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文檔簡(jiǎn)介
一、免疫學(xué)基本原理二、免疫沉淀三、免疫比濁技術(shù)原理免疫比濁檢驗(yàn)技術(shù)原理與進(jìn)展一、免疫學(xué)基本原理免疫比濁檢驗(yàn)技術(shù)原理與進(jìn)展1一、免疫學(xué)基本原理1、抗原與抗體2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)3、免疫學(xué)反應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)一、免疫學(xué)基本原理1、抗原與抗體21、抗原與抗體抗原(Antigen,Ag)是刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答的物質(zhì)。
“應(yīng)”是指抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答產(chǎn)物--抗體或免疫效應(yīng)細(xì)胞“答”是指相應(yīng)抗原與免疫應(yīng)答產(chǎn)物結(jié)合并將其排除體外)抗原的免疫原性和免疫反應(yīng)性完全抗原與半抗原抗原表位與抗原結(jié)合價(jià)位1、抗原與抗體抗原(Antigen,Ag)是刺激機(jī)體產(chǎn)生免31、抗原與抗體1、抗原與抗體41、抗原與抗體免疫原性免疫原性(immunogenecity)是指抗原分子能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答(產(chǎn)生特異性抗體及免疫效應(yīng)細(xì)胞)的性質(zhì)。AgTB致敏T細(xì)胞活化漿細(xì)胞抗體免疫原性示意圖1、抗原與抗體免疫原性免疫原性(immunogene51、抗原與抗體免疫反應(yīng)性:是指抗原分子與免疫應(yīng)答產(chǎn)物(抗體或免疫效應(yīng)細(xì)胞)發(fā)生特異性結(jié)合的性質(zhì)。AgTB致敏T細(xì)胞漿細(xì)胞
抗原性(免疫反應(yīng)性)示意圖抗體1、抗原與抗體免疫反應(yīng)性:是指抗原分子與免疫應(yīng)答產(chǎn)物(抗體或61、抗原與抗體完全抗原(completeantigen)具有免疫原性和抗原性的物質(zhì)。半抗原(hapten,又稱不完全抗原incompleteantigen)無(wú)免疫原性,只有抗原性的物質(zhì)。載體(carrier)賦予半抗原以免疫原性的蛋白質(zhì)。半抗原+蛋白質(zhì)(載體)=完全抗原。1、抗原與抗體完全抗原(completeantigen)7半抗原
+載體抗體BTh完全抗原BBBTh半抗原—載體效應(yīng)示意圖半抗原+蛋白質(zhì)(載體)=完全抗原半抗原+載體抗體BTh完全抗原BBBTh半抗原—載體效應(yīng)示81、抗原與抗體抗原決定簇:抗原分子存在的能TCR/BCR或抗體Fab片段特異性結(jié)合的特殊化學(xué)基團(tuán),是免疫應(yīng)答特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。構(gòu)象決定簇:構(gòu)象決定簇(conformationaldeterminant)由空間構(gòu)象形成的決定簇,序列上不連續(xù)。順序決定簇:順序決定簇(sequencedeterminant),又稱線性決定簇(lineardeterminant),序列相連續(xù)的氨基酸肽片段構(gòu)成的決定簇。抗原結(jié)合價(jià):抗原結(jié)合價(jià)(antigenicvalence)是指能夠與抗體分子結(jié)合的決定簇?cái)?shù)目。1、抗原與抗體抗原決定簇:抗原分子存在的能TCR/BCR或抗91、抗原與抗體1、抗原與抗體101、抗原與抗體抗原表位的性質(zhì)、數(shù)目、位置、空間排列和立體構(gòu)象決定著抗原-抗體反應(yīng)的高度特異性。1、抗原與抗體抗原表位的性質(zhì)、數(shù)目、位置、空間排列和立體構(gòu)象111、抗原與抗體共同表位(commonepitope)指不同抗原之間含有的相同或相似的抗原表位。交叉反應(yīng)(cross-reaction)指抗體或致敏淋巴細(xì)胞對(duì)具有相同或相似表位的不同抗原均具有的反應(yīng)(交叉結(jié)合)。1、抗原與抗體共同表位(commonepitope)指不同121、抗原與抗體抗體(antibody,Ab)功能性概念是由抗原刺激而產(chǎn)生并能與刺激其產(chǎn)生的抗原發(fā)生特異性結(jié)合的、具有免疫功能的球蛋白??贵w主要存在血清中,也存在于如呼吸道粘膜液、小腸粘膜液、唾液以及乳汁等其它體液中。
免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)結(jié)構(gòu)性概念
具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體分子相似的球蛋白。
抗體一定是球蛋白,球蛋白未必是抗體
1、抗原與抗體抗體(antibody,Ab)功能性概念131、抗原與抗體抗體的分子結(jié)構(gòu)1、抗原與抗體抗體的分子結(jié)構(gòu)141、抗原與抗體“Y”型,四肽鏈重鏈
(5種:、
、、、)
輕鏈(2種:、)可變區(qū)
(V區(qū))
超變區(qū)(又稱CDR互補(bǔ)決定區(qū))
骨架區(qū):FR恒定區(qū)(C區(qū))鉸鏈區(qū)1、抗原與抗體“Y”型,四肽鏈15免疫比濁檢驗(yàn)技術(shù)原理與進(jìn)展課件161、抗原與抗體根據(jù)重鏈抗原性的不同,免疫球蛋白可以分為5類:IgG—γ(gamma)IgA—α(alpha)IgM—μ(mu)IgD—δ(delta)IgE—ε(epsilon)1、抗原與抗體根據(jù)重鏈抗原性的不同,免疫球蛋白可以分為5類:17免疫比濁檢驗(yàn)技術(shù)原理與進(jìn)展課件181、抗原與抗體根據(jù)輕鏈C區(qū)抗原性不同,免疫球蛋白可分為2型)
