يمكن القول إنه اختبار معملي شائع الاستخدام للكشف عن الأجسام المضادة في الدم.

ملحوظة: الجسم المضاد Antibody هو بروتين ينتجه جهاز المناعة في الجسم عندما يكتشف مواد ضارة تسمى المستضدات Antigens.

أنواع تقنية الاليزا

أنواع تقنية الاليزا

هناك أربعة أنواع أساسية لتقنية الاليزا، مما يسمح بقدر جيد من المرونة والتي يمكن تعديلها بناءً على الأجسام المضادة المتاحة، أو النتائج المطلوبة، أو مدى تعقيد العينات:

  1. الاليزا المباشرة Direct ELISA
  2. 2. الاليزا الغير مباشرة Indirect ELISA
  3. الاليزا الشطيرية ELISA Sandwich
  4. الاليزا التنافسية  Competition ELISA

تقنية الاليزا المباشرة  Direct ELISA

للكشف المباشر، يتم الكشف عن مستضد مغطى بلوحة بواسطة جسم مضاد تم اقترانه مباشرة بإنزيم، ويكون حفر الاليزا مغطى بالجسم المضاد  .

تعد طريقة الكشف هذه خيارًا جيدًا إذا لم تكن هناك مجموعات اليزا متاحة تجاريًا للبروتين المستهدف.

عندما يكون المطلوب الكشف عن المستضد وقياس تركيزه في العينة , ففي هذه الحالة :  

  • يرتبط المستضد في العينة مع الجسم المضاد.
  •  يتم غسل الطبق لازالة الاجسام المضادة غير المرتبطة .
  • بعد ذلك تتم إضافة أجسام مضادة أخرى و تكون هذه االجسام المضادة مرتبطة بإنزيم .
  • يتم غسل الطبق أيضا األجسام المضادة غير المرتبطة .
  • ثم تضاف المادة الاساسية للانزيم، ويتم حساب كمية المستضد عن طريق قياس كمية ناتج التفاعل

ايجابيات الاليزا المباشرة 

  • سريع لأنه يتم استخدام جسم مضاد واحد وخطوات أقل.
  •  يتم التخلص من التفاعل التبادلي للأجسام المضادة الثانوية.

سلبيات الاليزا المباشرة 

  • قد تتأثر النشاط المناعي للجسم المضاد الأولي سلبًا عن طريق وضع العلامات بالإنزيمات أوغيرها.
  • تصنيف الأجسام المضادة الأولية لكل نظام اليزا محدد يستغرق وقتًا طويلاً ومكلفًا.
  • لا توجد مرونة في عملية وضع علامة للجسم المضاد الأولي من تجربة إلى أخرى.
  • تضخيم الإشارة بالحد الأدنى.

تقنية الاليزا غير المباشرة Indirect ELISA

  • عندما يكون المطلوب الكشف عن المستضد وقياس تركيزه في العينة، ففي هذه الحالة:
  •  يُضاف المستضد المخصص لحفر االليزا و يُترك فترة حتى يلتصق.
  •  يُضاف السيرم المحتوي على أنواع مختلفة من الجسم المضاد تسمى بالجسم المضاد الاولي
  •  يرتبط الجسم المضد في السيرم مع المستضد الموجودة في الطبق
  • يتم غسل الطبق لازالة الجسم المضاد غير المرتبط.
  •  يُضاف مستضد آخر مرتبط بإنزيم الجسم المضاد الثاوي وهذا يمكنه الارتباط فقط في حال ارتباط الجسم المضاد الاولي بالعينة الموجودة بالطبق.
  • يتم غسل الطبق لازالة الجسم المضاد الغير المرتبط .
  • تضاف المادة االاساس للإنزيم، ويتم حساب كمية الجسم المضاد عن طريق قياس كمية ناتج التفاعل .

