化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢

化學(xué)發(fā)光免疫分析1化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024一、化學(xué)發(fā)光免疫技術(shù)的概念二、化學(xué)發(fā)光免疫分析基本原理三、化學(xué)發(fā)光免疫分析的類型四、臨床應(yīng)用五、發(fā)展與展望2化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024一、化學(xué)發(fā)光免疫技術(shù)的概念

化學(xué)發(fā)光免疫技術(shù)：化學(xué)發(fā)光分析是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的輻射光的強度來確定物質(zhì)含量的分析方法?；瘜W(xué)發(fā)光免疫分析是將化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)與免疫反應(yīng)相結(jié)合，用化學(xué)發(fā)光相關(guān)的物質(zhì)標(biāo)記抗體或抗原，與待測的抗原或抗體反應(yīng)后，經(jīng)過分離游離態(tài)的化學(xué)發(fā)光標(biāo)記物，加入化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)的其它相關(guān)物產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光，進行抗原或抗體的定量或定性檢測。

3化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024化學(xué)發(fā)光免疫測定是目前世界公認(rèn)先進的標(biāo)記免疫測定技術(shù)，化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)具有高度的準(zhǔn)確性和特異性，成為檢驗方法中最為重要的技術(shù)之一?；瘜W(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)作為疾病診斷的主要手段已被廣泛用于機體免疫功能、傳染性疾病、內(nèi)分泌功能、腫瘤標(biāo)志物、性激素、甲狀腺功能等方面的體外診斷實驗中。4化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024化學(xué)發(fā)光免疫分析的優(yōu)勢靈敏度高靈敏度高是化學(xué)發(fā)光免疫分析關(guān)鍵的優(yōu)越性，其靈敏度可達10-22mol/L（RIA為10-12mol/L）?；瘜W(xué)發(fā)光免疫分析能夠檢出放射免疫分析和酶聯(lián)免疫分析等方法無法檢出的物質(zhì)，對疾病的早期診斷具有十分重要的意義。5化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024寬的線性動力學(xué)范圍

發(fā)光強度在4～6個量級之間與測定物質(zhì)濃度間呈線性關(guān)系。這與顯色的酶免疫分析吸光度（OD值）為2.0的范圍相比，優(yōu)勢明顯。雖然RIA也有較寬的線性動力學(xué)范圍，但放射性限制了其應(yīng)用。光信號持續(xù)時間長輝光型的CLIA產(chǎn)生的光信號持續(xù)時間可達數(shù)小時甚至一天。簡化了實驗操作及測量。6化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024分析方法簡便快速絕大多數(shù)分析測定均為僅需加入一種試劑（或復(fù)合試劑）的一步模式。結(jié)果穩(wěn)定、誤差小樣品系直接自己發(fā)光，不需要任何光源照射，免除了各種可能因素（光源穩(wěn)定性、光散射、光波選擇器等）給分析帶來的影響，使分析結(jié)果靈敏穩(wěn)定可靠。安全性好及使用期長免除了使用放射性物質(zhì)。到目前為止，還未發(fā)現(xiàn)其危害性；試劑穩(wěn)定，保存期可達一年。7化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024二、化學(xué)發(fā)光免疫分析基本原理

化學(xué)發(fā)光免疫分析包含兩個部分,即免疫反應(yīng)系統(tǒng)和化學(xué)發(fā)光分析系統(tǒng)。免疫反應(yīng)系統(tǒng)是將標(biāo)記物質(zhì)標(biāo)記在抗原或抗體上,經(jīng)過特異性免疫反應(yīng)后,形成抗原2抗體復(fù)合物。然后進行對標(biāo)記物進行檢測,來測定待檢物。化學(xué)發(fā)光分析系統(tǒng)是利用化學(xué)發(fā)光物質(zhì)經(jīng)催化劑的催化和氧化劑的氧化,形成一個激發(fā)態(tài)的中間體,當(dāng)這種激發(fā)態(tài)中間體回到穩(wěn)定的基態(tài)時,同時發(fā)射出光子,利用發(fā)光信號測量儀器光量子產(chǎn)率。8化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/20242.1免疫分析原理免疫分析是利用抗原與抗體特異性結(jié)合形成抗原2抗體復(fù)合物而建立起來的一種高選擇性的分析方法,根據(jù)其檢測方法可分為非標(biāo)記免疫分析和標(biāo)記免疫分析。非標(biāo)記免疫分析是利用抗原與抗體結(jié)合形成抗原2抗體復(fù)合物后,其理化性質(zhì)發(fā)生改變,出現(xiàn)肉眼可見的沉淀、凝集等現(xiàn)象,利用這些現(xiàn)象來檢測待檢物。標(biāo)記免疫分析是在不影響抗原、抗體生物活性的基礎(chǔ)上將標(biāo)記物質(zhì)標(biāo)記在抗原或抗體上,然后進行免疫反應(yīng)形成抗原2抗體復(fù)合物,再對標(biāo)記質(zhì)進行檢測,從而間接檢測待檢物的方法。目前常用的標(biāo)記物有放射性的125I,非放射性的堿性磷酸酶、辣根過氧化物酶,鑭系稀土元素等。9化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/20242.2化學(xué)發(fā)光原理化學(xué)發(fā)光(Chemiluminescence,CL)是化學(xué)物質(zhì)在特定化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的光輻射。通過高能中間體的分解在化學(xué)反應(yīng)中激發(fā)單態(tài)分子形成,分子被激發(fā)后是不穩(wěn)定的,它要釋放出多余的能量而回到基態(tài),其中部分的能量以發(fā)光形式釋放出來。因此,任何一個化學(xué)發(fā)光反應(yīng)包括兩個過程:激發(fā)和發(fā)光過程。一些激發(fā)態(tài)分子能量也會通過系間串躍和系內(nèi)串躍而消失。因此,化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的效率是:10化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024