κ(kappa)型λ(lambda)型輕鏈存在于各類免疫球蛋白中同一個(gè)免疫球蛋白分子中的輕鏈同型1、抗原與抗體根據(jù)輕鏈C區(qū)抗原性不同,免疫球蛋白可分為2型)191、抗原與抗體抗體的生物學(xué)功能——特異性結(jié)合抗原超變區(qū)-表位靜電力、氫鍵、范德華力可逆影響因素:PH、溫度、電解質(zhì)
結(jié)合基礎(chǔ)1、抗原與抗體抗體的生物學(xué)功能——特異性結(jié)合抗原結(jié)合基礎(chǔ)202、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)抗原抗體反應(yīng)的原理抗原與抗體能夠特異性結(jié)合是基于兩種分子間的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)性與親和性,這兩種特性是由抗原與抗體分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定的??乖贵w反應(yīng)可分為兩個(gè)階段。第一為抗原與抗體發(fā)生特異性結(jié)合的階段,此階段反應(yīng)快,僅需幾秒至幾分鐘,但不出現(xiàn)可見(jiàn)反應(yīng)。第二為可見(jiàn)反應(yīng)階段,抗原抗體復(fù)合物在環(huán)境因素(如電解質(zhì)、pH、溫度、補(bǔ)體)的影響下,進(jìn)一步交聯(lián)和聚集,表現(xiàn)為凝集、沉淀、溶解、補(bǔ)體結(jié)合介導(dǎo)的生物現(xiàn)象等肉眼可見(jiàn)的反應(yīng)??乖贵w的結(jié)合使電荷減少或消失,蛋白質(zhì)由親水膠體轉(zhuǎn)化為疏水膠體。四種分子間引力(電荷引力、范登華引力、氫鍵結(jié)合力和疏水作用)參與并促進(jìn)抗原抗體間的特異性結(jié)合。2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)抗原抗體反應(yīng)的原理212、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)典型的抗原抗體結(jié)合反應(yīng)特異性識(shí)別形成抗原抗體復(fù)合物2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)典型的抗原抗體結(jié)合反應(yīng)特異性222、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)抗原抗體反應(yīng)的特點(diǎn)特異性按比例可逆性2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)抗原抗體反應(yīng)的特點(diǎn)特異性232、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)242、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)影響抗原抗體反應(yīng)的因素電解質(zhì)(離子強(qiáng)度):抗原與抗體發(fā)生特異性結(jié)合后,雖由親水膠體變?yōu)槭杷z體,若溶液中無(wú)電解質(zhì)參加,仍不出現(xiàn)可見(jiàn)反應(yīng)。為了促使沉淀物或凝集物的形成,常用0.85%氯化鈉或各種緩沖液作為抗原及抗體的稀釋液。由于氯化鈉在水溶液中解離成Na+和C1-,可分別中和膠體粒子上的電荷,使膠體粒子的電勢(shì)下降。當(dāng)電勢(shì)降至臨界電勢(shì)(12~15mV)以下時(shí),則能促使抗原抗體復(fù)合物從溶液中析出,形成可見(jiàn)的沉淀物或凝集物。酸堿度(pH):抗原抗體反應(yīng)必須在合適的pH環(huán)境中進(jìn)行。蛋白質(zhì)具有兩性電離性質(zhì),因此每種蛋白質(zhì)都有固定的等電點(diǎn)??乖贵w反應(yīng)一般在pH為6~8進(jìn)行。PH過(guò)高或過(guò)低都將影響抗原與抗體的理化性質(zhì),例如pH達(dá)到或接近抗原的等電點(diǎn)時(shí),即使無(wú)相應(yīng)抗體存在,也會(huì)引起顆粒性抗原非特異性的凝集,造成假陽(yáng)性反應(yīng)。溫度:在一定范圍內(nèi),溫度升高可加速分子運(yùn)動(dòng),抗原與抗體碰撞機(jī)會(huì)增多,使反應(yīng)加速。但若溫度高于56℃時(shí),可導(dǎo)致已結(jié)合的抗原抗體再解離,甚至變性或破壞;在40℃時(shí),結(jié)合速度慢,但結(jié)合牢固,更易于觀察。常用的抗原抗體反應(yīng)溫度為37℃。每種試驗(yàn)都有其獨(dú)特的最適反應(yīng)溫度,例如冷凝集素在4左右與紅細(xì)胞結(jié)合最好,20℃以上反而解離。其它:適當(dāng)振蕩也可促進(jìn)抗原抗體分子的接觸,加速反應(yīng)。2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)影響抗原抗體反應(yīng)的因素253、免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)凝集與沉淀比濁電位、微天平放射性核素標(biāo)記酶標(biāo)記、熒光標(biāo)記和膠體金標(biāo)記化學(xué)發(fā)光物標(biāo)記或偶聯(lián)化學(xué)發(fā)光反應(yīng)
非標(biāo)記免疫檢測(cè)技術(shù)標(biāo)記免疫檢測(cè)技術(shù)3、免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)凝集與沉淀放射性核素標(biāo)記非標(biāo)記免疫檢測(cè)技術(shù)26二、免疫沉淀凝集:細(xì)菌、螺旋體和紅細(xì)胞等顆??乖?,在適當(dāng)電解質(zhì)參與下可直接與相應(yīng)抗體結(jié)合出現(xiàn)凝集,稱為凝集反應(yīng)(agglutination)是最經(jīng)典的免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)。
