发光检测作为分析化学领域内一个强有力的技术手段,始终以其高灵敏度、低成本、简单快速的优势发挥着重要作用,对于某些特定化合物(如有机磷农药和神经毒剂)、某些酶活性、金属离子等的动态分析和现场检测具有不可替代的优势。从上世纪中叶开始,生物医学界一直在致力于将该技术体系应用于实验室研究中,并取得了巨大成功。例如:利用化学发光测定血清和组织中的超氧化物歧化酶(SOD),利用细菌萤光素酶(LUX)系统检测样本中极少量的微生物,利用萤火虫萤光素酶(LUC)系统高灵敏度检测细胞活性或细胞杀伤效果以替代传统的MTT实验等等,至今仍然属于先进技术。
根据美国病理专科医师学会(The College of American Pathologists,CAP) 的统计,目前全球有超过30家大型全自动化学发光免疫分析仪器的厂商,具有超过60个免疫自动化化学发光检测系统。该系统发展趋势为检验仪器的实验室集成化、系列化、智能化。检测试剂项目涵盖传染病、心脏标志物、肿瘤标志物、甲状腺功能、性腺激素、代谢物质、药物浓度、肝炎、先天性疾病、肝纤维化、优生优育、高血压、炎症和过敏原等系列百余种检测试剂。
自然界有物理发光,化学发光和生物发光三种发光类型,狭义的发光免疫分析,主要指化学发光。化学发光系氧化化学反应,电子激发后回到基态以光子的形式释放能量,利用释放的光子个数反映化学反应的强度,常用的发光剂为氨基苯二酰肼(异鲁米诺和鲁米诺)、吖啶酯类和金刚烷衍生物。自1976年Schroeder利用异鲁米诺标记生物素进行化学发光测定以来,化学发光免疫分析技术得到迅速发展,并逐步发展了酶促化学发光疫分析技术,直接化学发光免疫分析技术和电化学发光免疫分析技术。因为其灵敏度高,特异性强,检测范围宽,试剂稳定和无放射性污染等优点得以在国内外市场上广泛推广,主要应用于微孔板式和磁微粒免疫化学发光检测系统上。
化学发光免疫分析检测系统的发展主要围绕在固相载体和发光体系两大核心技术的不断发展和完善:
①采用的固相载体有塑胶微粒、超顺磁微粒、弹性塑料管、塑料珠等,其中磁微粒具有包被量大,易于实现自动化的优势。转盘式化学发光免疫分析仪主要采用微米级超顺磁微粒作为固相载体,通过化学键直接将生物活性物质连接在磁微粒表面;或者采用链霉素-生物素、荧光素-荧光素抗体体系连接生物活性物质。 ②采用的化学发光体系有酶促化学发光、直接化学发光、电化学发光三种,化学发光分类及代表性厂家详见表1。其中酶促化学发光分为辣根酶体系和碱磷酶体系,直接化学发光法主要有吖啶酯、异鲁米诺发光体系。
类型 | 原理 | 底物试剂 | 代表厂家 |
酶促化学发光免疫分析(CLEIA) | 在酶免疫分析完成后加入底物 | 鲁米诺系统 | Autobio,Ortho |
AMPPD系统 | Beckman | ||
直接化学发光免疫分析(CLIA) | 化学发光物质直接标记抗原(体) | 吖啶酯 | Abbott,Siemens |
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