利用抗原和抗體的特異性結合特性，通過免疫分析技術可以對細胞因子進行定量或定性檢測。盡管細胞因子的種類很多，但只要獲得針對細胞因子的特異性抗體（包括多克隆或單克隆抗體），就可以采用免疫分析法進行檢測。常用的方法包括ELISA、RIA、Western blotting、免疫熒光以及基于免疫熒光技術的流式細胞術分析。
ELISA是應用廣泛的異質酶標記免疫分析技術。一步或多步抗原抗體反應和一步酶促反應構成了ELISA的基本步驟，可用于定性或定量分析。雙抗體夾心法是細胞因子測定常用的方法。該方法中使用的抗體可以是針對同一抗原的多克隆抗體或針對同一抗原的不同表位的單克隆抗體。
細胞因子測定的標本主要包括兩類，一類是血清（血漿）、滑液、胸水、腦脊液或腹膜液等體液，可用于細胞因子和可溶性粘附分子的檢測；另一種是體外培養后的細胞培養。上清液僅用于細胞因子的檢測。
ELISA方法具有特異性強、簡便、易于推廣和標準化等優點。此外，該方法還可以檢測無生物活性的細胞因子前體、分解片段以及與相應受體的綴合物。缺點是靈敏度較低，無法判斷細胞因子的生物活性。
流式細胞術是一種基于熒光抗體染色技術和流式細胞術靈敏分辨率的方法。該方法主要用于細胞內細胞因子和細胞表面粘附分子的檢測。通過特異性熒光抗體染色，可以簡單快速地進行單細胞水平的細胞因子或粘附因子的檢測，并且可以準確確定不同細胞亞群的檢測。細胞因子和膜分子的表達。根據熒光抗體的性質，熒光抗體染色可分為直接法和間接法。前者使用熒光標記的細胞因子或粘附分子的特異性抗體，而后者則使用熒光標記的二抗。直接法較為常用，雖然其靈敏度不如間接法，但特異性強。
該方法檢測細胞內細胞因子時，主要包括以下基本步驟：
1. 待測細胞的分離和培養
2. 細胞固定常用的細胞固定液為4%多聚甲醛。
3. 封閉非特異性結合位點 用含有 5% 脫脂奶粉和鈣、鎂離子的 PBS 溶液重懸固定的細胞。
4.染色與分析采用熒光素標記的細胞因子特異性單克隆抗體進行熒光抗體染色，流式細胞儀分析熒光陽性細胞百分率和熒光強度。另外，如果使用兩種或多種細胞因子的不同熒光素標記的單克隆抗體，則可以同時檢測同一細胞中兩種或多種不同的細胞因子。
該方法還可用于區分具有不同分泌特性的細胞亞群，例如 Th1 和 Th2 細胞。
酶聯免疫斑點試驗（ELISPOT），源自ELISA，但突破了傳統ELISA，是抗體形成細胞定量測定的延伸和發展，已越來越多地應用于類風濕因子、IFN-γ等細胞因子的定量測定的分泌細胞。
ELISPOT優于傳統的抗體、細胞因子或其他可溶性分子分泌細胞檢測方法，可以檢測20萬至30萬個細胞中1個分泌相應分子的細胞。如果引入生物素和親和素系統，則很敏感。做ELISPOT時，所選的特異性抗體應具有高親和力、高特異性、低內毒素的特點。所選的細胞激活劑不得影響細胞的分泌功能。
4. 免疫測定的方法學評價
免疫測定可用于檢測幾乎所有細胞因子。與生物活性測定相比，主要優點和缺點是：
優點：①特異性高，使用特異性單克隆抗體可用于單一細胞因子的檢測； ②操作簡單、快速，不需要依賴細胞系，因此不需要維持培養，大大增加了方法的可操作性，易于普及，便于普查； ③影響因素相對較少且易于控制，重復性好，方法易于標準化。
缺點：①測量的只是細胞因子的蛋白質含量，與其生物活性不一定成正比； ②測定結果與所用抗體的來源和親和力有很大關系。當使用具有不同親和力的mAb時，檢測到相同的樣品。結果可能會有所不同； ③靈敏度較低，比生物活性法低10～100倍左右，測定下限一般為100pg； ④ 如果樣品中存在可溶性細胞因子受體，可能會影響細胞因子特異性抗體的結合。
除了上述方法外，分子生物學技術（也是生物測定方法）也廣泛應用于細胞因子或粘附分子的檢測，例如PCR/RT-PCR、斑點印跡、Northern-blot和FISH。細胞或組織原位雜交等
其他免疫分析：偏振熒光檢測技術；使用共焦激光顯微鏡；發光技術；免疫組織化學染色。這些方法在粘附分子、細胞因子及其分泌細胞的檢測中發揮著積極的作用。
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