二、免疫沉淀凝集:細(xì)菌、螺旋體和紅細(xì)胞等顆??乖?,在適當(dāng)電解27二、免疫沉淀免疫沉淀反應(yīng):(precipitation)
可溶性抗原與相應(yīng)抗體,在適宜條件下發(fā)生結(jié)合,出現(xiàn)的沉淀現(xiàn)象。免疫沉淀液體內(nèi)沉淀反應(yīng)凝膠內(nèi)沉淀反應(yīng)免疫電泳技術(shù)免疫濁度技術(shù)絮狀沉淀試驗(yàn)環(huán)狀沉淀試驗(yàn)單向擴(kuò)散試驗(yàn)雙向擴(kuò)散試驗(yàn)試管法平板法免疫電泳對(duì)流免疫電泳火箭免疫電泳免疫固定電泳透射免疫比濁t(yī)urbidimetermeasure散射免疫比濁nephelomitermeasure二、免疫沉淀免疫沉淀反應(yīng):(precipitation)
281:21:41:81:161:321:641:128各管抗原倍比稀釋加入抗血清各管抗體量不變振搖混勻、37℃孵育沉淀量不同試管內(nèi)絮狀沉淀試驗(yàn)輕搖絮狀沉示意圖淀AgAbAg1:21:41:81:161:321:641:128各管抗原29AbAg凝膠內(nèi)沉淀——試管法單向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)AbAg凝膠內(nèi)沉淀——試管法單向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)30凝膠內(nèi)沉淀試驗(yàn)——平板法標(biāo)準(zhǔn)品抗原濃度測(cè)定不同病人抗原濃度測(cè)定原理
將一定量的抗體混入瓊脂凝膠中,使待測(cè)抗原在凝膠中自由擴(kuò)散,與相應(yīng)抗體結(jié)合形成沉淀環(huán),沉淀環(huán)大小與抗原濃度呈正相關(guān)。凝膠內(nèi)沉淀試驗(yàn)——平板法標(biāo)準(zhǔn)品抗原濃度測(cè)定不同病人抗原濃度測(cè)31
凝膠內(nèi)沉淀——雙向瓊脂擴(kuò)散原理示意圖AbAg模擬圖染色瓊脂圖1.抗原抗體雙向自由擴(kuò)散2.24小時(shí)出結(jié)果3.呈現(xiàn)沉淀線或弧凝膠內(nèi)沉淀——雙向瓊脂擴(kuò)散原理示意圖AbAg模擬圖染色瓊脂32三、免疫比濁技術(shù)原理
當(dāng)可溶性抗原與相應(yīng)抗體特異結(jié)合,二者比例合適時(shí),在特殊的緩沖液中它們快速形成一定大小的抗原抗體復(fù)合物,使反應(yīng)液體出現(xiàn)濁度。利用現(xiàn)代光學(xué)測(cè)量?jī)x器對(duì)濁度進(jìn)行測(cè)定從而檢測(cè)抗原含量。檢測(cè)器光源透鏡濾光片平光線散射透射光三、免疫比濁技術(shù)原理當(dāng)可溶性抗原與相應(yīng)抗體特異結(jié)合,33λ光波比濁測(cè)定法原理示意圖d當(dāng)復(fù)合物大于入射光波的1/20時(shí),形成不對(duì)稱前向散射,在90o以前的角度測(cè)量散射光皆取得最佳效果,散射光的量代表復(fù)合物的量當(dāng)復(fù)合物小于入射波長(zhǎng)時(shí)呈全透射,透射與散射相當(dāng)λ光波比濁測(cè)定法原理示意圖d當(dāng)復(fù)合物大于入射光波的1/20時(shí)34三、免疫比濁技術(shù)原理免疫比濁技術(shù)分類:按光路透射免疫比濁散射免疫比濁按測(cè)定時(shí)間終點(diǎn)比濁速率比濁按增敏劑無(wú)增敏PEG增敏膠乳增敏三、免疫比濁技術(shù)原理免疫比濁技術(shù)分類:按光路透射免疫比濁按測(cè)35透射比濁法和散射比濁法光路檢測(cè)器A檢測(cè)器BIC
I0
Iθ
Iθ
透射比濁法
散射比濁法透射免疫比濁法是在180°角,即在直射角度上測(cè)定光透射強(qiáng)度。散射比濁法在光路的5°~96°角的方向上測(cè)量散射光強(qiáng)度。透射比濁法和散射比濁法光路檢測(cè)器A檢測(cè)器BICI0Iθ36單色器透射比濁計(jì)散射比濁計(jì)散射比濁和透射比濁的區(qū)別示意圖θ透射光散射光散射光單色器透散射散射比濁和透射比濁的區(qū)別示意圖θ透射光散射光37透射免疫比濁法
(transmissionturbidimetry原理抗原與抗體在一定緩沖液中形成IC,當(dāng)光線透過(guò)反應(yīng)溶液時(shí),由于溶液內(nèi)IC粒子對(duì)光線的反射和吸收,引起透射光減少,IC越多透射光越少,可用吸光度表示。透射免疫比濁法
(transmissiont38透射免疫比濁法溶液中形成的復(fù)合物分子應(yīng)足夠大(35-100nm)溶液中形成的復(fù)合物分子要足夠多控制抗原抗體反應(yīng)的溫度和時(shí)間加增敏劑,提高復(fù)合物形成速度,縮短檢測(cè)時(shí)間應(yīng)選擇親和力好、效價(jià)高的抗體,保證抗體過(guò)量將標(biāo)準(zhǔn)品稀釋至少5個(gè)濃度測(cè)定,以吸光度值(A)為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo),在半對(duì)數(shù)紙上繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線反應(yīng)要求透射免疫比濁法溶液中形成的復(fù)合物分子應(yīng)足夠大(35-100n39透射免疫比濁法靈敏度較低。要求抗原-抗體復(fù)合物分子應(yīng)足夠大、足夠多,分子太小則入射光直接通過(guò)。加增敏劑。直線光路,靈敏度有先天缺陷。設(shè)計(jì)散射比濁。透射比濁是依據(jù)透射光減弱的原理來(lái)定量的,因此只能測(cè)定抗原-抗體反應(yīng)的第二階段,檢測(cè)仍需抗原-抗體溫育反應(yīng)時(shí)間,檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)。缺陷透射免疫比濁法靈敏度較低。要求抗原-抗體復(fù)合物分子應(yīng)足夠大、40散射免疫比濁法
