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化學發光原理、分類及臨床意義匯總

化學發光免疫分析方法 (chemiluminescence immunoassay ,CLlA) 創建于1977 年,由 Halmann 等人在RIA和EIA理論的基本上,將免疫反應的高特異性與化學發光的高靈敏性結合起來,建立的一種用于檢測微量抗原、抗體、激素、酶等的新型免疫學分析方法。今天我們從專業的角度就化學發光的方方面面進行分享。


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免疫檢測發展歷程


60年代,使用的是放射免疫檢測,優點:成本低、靈敏度高,但缺點很明顯,存在放射性污染、有效期短、操作復雜。

 

70年代,出現膠體金技術,雖然操作簡單快速,然而,靈敏度低這一問題,始終無法解決,這也是技術本身決定的

 

80年代,出現了酶聯免疫法和時間分辨法,比如以上海科華為代表的。國產企業研發的,酶聯免疫技術檢測產品,成本低且性質穩定,這也是為什么到目前為止,該方法學一直沿用至今,而其靈敏度和精確度問題,也決定了他從此不能擔當大任。而時間分辨法雖然一定程度上解決了靈敏度問題,而更多的缺點也暴露出來了,操作復雜,成本高,反應時間長,然而在化學發光還沒有問世之前,比如以上海新波為代表的,時間分辨方法學為主的國產企業慢慢發展了起來。如今上海新波也早就被PE完成了戰略收購。

 

90年代化學發光開始問世,雖然在國內的推廣經歷了很長的過程,隨著21世紀的到來,在國外技術的影響下,化學發光開始不斷發展,尤其是2010年以后,化學發光逐步開始了大面積的,時間分辨方法學替換進程,如今在免疫檢測市場,無疑化學發光是獨樹一幟,引領免疫檢測市場,成為免疫診斷主流技術。


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化學發光檢測原理


關于化學發光檢測原理,化學發光標記免疫分析又稱化學發光免疫分析,是用化學發光劑直接標記抗原或抗體的免疫分析儀器。化學發光免疫分析儀包含兩個部分,即免疫反應系統和化學發光分析系統。化學發光分析系統是利用化學發光物質經催化劑的催化和氧化劑的氧化,形成一個激發態的中間體,當這種激發態中間體,回到穩定的基態時,同時發射出光子,我們可以聯想以下螢火蟲,一閃一閃的,就是生物化學反應后發出的的光信號,而化學發光的原理也是類似的,無非是原理不同,但道理是一樣的

 

當光子發出后,化學發光免疫分析儀器中核心探測器件也就是光電倍增管,由單光子檢測并傳輸至放大器,并加高壓電流放大,放大器將模擬電流轉化為數字電流,數字電流將發光信號由R232數據線傳輸給電腦并加以計算,得出臨床結果。


而免疫反應系統是將發光物質直接標記在抗原(化學發光免疫分析) 或抗體(免疫化學發光分析)上或酶作用于發光底物。

 

而關于免疫反應體系這里必須講清楚,抗原抗體反應,這個里面是有未知和已知的關系,如果待測物是測抗原,則抗體是已經知道的,如果待測物是測抗體那抗原是已知的。而前面已經講了化學發光現象,簡單的講就是光信號的強度和待測物濃度是成一定正比關系的,或者是可以通過,相關關系式換算出來的。


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化學發光的技術分類

技術分類是根據發光體系也就是發光劑的不同進行分類,可分為:間接化學發光、電化學發光、直接化學發光、光激化學發光。今天我們主要講講前三類目前主流的發光技術。


1、間接化學發光

·他是用參與催化某一化學發光反應的酶如辣根過氧化物酶(HRP)或堿性磷酸酶(ALP)來標記抗原或抗體,在與待測標本中相應的抗原(或抗體)發生免疫反應后,形成固相包被抗體-待測抗原-酶標記抗體復合物,經洗滌后,加入底物(也就是發光劑),酶催化和分解底物發光,由光量子閱讀系統接收,光電倍增管將光信號轉變為電信號并加以放大,再把它們傳送至計算機數據處理系統,計算出測定物的濃度。

優勢:發光過程中作為標記物的酶基本不被消耗,發光信號強而穩定,且發光時間較長;檢測方式簡單、成本較低。


關于間接化學發光,我們要明白以下三點:1、是用酶進行標記抗原或抗體;2、標記復合物反應過程中加入底物也就是發光劑后,經催化和分解產生發光;3、光信號轉化為電信號,并由計算機進行處理和換算得到實驗結果。代表廠家:貝克曼、邁瑞、西門子、安圖等。


2、直接化學發光

它是用吖碇酯等直接標記抗體(或抗原),與待測標本中相應的抗原(或抗體)發生免疫反應后,形成固相包被抗體-待測抗原-吖碇酯標記抗體復合物,這時只需加入氧化劑過氧化氫和氫氧化鈉形成堿性環境,吖碇酯在不需要催化劑的情況下分解、發光。

優勢:試劑穩定性好,易于保存;標記物為小分子,對標記的抗原/抗體的空間位點幾乎不造成影響;本底低,靈敏度好,結果穩定。代表廠家:雅培、新產業、索靈等。

 

關于直接化學發光,我們需要明白以下三點:1、用壓吖啶酯等標記物標記抗原或抗體;2標記復合物反應過程中加入氧化劑過氧化氫和氫氧化鈉形成堿性環境進行分解和發光。;3、光信號轉化為電信號,并由計算機進行處理和換算得到實驗結果。

 

3、電化學發光

是以電化學發光劑三聯砒錠釕標記抗體(或抗原),以三丙胺(TPA)為電子供體,在電場中因電子轉移而發生特異性化學發光反應,它包括電化學和化學發光兩個過程。

優勢:可控的反應體系快速檢測時間高精密度和高靈敏度寬廣的檢測范圍。


關于以羅氏為代表的電化學發光,我們需要明白以下三點:1、用電化學發光劑標記抗原或抗體;2、電化學反應過程中因電子產生轉移而出現化學發光;3、光信號轉化為電信號,并由計算機進行處理和換算得到實驗結果。

以上就是我們化學發光的三種主流化學發光反應方法學介紹


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化學發光檢測項目及臨床意義



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