有许多方法可以对组织进行免疫检测，包括直接与一抗或抗血清相关的方法。直接方法涉及将可检测标签（例如，荧光分子、金颗粒等）直接用于抗体，然后使其与细胞中的抗原（例如，蛋白质）结合。
或者，有许多间接方法。在一种这样的方法中，抗原与一抗结合，然后通过使用与一抗结合的二抗进行扩增。接下来，应用含有酶部分的三级试剂并与二抗结合。当使用四元试剂或底物时，三元试剂的酶端将底物转化为颜料反应产物，从而产生颜色（可能有多种颜色；棕色、黑色、红色等）原始一抗识别目标抗原的位置。
使用的底物（也称为色原）的一些例子是 AEC（3-氨基-9-乙基咔唑）或 DAB（3,3'-二氨基联苯胺）。在暴露于必要的酶（例如，与抗体试剂结合的辣根过氧化物酶）后使用这些试剂中的一种会产生阳性免疫反应产物。当 H&E（苏木精和曙红）等特异性较低的染色剂不能用于诊断或提供有关治疗的额外预测信息（例如，在某些癌症中）时，可以使用特定抗原的免疫细胞化学可视化。
或者，二抗可以共价连接到荧光团（FITC 和罗丹明是最常见的），在荧光或共聚焦显微镜中检测到。荧光的位置将根据靶分子、膜蛋白的外部和细胞质蛋白的内部而变化。这样，当与共聚焦显微镜结合使用时，免疫荧光是一种强大的技术，用于研究蛋白质的位置和动态过程（胞吐作用、内吞作用等）。
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