抗原抗體復(fù)合物對(duì)一定波長(zhǎng)的光產(chǎn)生折射、偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度及散射光強(qiáng)度與復(fù)合物粒子的大小和量有關(guān)原理單色器散射比濁計(jì)θ散射光散射免疫比濁法抗原抗體復(fù)合物對(duì)一定波長(zhǎng)的41散射免疫比濁法定時(shí)散射比濁分析基本原理:免疫沉淀反應(yīng)和散射比濁分析結(jié)合之技術(shù),反應(yīng)分兩個(gè)階段,預(yù)反應(yīng)階段和反應(yīng)階段保證抗原不過(guò)量的方法:確保反應(yīng)體系抗體過(guò)量對(duì)抗原過(guò)量進(jìn)行閾值限定時(shí)間檢測(cè)分兩個(gè)在預(yù)反應(yīng)時(shí)段,加小量樣本與抗原/抗體反應(yīng),測(cè)定第一次散射光信號(hào)值加全量樣本,約反應(yīng)2分鐘后,第二次測(cè)定散射光信號(hào)信號(hào)峰值計(jì)算機(jī)處理轉(zhuǎn)換為樣品濃度散射免疫比濁法定時(shí)散射比濁分析基本原理:保證抗原不過(guò)量的方法42預(yù)反應(yīng)階段5ul樣本抗原過(guò)剩區(qū)閾值信號(hào)反應(yīng)階段45ul樣本7.5秒2分鐘定時(shí)散射比濁反應(yīng)曲線圖抗原不過(guò)量抗原過(guò)量預(yù)反應(yīng)階段抗原過(guò)剩區(qū)閾值信號(hào)反應(yīng)階段7.5秒243散射免疫比濁法速率散射比濁分析基本原理:抗原抗體結(jié)合反應(yīng)的一種動(dòng)態(tài)測(cè)定法,適時(shí)檢測(cè)抗原抗體復(fù)合物形成的散射光信號(hào)。是測(cè)定抗原抗體結(jié)合反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
—所謂速率,是在單位時(shí)間內(nèi)抗原抗體結(jié)合形成復(fù)合物的速度。將各單位時(shí)間內(nèi)形成復(fù)合物的速率及測(cè)定的散射信號(hào)連接在一起,即是動(dòng)態(tài)的速率比濁分析。—當(dāng)儀器測(cè)定到某一時(shí)間內(nèi)形成速率下降時(shí),即出現(xiàn)速率峰,該峰值的高低,即代表所測(cè)抗原的量?!俾史逯狄话阍?5秒時(shí)出現(xiàn)?!诜磻?yīng)介質(zhì)中加入一定量的促凝劑,可加速抗原抗體復(fù)合物的形成,以減少反應(yīng)時(shí)間?!俾史ǖ膬?yōu)點(diǎn):是快速、不需要減去樣本和試劑本底讀數(shù),校正結(jié)果也較穩(wěn)定。散射免疫比濁法速率散射比濁分析基本原理:44抗原濃度遞增散射光峰值峰值信號(hào)與抗原抗體反應(yīng)之間的關(guān)系圖ABCDFGHI抗原濃度遞增散射光峰值峰值信號(hào)與抗原抗體反應(yīng)之間的關(guān)系圖AB45反應(yīng)時(shí)間(秒)06085散射率抗體過(guò)量抗原過(guò)量第二峰值信號(hào)反應(yīng)時(shí)間(秒)06085散射率抗體過(guò)量抗原過(guò)量第二峰值信號(hào)46粒子增強(qiáng)免疫比濁分析技術(shù)基本原理
選擇一種大小適中,均勻一致的膠乳顆粒吸附或交聯(lián)抗體后,當(dāng)遇到相應(yīng)抗原時(shí),則發(fā)生聚集,單個(gè)膠乳顆粒在入射光波長(zhǎng)之內(nèi),光線可透過(guò)。當(dāng)兩個(gè)膠乳顆粒凝聚時(shí),則使透射光減少,這種減少的程度與膠乳凝集成正比,當(dāng)然也與抗原量成正比。
特點(diǎn):變非均相反應(yīng)為均相反應(yīng),靈敏度提高(≥0.1ng/mL);聚乙烯、聚苯乙烯等高分子膠乳顆粒,直徑100~200nM;以物理吸附(多抗)或化學(xué)交聯(lián)(單抗)方式與抗體連接;
基于單抗膠乳免疫散射速率比濁技術(shù)的定量分析是發(fā)展方向。粒子增強(qiáng)免疫比濁分析技術(shù)基本原理特點(diǎn):變非均相反應(yīng)為均相反應(yīng)47λ光波dd<λ<2d當(dāng)粒子直徑小于入射波長(zhǎng)時(shí)呈全透射,透射與散射相當(dāng)當(dāng)粒子直徑大于入射光波的1/20時(shí),形成不對(duì)稱前向散射,在90o以前的角度測(cè)量散射光皆取得最佳效果,散射光的量代表復(fù)合物的量λ光波dd<λ<2d當(dāng)粒子直徑小于入射波長(zhǎng)時(shí)呈全透射,當(dāng)粒48特定蛋白分析儀簡(jiǎn)介以免疫比濁法原理設(shè)計(jì)的特定蛋白分析儀有1970年ImmunoPreciptin)、1977年BEHRING公司開(kāi)發(fā)的BL((BehringLaserNephelometer))、而后該公司又先后于1985年研制出BN(BehringNephelometerAnalysers)、1987年研制出TTS(TurbiTimeSystem)和1988年開(kāi)發(fā)出BN-100(BehringNephelometer100)),美國(guó)BECKMAN公司也在80年代推出ARRAY360和ARRAY360E兩種型號(hào)的特定蛋白分析儀,德國(guó)寶靈曼公司也同時(shí)推出KeySys特定蛋白分析儀,最近2000年DADEBEHRING公司又將BN-100升級(jí)為BNProspec。