ايجابيات الاليزا غير المباشرة

  • تتوفر مجموعة متنوعة من الأجسام المضادة الثانوية ذات العلامات التجارية.
  • متعدد الاستخدامات لأن العديد من الأجسام المضادة الأولية يمكن أن تصنع في نوع واحد ويمكن استخدام نفس الجسم المضاد الثانوي المسمى في الكشف
  • يتم الاحتفاظ بأقصى نشاط مناعي للجسم المضاد الأولي لأنه غير موصوف.
  • تزداد الحساسية لأن كل جسم مضاد أولي يحتوي على عدة  يمكن ربطها بالجسم المضاد الثانوي المسمى، مما يسمح بتضخيم الإشارة.

سلبيات الاليزا غير المباشرة 

  • قد يحدث تفاعل متصالب مع الجسم المضاد الثانوي ، مما ينتج عنه إشارة غير محددة.
  • مطلوب خطوة حضانة إضافية في الإجراء.

الشكل التالي يوضح الفرق بين الاليزا المباشرة والغير مباشرة

الشكل يوضح الفرق بين الاليزا المباشرة والغير مباشرة

تقنية الاليزا الشطيرية ELISA Sandwich

  تتطلب عادةً استخدام أزواج الأجسام المضادة المتطابقة، حيث يكون كل جسم مضاد محددًا لجزء مختلف غير متداخل من جزيء المستضد. يتم تغليف الجسم المضاد الأول في طبق الاليزا.

وطبقا لوكيبيديا،سمي بالشطيري نسبة إلى الشطيرة (الساندويتش)، وذلك لأن في هذا النوع من الاليزا يتم حضن المستضد المراد الكشف عنه بجسمين مضادين مضافان مخبرياً للعينة.

ثم يضاف محلول العينة إلى الطبق. يتبع الجسم المضاد الثاني هذه الخطوة من أجل قياس تركيز العينة.

ايجابيات الاليزا الشطيرية

  • خصوصية عالية: يتم التقاط وكشف المستضد / التحليل على وجه التحديد
  • مناسب للعينات المعقدة (أو الخام / غير النقية): لا يتطلب المستضد تنقية قبل القياس
  • المرونة والحساسية: يمكن استخدام كل من طرق الكشف المباشرة أو غير المباشرة

فيديو توضيحي لخطوات اجراء تجربة الاليزا باستخدام معامل براكسيلابس

في هذه التجربة، سنقوم بتنفيذ المفاهيم التجريبية والمنهجية المتضمنة في المقايسة الامتصاصية المناعية المرتبطة بالإنزيم (ELISA). أيضا سوف نحدد تركيز المستضد بطريقة الاليزا الشطيرية.

لا تنسى الاشتراك في قناتنا على اليوتيوب PraxiLabs Arabia

تقنية الاليزا التنافسية  Competition ELISA

في هذه الحالة يتنافس المستضد المطلوب قياسه في العينة مع المستضد المسمى  Labeled Antigen للارتباط بالجسم المضاد . و في هذه الحالة تكون العلاقة عكسية بين كميِة المستضد المطلوب قياسه Labeled Antigen.

  الحدث الرئيسي في الاليزا التنافسية (المعروف أيضًا باسم اليزا التثبيت) هو عملية التفاعل التنافسي بين مستضد العينة والمستضد المرتبط بحفر لوحة ال microtiter مع الجسم المضاد الأولي.

مبدأ عمل تقنية الاليزا ELISA

اختبار الامتصاصة المناعية المرتبط بالإنزيم اليزا هو تقنية معملية شائعة تستخدم لقياس تركيز التحاليل (عادةً الأجسام المضادة أو المستضدات) في المحاليل.

ينتج عن خطوات ELISA منتج نهائي ملون يرتبط بكمية التحليلات الموجودة في العينة الأصلية.

عادةً ما يتم إجراء ELISA في صفائح بوليسترين ذات 96 حفرة (أو 384 حفرة) ، والتي ستربط الأجسام المضادة والبروتينات بشكل سلبي. هذا الارتباط وتثبيط الكواشف هو الذي يجعل تقنية الاليزا ELISAs سهلة التصميم والتنفيذ.