ΦCL=ΦCE·ΦEM(1)

式中,ΦCL為化學(xué)發(fā)光效率,ΦCE為生成激發(fā)態(tài)的效率,ΦEM為激發(fā)態(tài)的發(fā)光效率。ΦCE和ΦEM分別定義為：ΦCE=生成激發(fā)態(tài)的分子數(shù)/參加反應(yīng)的分子數(shù)(2)ΦEM=發(fā)光的分子數(shù)/生成激發(fā)態(tài)的分子數(shù)(3)

從(1)、(2)、(3)式得化學(xué)發(fā)光的效率ΦCL等價于生成熒光和磷光的量子效率。即:ΦCL=發(fā)光的分子數(shù)/參加反應(yīng)的分子數(shù)(4)11化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/20242.3化學(xué)發(fā)光免疫分析的原理化學(xué)發(fā)光免疫分析法是化學(xué)發(fā)光和免疫分析結(jié)合的產(chǎn)物。它同時具有化學(xué)發(fā)光法的高靈敏度和免疫分析法的高選擇性?；瘜W(xué)發(fā)光免疫分析是用化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的試劑標(biāo)記抗原或抗體,標(biāo)記后的抗原和抗體與待測物經(jīng)過一系列的免疫反應(yīng)和理化步驟,最后以測定發(fā)光強度形式測定待測物的含量。12化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024三、化學(xué)發(fā)光免疫分析的類型化學(xué)發(fā)光免疫分析法根據(jù)其標(biāo)記物的不同可分為三大類,即化直接化學(xué)發(fā)光免疫分析、化學(xué)發(fā)光酶免疫分析和電化學(xué)發(fā)光免疫分析法。13化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024

用吖啶酯直接標(biāo)記抗體(抗原)，與待測標(biāo)本中相應(yīng)的抗原(抗體)發(fā)生免疫反應(yīng)后，形成固相包被抗體-待測抗原-吖啶酯標(biāo)記抗體復(fù)合物，這時只需加入氧化劑（H2O2）和NaOH使成堿性環(huán)境，吖啶酯在不需要催化劑的情況下分解、發(fā)光。由集光器和光電倍增管接收、記錄單位時間內(nèi)所產(chǎn)生的光子能，這部分光的積分與待測抗原的量成正比，可從標(biāo)準(zhǔn)曲線上計算出待測抗原的含量。3.1直接化學(xué)發(fā)光免疫分析14化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024發(fā)光YYY磁微粒被測抗原+抗體+帶吖啶酯標(biāo)記物抗體YYYYYYYYYYY沖洗后---夾心法（1）加入H2O2（pH<10）（2）加入堿（pH>10）直接化學(xué)發(fā)光的機理15化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024磁微粒模式圖YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY特點抗原和抗體結(jié)合與未結(jié)合部分的易分離磁微粒技術(shù)16化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024

化學(xué)發(fā)光酶免疫分析（chemiluminescenceenzyme

immunoassay，CLEIA）是用參與催化某一化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的酶如辣根過氧化物酶（HRP）或堿性磷酸酶(ALP)來標(biāo)記抗原或抗體，在與待測標(biāo)本中相應(yīng)的抗原(抗體)發(fā)生免疫反應(yīng)后，形成固相包被抗體-待測抗原-酶標(biāo)記抗體復(fù)合物，經(jīng)洗滌后，加入底物(發(fā)光劑)，酶催化和分解底物發(fā)光，由光量子閱讀系統(tǒng)接收，光電倍增管將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⒓右苑糯?，再把它們傳送至計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，計算出測定物的濃度。3.2、化學(xué)發(fā)光酶免疫分析17化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024該分析系統(tǒng)采用辣根過氧化物酶（HRP）標(biāo)記抗體(或抗原)，在與反應(yīng)體系中的待測標(biāo)本和固相載體發(fā)生免疫反應(yīng)后，形成固相包被抗體-待測抗原-酶（HRP）標(biāo)記抗體復(fù)合物，這時加入魯米諾發(fā)光劑、H2O2和化學(xué)發(fā)光增強劑使產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光。㈠辣根過氧化物酶標(biāo)記的化學(xué)發(fā)光免疫分析18化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024辣根過氧化物酶標(biāo)記化學(xué)發(fā)光免疫分析示意圖