特定蛋白分析儀簡(jiǎn)介以免疫比濁法原理設(shè)計(jì)的特定蛋白分析儀有1949特定蛋白分析儀簡(jiǎn)介當(dāng)抗原(待測(cè)物質(zhì))含量過(guò)高時(shí),可能出現(xiàn)前帶現(xiàn)象,也就是鉤狀效應(yīng)。此時(shí),由于抗原、抗體比例不符合免疫反應(yīng)的最適比例,而不發(fā)生反應(yīng),不能形成免疫復(fù)合物,造成反應(yīng)結(jié)果的假陰性。容易受待測(cè)標(biāo)本,如血漿本身濁度的影響。當(dāng)有明顯脂肪血、黃疸或溶血時(shí),本身就有一定的濁度,尤其在待測(cè)物質(zhì)含量較低的情況下可造成假陽(yáng)性。偽濁度的干擾。產(chǎn)生偽濁度的原因主要有(1)抗體(試劑)的質(zhì)量,如試劑中含有非特異性的交叉反應(yīng)性抗體、試劑被污染或變質(zhì)。(2)試劑中填加的增濁劑濃度過(guò)高。(3)反應(yīng)時(shí)間掌握不當(dāng),如速率法反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),終點(diǎn)法時(shí)出現(xiàn)絮狀沉淀。(4)樣品處理不當(dāng),如發(fā)生溶血。(5)比色杯質(zhì)量不合格或長(zhǎng)久使用清潔度下降。傳統(tǒng)特定蛋白分析儀存在的問(wèn)題特定蛋白分析儀簡(jiǎn)介當(dāng)抗原(待測(cè)物質(zhì))含量過(guò)高時(shí),可能出現(xiàn)前帶50特定蛋白分析儀簡(jiǎn)介速率信號(hào)的獲取性能抗原過(guò)剩的監(jiān)測(cè)性能膠乳粒子增強(qiáng)技術(shù)技術(shù)改進(jìn)閾值預(yù)反應(yīng)階段5ul樣本抗原過(guò)剩區(qū)閾值2分鐘抗原不過(guò)量抗原過(guò)量反應(yīng)階段45ul樣本特定蛋白分析儀簡(jiǎn)介速率信號(hào)的獲取性能技術(shù)改進(jìn)閾值預(yù)反應(yīng)階段51小結(jié)免疫比濁分析技術(shù)是傳統(tǒng)免疫沉淀技術(shù)與比濁分析技術(shù)的結(jié)合免疫比濁分析技術(shù)主要有透射免疫比濁分析和散射免疫比濁分析兩種速率測(cè)定和膠乳粒子增敏是免疫比濁分析的發(fā)展方向全自動(dòng)生化分析儀和特定蛋白分析儀是免疫比濁分析的兩個(gè)重要應(yīng)用載體,均可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化分析小結(jié)免疫比濁分析技術(shù)是傳統(tǒng)免疫沉淀技術(shù)與比濁分析技術(shù)的結(jié)合52精品課件!精品課件!53精品課件!精品課件!54謝謝!END謝謝!END55一、免疫學(xué)基本原理二、免疫沉淀三、免疫比濁技術(shù)原理免疫比濁檢驗(yàn)技術(shù)原理與進(jìn)展一、免疫學(xué)基本原理免疫比濁檢驗(yàn)技術(shù)原理與進(jìn)展56一、免疫學(xué)基本原理1、抗原與抗體2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)3、免疫學(xué)反應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)一、免疫學(xué)基本原理1、抗原與抗體571、抗原與抗體抗原(Antigen,Ag)是刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答的物質(zhì)。
“應(yīng)”是指抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答產(chǎn)物--抗體或免疫效應(yīng)細(xì)胞“答”是指相應(yīng)抗原與免疫應(yīng)答產(chǎn)物結(jié)合并將其排除體外)抗原的免疫原性和免疫反應(yīng)性完全抗原與半抗原抗原表位與抗原結(jié)合價(jià)位1、抗原與抗體抗原(Antigen,Ag)是刺激機(jī)體產(chǎn)生免581、抗原與抗體1、抗原與抗體591、抗原與抗體免疫原性免疫原性(immunogenecity)是指抗原分子能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答(產(chǎn)生特異性抗體及免疫效應(yīng)細(xì)胞)的性質(zhì)。AgTB致敏T細(xì)胞活化漿細(xì)胞抗體免疫原性示意圖1、抗原與抗體免疫原性免疫原性(immunogene601、抗原與抗體免疫反應(yīng)性:是指抗原分子與免疫應(yīng)答產(chǎn)物(抗體或免疫效應(yīng)細(xì)胞)發(fā)生特異性結(jié)合的性質(zhì)。AgTB致敏T細(xì)胞漿細(xì)胞
抗原性(免疫反應(yīng)性)示意圖抗體1、抗原與抗體免疫反應(yīng)性:是指抗原分子與免疫應(yīng)答產(chǎn)物(抗體或611、抗原與抗體完全抗原(completeantigen)具有免疫原性和抗原性的物質(zhì)。半抗原(hapten,又稱不完全抗原incompleteantigen)無(wú)免疫原性,只有抗原性的物質(zhì)。載體(carrier)賦予半抗原以免疫原性的蛋白質(zhì)。半抗原+蛋白質(zhì)(載體)=完全抗原。1、抗原與抗體完全抗原(completeantigen)62半抗原
