Kỹ thuật ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) là một phản ứng miễn dịch được sử dụng để phát hiện kháng nguyên hoặc kháng thể trong mẫu. Trong bài viết này, chúng ta sẽ so sánh hai phương pháp ELISA: ELISA microarray đa kênh và ELISA cổ điển.
1. Kỹ thuật ELISA cổ điển
ELISA cổ điển (Xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme) là một kỹ thuật trong phòng xét nghiệm được sử dụng rộng rãi để phát hiện và định lượng các protein cụ thể (kháng nguyên hoặc kháng thể) trong các mẫu sinh học.
1.1. Nguyên tắc
ELISA dựa vào khả năng liên kết đặc hiệu của kháng nguyên hoặc kháng thể với bề mặt rắn thường là giếng vi đĩa (microplate well).
Xét nghiệm có một số bước, bao gồm: chuẩn bị mẫu, cố định kháng nguyên hoặc kháng thể, rửa và phát hiện.
Kháng thể thứ cấp hoặc kháng nguyên gắn enzyme được sử dụng để phát hiện các phân tử mục tiêu. Cơ chất enzyme tạo ra sự thay đổi màu sắc, được định lượng để xác định nồng độ của protein mục tiêu.
Nguyên lý của kỹ thuật ELISA là dựa vào tính đặc hiệu kháng nguyên - kháng thể và được thực hiện bằng những bước cơ bản sau: Kháng nguyên (antigen) hoặc kháng thể (antibody) đã biết được gắn trên một giá thể rắn, sau đó cho mẫu có chứa kháng thể hoặc kháng nguyên cần tìm vào giếng. Bổ sung thêm kháng thể có gắn với ezyme. Bước cuối cùng thêm cơ chất (substance), enzyme sẽ biến đổi cơ chất này và tạo tín hiệu màu có thể xác định được bằng máy đo huỳnh quang.
ELISA cổ điển được thực hiện trên các giếng vi đĩa (microplate)
1.2. Các loại ELISA cổ điển
Có 4 loại ELISA:
- ELISA trực tiếp: Phát hiện kháng nguyên trực tiếp bằng kháng thể được đánh dấu.
- ELISA gián tiếp: Phát hiện kháng thể bằng cách sử dụng kháng thể thứ cấp được đánh dấu.
- Sandwich ELISA: Bắt kháng nguyên giữa hai kháng thể (một cố định, một dán nhãn).
- ELISA cạnh tranh: Đo lường sự cạnh tranh giữa các kháng nguyên được đánh dấu và không được đánh dấu tại các vị trí gắn kết.
1.3. Ứng dụng
ELISA được ứng dụng trong:
- Chẩn đoán các bệnh truyền nhiễm (như HIV, viêm gan).
- Phát hiện tự kháng thể (ví dụ trong các bệnh tự miễn).
- Định lượng hormone, cytokine và các dấu ấn sinh học khác.
- Nghiên cứu và phát triển thuốc.
2. ELISA microarray đa kênh
2.1. Nguyên tắc
ELISA microarray đa kênh (Multiplexed microarray ELISA) là một kỹ thuật mạnh mẽ kết hợp độ đặc hiệu và độ nhạy của ELISA với thông lượng cao của array thủy tinh (coated-glass array) được đánh dấu kháng nguyên.
2.2. Đặc điểm của ELISA microarray đa kênh trên MosaiQ 125
Microarray MosaiQ AiPlex CTD
Máy xét nghiệm miễn dịch dị ứng MosaiQ 125 (AliveDx/ Thụy Sĩ) sử dụng công nghệ ELISA microarray đa kênh với các đặc điểm:
- Hiệu quả mẫu: Chỉ cần 10 µL mẫu để định lượng/bán định lượng marker đặc hiệu của bệnh tự miễn
- Đa dạng chất phân tích: Mỗi microarray gồm 2 panel. Với MosaiQ AiPlex CTD, chỉ sử dụng 1 panel để xác định 11 cơ chất. Đồng thời có các vị trí hiệu chuẩn, kiểm chuẩn được tích hợp.
- Công suất cao: Có thể xử lý đồng thời với công suất tối đa 150 mẫu/giờ trên mỗi MosaiQ 125.