19化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024該分析系統(tǒng)以堿性磷酸酶標(biāo)記抗體(或抗原)，在與反應(yīng)體系中的待測標(biāo)本和固相載體發(fā)生免疫反應(yīng)后，形成固相包被抗體-待測抗原-酶標(biāo)記抗體復(fù)合物，這時加入AMPPD發(fā)光劑，堿性磷酸酶使AMPPD脫去磷酸根基團而發(fā)光。

㈡堿性磷酸酶標(biāo)記的化學(xué)發(fā)光免疫分析20化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024堿性磷酸酶標(biāo)記化學(xué)發(fā)光免疫分析示意圖

21化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024分析步驟分配樣品,磁顆粒和試劑孵育使反應(yīng)物結(jié)合在磁場中清洗去除未結(jié)合物質(zhì)加入底物產(chǎn)生信號孵育,促使信號的產(chǎn)生信號檢測22化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024電化學(xué)發(fā)光免疫分析（electrochemiluminescenceimmunoassay，

ECLIA）是以電化學(xué)發(fā)光劑三聯(lián)吡啶釕標(biāo)記抗體(抗原)，以三丙胺(TPA)為電子供體，在電場中因電子轉(zhuǎn)移而發(fā)生特異性化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，它包括電化學(xué)和化學(xué)發(fā)光兩個過程。

3.3電化學(xué)發(fā)光免疫分析23化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024在電化學(xué)發(fā)光免疫分析系統(tǒng)中，磁性微粒為固相載體包被抗體(抗原)，用三聯(lián)吡啶釕標(biāo)記抗體(抗原)，在反應(yīng)體系內(nèi)待測標(biāo)本與相應(yīng)的抗原(抗體)發(fā)生免疫反應(yīng)后，形成磁性微粒包被抗體-待測抗原-三聯(lián)吡啶釕標(biāo)記抗體復(fù)合物，這時將上述復(fù)合物吸入流動室，同時引人TPA緩沖液。當(dāng)磁性微粒流經(jīng)電極表面時，被安裝在電極下面的電磁鐵吸引住，而未結(jié)合的標(biāo)記抗體和標(biāo)本被緩沖液沖走。與此同時電極加壓，啟動電化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，使三聯(lián)吡啶釕和TPA在電極表面進行電子轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生電化學(xué)發(fā)光，光的強度與待測抗原的濃度成正比。24化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024電化學(xué)發(fā)光免疫分析示意圖25化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024電化學(xué)發(fā)光免疫測定示意圖26化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024標(biāo)記磁顆粒在電場中發(fā)光工作示意圖27化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024

四、臨床應(yīng)用1.甲狀腺激素2.生殖激素3.腎上腺/垂體激素4.貧血因子5.腫瘤標(biāo)記物6.感染性疾病7.糖尿病8.心血管系統(tǒng)9.病毒標(biāo)記物10.骨代謝11.過敏性疾病12.治療藥物監(jiān)測28化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024五、發(fā)展與展望

化學(xué)發(fā)光免疫分析法具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、設(shè)備簡單等優(yōu)點，近年來在環(huán)境、臨床、食品、藥物檢測中得到了廣泛運用。實際檢測常常需要對大量、復(fù)雜、低豐度的樣品進行測定，因而化學(xué)發(fā)光免疫分析法逐漸向快速、高通量、高靈敏檢測的方向發(fā)展。近幾年化學(xué)發(fā)光免疫分析法的研究方向主要涉及到降低溫育時間，多組分檢測，以及信號放大技術(shù)等。這些例子都證明了化學(xué)發(fā)光免疫分析法具有廣泛的應(yīng)用前景和可操作性。29化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)原理及優(yōu)勢5/8/2024此外，化學(xué)發(fā)光成像技術(shù)、化學(xué)發(fā)光免疫分析與分離技術(shù)的聯(lián)用，可以使免疫分析的選擇性、靈敏度和檢測速度、檢測通量得到進一步提高。為了更好地適應(yīng)臨床、環(huán)境等領(lǐng)域的實際應(yīng)用