+載體抗體BTh完全抗原BBBTh半抗原—載體效應(yīng)示意圖半抗原+蛋白質(zhì)(載體)=完全抗原半抗原+載體抗體BTh完全抗原BBBTh半抗原—載體效應(yīng)示631、抗原與抗體抗原決定簇:抗原分子存在的能TCR/BCR或抗體Fab片段特異性結(jié)合的特殊化學(xué)基團(tuán),是免疫應(yīng)答特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。構(gòu)象決定簇:構(gòu)象決定簇(conformationaldeterminant)由空間構(gòu)象形成的決定簇,序列上不連續(xù)。順序決定簇:順序決定簇(sequencedeterminant),又稱線性決定簇(lineardeterminant),序列相連續(xù)的氨基酸肽片段構(gòu)成的決定簇。抗原結(jié)合價(jià):抗原結(jié)合價(jià)(antigenicvalence)是指能夠與抗體分子結(jié)合的決定簇?cái)?shù)目。1、抗原與抗體抗原決定簇:抗原分子存在的能TCR/BCR或抗641、抗原與抗體1、抗原與抗體651、抗原與抗體抗原表位的性質(zhì)、數(shù)目、位置、空間排列和立體構(gòu)象決定著抗原-抗體反應(yīng)的高度特異性。1、抗原與抗體抗原表位的性質(zhì)、數(shù)目、位置、空間排列和立體構(gòu)象661、抗原與抗體共同表位(commonepitope)指不同抗原之間含有的相同或相似的抗原表位。交叉反應(yīng)(cross-reaction)指抗體或致敏淋巴細(xì)胞對(duì)具有相同或相似表位的不同抗原均具有的反應(yīng)(交叉結(jié)合)。1、抗原與抗體共同表位(commonepitope)指不同671、抗原與抗體抗體(antibody,Ab)功能性概念是由抗原刺激而產(chǎn)生并能與刺激其產(chǎn)生的抗原發(fā)生特異性結(jié)合的、具有免疫功能的球蛋白??贵w主要存在血清中,也存在于如呼吸道粘膜液、小腸粘膜液、唾液以及乳汁等其它體液中。
免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)結(jié)構(gòu)性概念
具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體分子相似的球蛋白。
抗體一定是球蛋白,球蛋白未必是抗體
1、抗原與抗體抗體(antibody,Ab)功能性概念681、抗原與抗體抗體的分子結(jié)構(gòu)1、抗原與抗體抗體的分子結(jié)構(gòu)691、抗原與抗體“Y”型,四肽鏈重鏈
(5種:、
、、、)
輕鏈(2種:、)可變區(qū)
(V區(qū))
超變區(qū)(又稱CDR互補(bǔ)決定區(qū))
骨架區(qū):FR恒定區(qū)(C區(qū))鉸鏈區(qū)1、抗原與抗體“Y”型,四肽鏈70免疫比濁檢驗(yàn)技術(shù)原理與進(jìn)展課件711、抗原與抗體根據(jù)重鏈抗原性的不同,免疫球蛋白可以分為5類:IgG—γ(gamma)IgA—α(alpha)IgM—μ(mu)IgD—δ(delta)IgE—ε(epsilon)1、抗原與抗體根據(jù)重鏈抗原性的不同,免疫球蛋白可以分為5類:72免疫比濁檢驗(yàn)技術(shù)原理與進(jìn)展課件731、抗原與抗體根據(jù)輕鏈C區(qū)抗原性不同,免疫球蛋白可分為2型)
κ(kappa)型λ(lambda)型輕鏈存在于各類免疫球蛋白中同一個(gè)免疫球蛋白分子中的輕鏈同型1、抗原與抗體根據(jù)輕鏈C區(qū)抗原性不同,免疫球蛋白可分為2型)741、抗原與抗體抗體的生物學(xué)功能——特異性結(jié)合抗原超變區(qū)-表位靜電力、氫鍵、范德華力可逆影響因素:PH、溫度、電解質(zhì)
結(jié)合基礎(chǔ)1、抗原與抗體抗體的生物學(xué)功能——特異性結(jié)合抗原結(jié)合基礎(chǔ)752、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)抗原抗體反應(yīng)的原理抗原與抗體能夠特異性結(jié)合是基于兩種分子間的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)性與親和性,這兩種特性是由抗原與抗體分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定的??乖贵w反應(yīng)可分為兩個(gè)階段。第一為抗原與抗體發(fā)生特異性結(jié)合的階段,此階段反應(yīng)快,僅需幾秒至幾分鐘,但不出現(xiàn)可見(jiàn)反應(yīng)。第二為可見(jiàn)反應(yīng)階段,抗原抗體復(fù)合物在環(huán)境因素(如電解質(zhì)、pH、溫度、補(bǔ)體)的影響下,進(jìn)一步交聯(lián)和聚集,表現(xiàn)為凝集、沉淀、溶解、補(bǔ)體結(jié)合介導(dǎo)的生物現(xiàn)象等肉眼可見(jiàn)的反應(yīng)??乖贵w的結(jié)合使電荷減少或消失,蛋白質(zhì)由親水膠體轉(zhuǎn)化為疏水膠體。四種分子間引力(電荷引力、范登華引力、氫鍵結(jié)合力和疏水作用)參與并促進(jìn)抗原抗體間的特異性結(jié)合。2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)抗原抗體反應(yīng)的原理762、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)典型的抗原抗體結(jié)合反應(yīng)特異性識(shí)別形成抗原抗體復(fù)合物2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)典型的抗原抗體結(jié)合反應(yīng)特異性772、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)抗原抗體反應(yīng)的特點(diǎn)特異性按比例可逆性2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)抗原抗體反應(yīng)的特點(diǎn)特異性782、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)792、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)影響抗原抗體反應(yīng)的因素電解質(zhì)(離子強(qiáng)度):抗原與抗體發(fā)生特異性結(jié)合后,雖由親水膠體變?yōu)槭杷z體,若溶液中無(wú)電解質(zhì)參加,仍不出現(xiàn)可見(jiàn)反應(yīng)。