- Kết quả nhanh: Thời gian trả kết quả của mẫu đầu tiên sau 35 phút, và sau 24 giây cho mỗi kết quả tiếp theo (với MosaiQ AiPlex CTD)
- Phát hiện: Thuốc thử phát hiện chứa các kháng thể thứ cấp liên hợp vàng. Sau khi dung dịch đệm rửa loại bỏ thuốc thử phát hiện dư thừa, thêm 2 thuốc thử tăng cường để tạo hạt bạc xung quanh các hạt nano vàng của kháng thể thứ cấp. Sau lần rửa cuối cùng, một camera có độ phân giải cao được điều khiển bằng phần mềm sẽ chụp ảnh đen trắng của microarray trong các điều kiện chiếu sáng được kiểm soát và phụ thuộc vào xét nghiệm. Hình ảnh thu được lưu trữ dưới dạng tệp hình ảnh để phân tích tiếp theo.
ELISA microarray đa kênh trên máy xét nghiệm miễn dịch dị ứng MosaiQ 125
3. So sánh ELISA microarray đa kênh và ELISA cổ điển
3.1. Kích thước mẫu
ELISA cổ điển: Yêu cầu thể tích mẫu lớn hơn, thường là 100-200 µL mỗi giếng và được thực hiện trong các giếng vi đĩa riêng lẻ.
ELISA microarray đa kênh: Sử dụng panel với nhiều array, cho phép phân tích đồng thời nhiều cơ chất chỉ với 10 µL mẫu.
3.2. Số lượng protein được phát hiện
ELISA cổ điển: Đo một protein trên mỗi giếng.
ELISA Microarray đa kênh: Định lượng/bán định lượng đồng thời nhiều loại protein, cho kết quả riêng lẻ (MosaiQ AiPlex CTD với 11 cơ chất của kháng thể tự miễn) trong một xét nghiệm duy nhất.
Màn hình kết quả trên MosaiQ 125 khi xét nghiệm 1 mẫu bệnh nhân
3.3. Phản ứng chéo
Phản ứng chéo giữa các kháng thể trên microarray có thể dẫn đến kết quả dương tính giả hoặc âm tính giả. Cụ thể là trên microarray có nhiều kháng nguyên gắn sẵn, các kháng thể trong mẫu bệnh nhân nhận ra các vùng cấu trúc tương tự của kháng nguyên dẫn đến phản ứng chéo và trả về kết quả sai. Vì vậy, các nhà nghiên cứu phải xác định cẩn thận các kháng thể để giảm thiểu phản ứng chéo.
Bên cạnh đó, các mẫu sinh học (huyết thanh, huyết tương,...) có thể chứa các chất gây nhiễu ảnh hưởng đến hiệu quả xét nghiệm. ELISA microarray đa kênh cần phải có các quy trình pha loãng hoặc xử lý mẫu để giảm thiểu ảnh hưởng của mẫu.
AliveDx là hãng sản xuất đã ứng dụng thành công ELISA microarray đa kênh trên MosaiQ AiPlex CTD với hiệu suất lặp lại cao. Cùng với đó là tính năng pha loãng mẫu tự động trên MosaiQ 125 đã giúp cho giải pháp MosaiQ mang lại kết quả chính xác và đáng tin cậy.
Hiệu suất lặp lại của MosaiQ AiPlex CTD
3.4. Hiệu quả
ELISA cổ điển: Tốn thời gian khi phân tích nhiều protein riêng lẻ, thường trả kết quả sau 2 giờ trở lên
ELISA Microarray đa kênh: Thời gian trả kết quả nhanh chóng, 35 phút cho mẫu đầu tiên và sau mỗi 24 giây có các kết quả tiếp theo (với MosaiQ AiPlex CTD)
3.5. Phương pháp phát hiện
ELISA cổ điển: Sử dụng kháng thể liên kết với enzyme và phát hiện so màu
ELISA Microarray đa kênh: Sử dụng kháng thể liên hợp và sử dụng camera độ phân giải cao chụp ảnh đen trắng, dùng phần mềm phân tích hình ảnh và phiên giải kết quả.
Với những ưu điểm nổi bật, ELISA microarray đa kênh đang là xu hướng phát triển tất yếu của các phòng xét nghiệm hiện đại, đặc biệt trong việc xác định các kháng thể đặc hiệu của bệnh tự miễn cùng lúc.