 إن وجود متفاعلات الاليزا مثبتة على سطح الصفيحة الدقيقة يجعل من السهل فصل المواد المرتبطة عن المواد غير المقيدة أثناء الفحص. هذه القدرة على التخلص من المواد غير المرتبطة بشكل خاص تجعل من اليزا أداة قوية لقياس تحليلات معينة داخل تحضير خام.

مكونات الاليزا

مكونات الاليزا

  • لوحة (Well )مع 8 شرائط عمودية و 12 افقية لتتضمن 96 حجيرة أو حفرة ( يحدث التفاعل داخلها)
  • مستضد Antigen
  • الأجسام المضادة Antibodies  
  • محاليل مظهرة للون
  •  محاليل لوقف التفاعل

 ومن شروطه يكون الشحن في حزمة باردة و تكون على شكل طبقات . 

شكل اللوحة: تستخدم اللوحات مسطحة مكونة من 96 جدار مصنوعة من البوليسترين او كلوريد البولي فينيل في الغالبية العظمى

خصائص اللوحة: من المهم استخدام لوحات مخصصة للاليزا لانها يتم تصنيعها للحفاظ على الالتصاق و التقليل من آثار الحافة و توفير الظروف البصرّية الامثل لجميع البيانات .

المخازن المؤقتة القياسية لاليزا: تستخدم عدة مخازن مختلفة خلال االليزا , واحدة للطلاء , و واحدة للحجب, وأخرى للغسيل, و أخرى لعينة و تجفيف األجسام المضادة .

إجراء ELISA العام

خطوات اختبار الاليزا

ما لم تكن تستخدم مجموعة مع لوحة مطلية مسبقًا بجسم مضاد، تبدأ الاليزا بخطوة طلاء حيث يتم امتصاص الطبقة الأولى، التي تتكون من مستضد مستهدف أو جسم مضاد، على لوح بوليسترين 96 جيدًا.

يتبع ذلك خطوة حجب يتم فيها تغطية جميع المواقع غير المقيدة بعامل مانع. بعد سلسلة من عمليات الغسيل، يتم تحضين اللوحة بجسم مضاد مترافق بالإنزيم. سلسلة أخرى من الغسل تزيل كل الأجسام المضادة غير المنضمة. ثم يتم إضافة ركيزة لإنتاج إشارة و أخيرًا، تتم قراءة اللوحة.

إيجابيات وسلبيات تقنية الاليزا

الايجابيات :-

  • أقل تكلفة و أكثر أمانا.
  • سهولة التصور من النتائج مع مستو ى عال من الدقة.
  • فحوصاته محددة وحساسة للغاية التي تمكن الكشف عن البروتين.
  • تتم بسهولة لاداء أعداد كبيرة من الاختبارات.
  • تتطلب الحد الادنى في الكواشف (الكشف النوعي، أو القياس الكمي اما مستضد أو الأجسام المضادة)
  • يمكن القيام به من قبل الموظفين مع الحد الانى من التدريب .

السلبيات :-

  • نظرًا لأن الاختبار يستخدم الربط السطحي للفصل ، يتم تكرار عدة عمليات غسل في كل خطوة من خطوات الاليزا لإزالة المواد غير المرتبطة. خلال هذه العملية ، من الضروري إزالة السائل الزائد من أجل منع تخفيف الحلول المضافة في خطوة الفحص التالية. لضمان التوحيد ، غالبًا ما يتم استخدام غسالات الألواح المتخصصة.
  •  يمكن أن تكون الاليزا معقدة للغاية وتتضمن خطوات متداخلة متعددة ، خاصة عند قياس تركيز البروتين في عينات غير متجانسة مثل الدم. الخطوة الأكثر تعقيدًا وتنوعًا في العملية الكلية هي الاكتشاف ، حيث يمكن استخدام طبقات متعددة من الأجسام المضادة لتضخيم الإشارات.