為了促使沉淀物或凝集物的形成,常用0.85%氯化鈉或各種緩沖液作為抗原及抗體的稀釋液。由于氯化鈉在水溶液中解離成Na+和C1-,可分別中和膠體粒子上的電荷,使膠體粒子的電勢(shì)下降。當(dāng)電勢(shì)降至臨界電勢(shì)(12~15mV)以下時(shí),則能促使抗原抗體復(fù)合物從溶液中析出,形成可見(jiàn)的沉淀物或凝集物。酸堿度(pH):抗原抗體反應(yīng)必須在合適的pH環(huán)境中進(jìn)行。蛋白質(zhì)具有兩性電離性質(zhì),因此每種蛋白質(zhì)都有固定的等電點(diǎn)。抗原抗體反應(yīng)一般在pH為6~8進(jìn)行。PH過(guò)高或過(guò)低都將影響抗原與抗體的理化性質(zhì),例如pH達(dá)到或接近抗原的等電點(diǎn)時(shí),即使無(wú)相應(yīng)抗體存在,也會(huì)引起顆粒性抗原非特異性的凝集,造成假陽(yáng)性反應(yīng)。溫度:在一定范圍內(nèi),溫度升高可加速分子運(yùn)動(dòng),抗原與抗體碰撞機(jī)會(huì)增多,使反應(yīng)加速。但若溫度高于56℃時(shí),可導(dǎo)致已結(jié)合的抗原抗體再解離,甚至變性或破壞;在40℃時(shí),結(jié)合速度慢,但結(jié)合牢固,更易于觀察。常用的抗原抗體反應(yīng)溫度為37℃。每種試驗(yàn)都有其獨(dú)特的最適反應(yīng)溫度,例如冷凝集素在4左右與紅細(xì)胞結(jié)合最好,20℃以上反而解離。其它:適當(dāng)振蕩也可促進(jìn)抗原抗體分子的接觸,加速反應(yīng)。2、抗原抗體的結(jié)合——免疫學(xué)反應(yīng)影響抗原抗體反應(yīng)的因素803、免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)凝集與沉淀比濁電位、微天平放射性核素標(biāo)記酶標(biāo)記、熒光標(biāo)記和膠體金標(biāo)記化學(xué)發(fā)光物標(biāo)記或偶聯(lián)化學(xué)發(fā)光反應(yīng)
非標(biāo)記免疫檢測(cè)技術(shù)標(biāo)記免疫檢測(cè)技術(shù)3、免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)凝集與沉淀放射性核素標(biāo)記非標(biāo)記免疫檢測(cè)技術(shù)81二、免疫沉淀凝集:細(xì)菌、螺旋體和紅細(xì)胞等顆粒抗原,在適當(dāng)電解質(zhì)參與下可直接與相應(yīng)抗體結(jié)合出現(xiàn)凝集,稱為凝集反應(yīng)(agglutination)是最經(jīng)典的免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)。
二、免疫沉淀凝集:細(xì)菌、螺旋體和紅細(xì)胞等顆??乖谶m當(dāng)電解82二、免疫沉淀免疫沉淀反應(yīng):(precipitation)
可溶性抗原與相應(yīng)抗體,在適宜條件下發(fā)生結(jié)合,出現(xiàn)的沉淀現(xiàn)象。免疫沉淀液體內(nèi)沉淀反應(yīng)凝膠內(nèi)沉淀反應(yīng)免疫電泳技術(shù)免疫濁度技術(shù)絮狀沉淀試驗(yàn)環(huán)狀沉淀試驗(yàn)單向擴(kuò)散試驗(yàn)雙向擴(kuò)散試驗(yàn)試管法平板法免疫電泳對(duì)流免疫電泳火箭免疫電泳免疫固定電泳透射免疫比濁t(yī)urbidimetermeasure散射免疫比濁nephelomitermeasure二、免疫沉淀免疫沉淀反應(yīng):(precipitation)
831:21:41:81:161:321:641:128各管抗原倍比稀釋加入抗血清各管抗體量不變振搖混勻、37℃孵育沉淀量不同試管內(nèi)絮狀沉淀試驗(yàn)輕搖絮狀沉示意圖淀AgAbAg1:21:41:81:161:321:641:128各管抗原84AbAg凝膠內(nèi)沉淀——試管法單向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)AbAg凝膠內(nèi)沉淀——試管法單向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)85凝膠內(nèi)沉淀試驗(yàn)——平板法標(biāo)準(zhǔn)品抗原濃度測(cè)定不同病人抗原濃度測(cè)定原理
將一定量的抗體混入瓊脂凝膠中,使待測(cè)抗原在凝膠中自由擴(kuò)散,與相應(yīng)抗體結(jié)合形成沉淀環(huán),沉淀環(huán)大小與抗原濃度呈正相關(guān)。凝膠內(nèi)沉淀試驗(yàn)——平板法標(biāo)準(zhǔn)品抗原濃度測(cè)定不同病人抗原濃度測(cè)86
凝膠內(nèi)沉淀——雙向瓊脂擴(kuò)散原理示意圖AbAg模擬圖染色瓊脂圖1.抗原抗體雙向自由擴(kuò)散2.24小時(shí)出結(jié)果3.呈現(xiàn)沉淀線或弧凝膠內(nèi)沉淀——雙向瓊脂擴(kuò)散原理示意圖AbAg模擬圖染色瓊脂87三、免疫比濁技術(shù)原理
當(dāng)可溶性抗原與相應(yīng)抗體特異結(jié)合,二者比例合適時(shí),在特殊的緩沖液中它們快速形成一定大小的抗原抗體復(fù)合物,使反應(yīng)液體出現(xiàn)濁度。利用現(xiàn)代光學(xué)測(cè)量?jī)x器對(duì)濁度進(jìn)行測(cè)定從而檢測(cè)抗原含量。檢測(cè)器光源透鏡濾光片平光線散射透射光三、免疫比濁技術(shù)原理當(dāng)可溶性抗原與相應(yīng)抗體特異結(jié)合,88λ光波比濁測(cè)定法原理示意圖d當(dāng)復(fù)合物大于入射光波的1/20時(shí),形成不對(duì)稱前向散射,在90o以前的角度測(cè)量散射光皆取得最佳效果,散射光的量代表復(fù)合物的量當(dāng)復(fù)合物小于入射波長(zhǎng)時(shí)呈全透射,透射與散射相當(dāng)λ光波比濁測(cè)定法原理示意圖d當(dāng)復(fù)合物大于入射光波的1/20時(shí)89三、免疫比濁技術(shù)原理免疫比濁技術(shù)分類:按光路透射免疫比濁散射免疫比濁按測(cè)定時(shí)間終點(diǎn)比濁速率比濁按增敏劑無(wú)增敏PEG增敏膠乳增敏三、免疫比濁技術(shù)原理免疫比濁技術(shù)分類:按光路透射免疫比濁按測(cè)90透射比濁法和散射比濁法光路檢測(cè)器A檢測(cè)器BIC
I0
Iθ
Iθ
透射比濁法
散射比濁法透射免疫比濁法是在180°角,即在直射角度上測(cè)定光透射強(qiáng)度。散射比濁法在光路的5°~96°角的方向上測(cè)量散射光強(qiáng)度。透射比濁法和散射比濁法光路檢測(cè)器A檢測(cè)器BICI0Iθ91單色器透射比濁計(jì)散射比濁計(jì)散射比濁和透射比濁的區(qū)別示意圖θ透射光散射光散射光單色器透散射散射比濁和透射比濁的區(qū)別示意圖θ透射光散射光92透射免疫比濁法
(transmissionturbidimetry原理抗原與抗體在一定緩沖液中形成IC,當(dāng)光線透過(guò)反應(yīng)溶液時(shí),由于溶液內(nèi)IC粒子對(duì)光線的反射和吸收,引起透射光減少,IC越多透射光越少,可用吸光度表示。透射免疫比濁法
(transmissiont93透射免疫比濁法溶液中形成的復(fù)合物分子應(yīng)足夠大(35-100nm)溶液中形成的復(fù)合物分子要足夠多控制抗原抗體反應(yīng)的溫度和時(shí)間加增敏劑,提高復(fù)合物形成速度,縮短檢測(cè)時(shí)間應(yīng)選擇親和力好、效價(jià)高的抗體,保證抗體過(guò)量將標(biāo)準(zhǔn)品稀釋至少5個(gè)濃度測(cè)定,以吸光度值(A)為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo),在半對(duì)數(shù)紙上繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線反應(yīng)要求透射免疫比濁法溶液中形成的復(fù)合物分子應(yīng)足夠大(35-100n94透射免疫比濁法靈敏度較低。要求抗原-抗體復(fù)合物分子應(yīng)足夠大、足夠多,分子太小則入射光直接通過(guò)。加增敏劑。直線光路,靈敏度有先天缺陷。設(shè)計(jì)散射比濁。透射比濁是依據(jù)透射光減弱的原理來(lái)定量的,因此只能測(cè)定抗原-抗體反應(yīng)的第二階段,檢測(cè)仍需抗原-抗體溫育反應(yīng)時(shí)間,檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)。缺陷透射免疫比濁法靈敏度較低。要求抗原-抗體復(fù)合物分子應(yīng)足夠大、95散射免疫比濁法
抗原抗體復(fù)合物對(duì)一定波長(zhǎng)的光產(chǎn)生折射、偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度及散射光強(qiáng)度與復(fù)合物粒子的大小和量有關(guān)原理單色器散射比濁計(jì)θ散射光散射免疫比濁法抗原抗體復(fù)合物對(duì)一定波長(zhǎng)的96散射免疫比濁法定時(shí)散射比濁分析基本原理:免疫沉淀反應(yīng)和散射比濁分析結(jié)合之技術(shù),反應(yīng)分兩個(gè)階段,預(yù)反應(yīng)階段和反應(yīng)階段保證抗原不過(guò)量的方法:確保反應(yīng)體系抗體過(guò)量對(duì)抗原過(guò)量進(jìn)行閾值限定時(shí)間檢測(cè)分兩個(gè)在預(yù)反應(yīng)時(shí)段,加小量樣本與抗原/抗體反應(yīng),測(cè)定第一次散射光信號(hào)值加全量樣本,約反應(yīng)2分鐘后,第二次測(cè)定散射光信號(hào)信號(hào)峰值計(jì)算機(jī)處理轉(zhuǎn)換為樣品濃度散射免疫比濁法定時(shí)散射比濁分析基本原理:保證抗原不過(guò)量的方法97預(yù)反應(yīng)階段5ul樣本抗原過(guò)剩區(qū)閾值信號(hào)反應(yīng)階段45ul樣本7.5秒2分鐘定時(shí)散射比濁反應(yīng)曲線圖抗原不過(guò)量抗原過(guò)量預(yù)反應(yīng)階段抗原過(guò)剩區(qū)閾值信號(hào)反應(yīng)階段7.5秒298散射免疫比濁法速率散射比濁分析基本原理:抗原抗體結(jié)合反應(yīng)的一種動(dòng)態(tài)測(cè)定法,適時(shí)檢測(cè)抗原抗體復(fù)合物形成的散射光信號(hào)。是測(cè)定抗原抗體結(jié)合反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
—所謂速率,是在單位時(shí)間內(nèi)抗原抗體結(jié)合形成復(fù)合物的速度。將各單位時(shí)間內(nèi)形成復(fù)合物的速率及測(cè)定的散射信號(hào)連接在一起,即是動(dòng)態(tài)的速率比濁分析。—當(dāng)儀器測(cè)定到某一時(shí)間內(nèi)形成速率下降時(shí),即出現(xiàn)速率峰,該峰值的高低,即代表所測(cè)抗原的量?!俾史逯狄话阍?5秒時(shí)出現(xiàn)。—在反應(yīng)介質(zhì)中加入一定量的促凝劑,可加速抗原抗體復(fù)合物的形成,以減少反應(yīng)時(shí)間?!俾史ǖ膬?yōu)點(diǎn):是快速、不需要減去樣本和試劑本底讀數(shù),校正結(jié)果也較穩(wěn)定。散射免疫比濁法速率散射比濁分析基本原理:99抗原濃度遞增散射光峰值峰值信號(hào)與抗原抗體反應(yīng)之間的關(guān)系圖ABCDFGHI抗原濃度遞增散射光峰值峰值信號(hào)與抗原
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