تحليل الاليزا في المختبرات الطبية

تحليل الاليزا في المختبرات الطبية

 

ما هو استخدام اختبار ELISA ؟

غالبًا ما يستخدم هذا الاختبار لمعرفة احتمالية التعرض لفيروسات أو مواد أخرى تسبب العدوى. كما أنها تستخدم لفحص الإصابات الحالية أو السابقة.

كيف يتم إجراء اختبار ELISA؟

 

عن طريق اخذ عينة من الدم، ففي معظم الأحيان يتم سحب الدم من الوريد الموجود داخل الكوع أو الجزء الخلفي من اليد.

يتم إرسال العينة إلى المختبر حيث يتم ربط الجسم المضاد أو المستضد المستهدف بإنزيم معين. إذا كانت المادة المستهدفة موجودة في العينة ، فإن محلول الاختبار يتحول إلى لون مختلف.

اختبار الاليزا هو اختبار سريع وتستخدم هذه التقنية لقياس تركيز مادة جزيئّية مثل الهرمونات سريع والمستضدات البكتيرِّية و الاجسام المضادة تستخدم البروتينات بدلا من الجزيئات الصغيرة و الايونات بدل الكلوكوز والبوتاسيوم . موجودة في السائل الحيوي كالسيرم . هذه المادة الجزيئّية تقاس عن طريق معرفة كمّية الاجسام المضادة Antibody والتي ارتبطت بـالمستضد Antigen

استخدام تقنية الاليزا

استخدام تقنية الاليزا

هناك العديد من الأمثلة على التطبيقات التي تستخدم اختبار ELISA. على سبيل المثال: في المجال الطبي، وصناعة الأغذية، وتطوير اللقاحات، وعلم المناعة، والتشخيص، وعلم السموم، ومراقبة الأدوية، وصناعة الأدوية ، وزرع الأعضاء.

في المجال الطبي

  • تحليل الهرمونات و الفيتامينات.
  •  رصد المخدرات العلاجية.
  • اجراءات التشخيص.
  •  يستخدم في التشخيص الطبي للانسان و الحيوانات.
  • يستخدم لقياس مستوى الاجسام المضادة (في حالات الحساسية و اللقاحات).
  • الكشف عن الفيروسات(التهاب الكبد و أمراض فيروس نقص المناعة البشرية التناسلية).
  • الكشف عن التغيرات الهرمونيِّة (الحمل).
  • الكشف عن علامات التهابات الدورة الدمويِة .

  الصناعات الغذائية

تلعب تقنية الاليزا دورًا رئيسيًا في صناعة المواد الغذائية. إنها المنصة الرئيسية لتحديد مسببات الحساسية الغذائية مثل تلك الموجودة في الحليب والفول السوداني والجوز واللوز والبيض. يمكن أيضًا استخدام الاليزا ELISA لتأكيد صحة المنتجات الغذائية. تساعد هذه التقنية بشكل كبير في تجنب الخسائر الاقتصادية المحتملة الناتجة عن الاستبدال الاحتيالي.

تطوير اللقاحات

تعمل تقنية الاليزا كمرشح رائع لتطوير اللقاح. يمكن اختبار عينة المصل من حيوان محصن أو نموذج بشري للكشف عن وجود أجسام مضادة ضد أنواع معينة من المستضدات ، والتي تم حقنها عمدًا في المضيف.

علم المناعة

المدافع عن الجسم ، الجهاز المناعي ، يمكن أن يعمل في أوضاع خلوية أو خلطية (فطرية أو تكيفية). قياس ومراقبة التغيرات في الاستجابة المناعية هي الأساس لفهم مرض المناعة. أثبتت دراسات مختلفةالاليزا كطريقة قياسية ذهبية سريعة وفعالة من حيث التكلفة لمثل هذه القياسات والرصد.

المناعة الخلطية

أظهرت تقنية الاليزا إمكانيات كبيرة في دراسة الاستجابة الخلطية لجهاز المناعة تجاه فئات مختلفة من العدوى أيضًا. تتضمن استجابة المناعة الخلطية المواد (الأجسام المضادة والمكونات الأخرى) الموجودة في سوائل الجسم. مراقبة وقياس هذه المكونات لها أهمية كبيرة.

التشخيص

في مجال التشخيص ، أثبتت تقنية الاليزا أنها منصة فعالة مطبقة في جميع أنحاء العالم للكشف عن مجموعة متنوعة من أنواع الأمراض لدى البشر والحيوانات. يتوفر عدد من مجموعات الاليزا التجارية المختلفة في السوق للكشف عن فيروس نقص المناعة البشرية والإنفلونزا وحمى الضنك والإيبولا ومرض شاغاس وداء الليشمانيات ومرض لايم وفيروس غرب النيل وغيرها. حتى في أمراض النباتات، تجذب تقنية الاليزا اهتمامًا متزايدًا. كما نجحت التقنية في التغلب على عيوب التحليلات المصلية السابقة التي أجريت في التشخيص النباتي

إختبار الحمل

يمكن التعبير عن عدد من الكيانات الجزيئية المختلفة بما في ذلك هرمون موجهة الغدد التناسلية المشيمائية البشرية (HCG) ، والهرمون الملوتن (LH) ، والهرمون المنبه للجريب (FSH) ، والإستريول (E3) ، والهرمون المنبه للثيروتروبين (TSH) بسبب الحمل.

يمكن لـتقنية الاليزا الكشف عن بعض هذه البروتينات من دم الأم أو لعابها أو بولها في المراحل المبكرة من الحمل. هرمون HCG هو أحد الهرمونات الشائعة التي يمكن الكشف عنها بواسطة الاليزا خلال الشهر الأول بعد الإخصاب.

وجزيء حيوي آخر مرتبط بالحمل هو الإستريول (E3) الذي يمكن اكتشافه باستخدام الاليزا في اللعاب في الأسبوع السادس من الحمل.

كشف السرطان

يوفر الاكتشاف عالي الحساسية للسرطان تشخيصًا مبكرًا ، وهو أمر بالغ الأهمية لبقاء المريض على قيد الحياة. ومع ذلك ، فإن المؤشرات الحيوية للسرطان هي من أكثر الكيانات الجزيئية الحيوية تحديًا باعتبارها تحليلات مستهدفة. لقد وعدت التطورات في تقنية الاليزا بتطبيقها في الكشف عن المؤشرات الحيوية للسرطان.

معمل براكسيلابس الافتراضي لتجربة الاليزا

معمل براكسيلابس الافتراضي لتجربة الاليزا

توفر براكسيلابس محاكاة افتراضية ثلاثية الابعاد لمعمل الاليزا، تتيح لك اجراء التجربة بالكامل بسهولة و وضوح مع توفير فيديوهات تبسيطية لشرح الخطوات، وملفات لتوضيح المادة العلمية النظرية للتجربة، وكذلك اختبار بسيط لتختبر فهمك للتجربة في النهاية.

كما توفر براكسيلابس مجموعة كبيرة من تجارب الببيولوجيا الهامة مثل المعمل الافتراضي لاستخلاص الحمض النووي و المعمل الافتراضي لتسلسل الحمض النووي و معمل تجربة ويسترن بلوت

كل ما عليك فعله هو انشاء حساب مجاني و اختيار الخطة المناسبة لك ؛ليصبح عالم افتراضي من العلوم بين يديك!

 

 

عن نورهان عصام

نورهان عصام

شاهد أيضاً

كل ما تريد معرفته عن تحليل ويسترن بلوت

كل ما تريد معرفته عن تحليل ويسترن بلوت

ويسترن بلوت والتي تعرف أيضا باللطخة المناعي (Immunoblot) هي طريقة اكتشاف بروتين معين في عينة …