化學發光免疫分析儀器與試劑

發布時間：2018-08-10 20:23 原文鏈接：化學發光免疫分析儀器與試劑

一、概述

發光檢測作為分析化學領域內一個強有力的技術手段，始終以其高靈敏度、低成本、簡單快速的優勢發揮著重要作用，對于某些特定化合物（如有機磷農藥和神經毒劑）、某些酶活性、金屬離子等的動態分析和現場檢測具有不可替代的優勢。從上世紀中葉開始，生物醫學界一直在致力于將該技術體系應用于實驗室研究中，并取得了巨大成功。例如：利用化學發光測定血清和組織中的超氧化物歧化酶（SOD），利用細菌螢光素酶（LUX）系統檢測樣本中極少量的微生物，利用螢火蟲螢光素酶（LUC）系統高靈敏度檢測細胞活性或細胞殺傷效果以替代傳統的MTT實驗等等，至今仍然屬于先進技術。

上世紀八十年代末，化學發光自顯影技術的出現，逐步替代放射自顯影，應用于免疫組化和原位雜交等分子病理學技術、DNA指紋圖、酶切圖譜等技術在臨床診斷、法醫物證、病原體分型等領域，尤其是化學發光技術在常規免疫分析（Immunoassay）領域內的應用，直接推動了臨床實驗室定量化和自動化檢測技術的進步。

上世紀九十年代，英國Amersham公司在全球率先開發化學發光自顯影底物和標記技術，并在國際上首先推出第一款化學發光免疫分析儀器和相關試劑，被國內廠家引進并應用于臨床。作為上述技術的核心，基于過氧化物酶的化學發光增敏劑的誕生起到了關鍵的作用，其中第一代增敏劑-對位取代酚類的發現者Larry J Kricka，英國劍橋大學和美國賓夕法尼亞大學教授，先后任美國臨床化學學會（AACC）主席，國際生物和化學發光學會（ISBC）主席。其后美國密歇根大學等單位相繼合成了基于堿性磷酸酶的發光底物AMPPD及其衍生物，從而與前述增敏劑共同奠定了酶促發光系統的技術基礎。該底物系列分別被美國Lumigen公司和Tropix公司（后被ABI并購）迅速實現了商品化，引發了幾年后化學發光免疫分析系統如雨后春筍般的誕生和廣泛臨床應用，國內外眾多知名品牌的全自動化學發光免疫分析系統依然在使用該類發光底物。

根據美國病理專科醫師學會(The College of American Pathologists，CAP) 的統計，目前全球有超過30家大型全自動化學發光免疫分析儀器的廠商，具有超過60個免疫自動化化學發光檢測系統。該系統發展趨勢為檢驗儀器的實驗室集成化、系列化、智能化。檢測試劑項目涵蓋傳染病、心臟標志物、腫瘤標志物、甲狀腺功能、性腺激素、代謝物質、藥物濃度、肝炎、先天性疾病、肝纖維化、優生優育、高血壓、炎癥和過敏原等系列百余種檢測試劑。

20世紀60年代末，國內引入了免疫沉淀試驗技術，開創了我國抗原抗體檢測的先河。當時采用瓊脂免疫擴散、對流免疫電泳、免疫放射電泳自顯影等方法，其特異性和敏感性均較差。70年代初，采用間接免疫凝集試驗技術，如間接血凝試驗(IHO)、免疫粘連血凝試驗(IAHA)、乳膠凝集試驗等，使檢測的敏感性和特異性有所提高，但仍然滿足不了臨床診斷和防治的需求。隨著科技進步，免疫學檢測發展迅速，尤以標記免疫分析最為顯著，如酶聯免疫技術、化學發光檢測技術、時間分辨熒光免疫測定技術、熒光偏振免疫分析測定技術等。進入新的世紀，伴隨著生物學及光機電相關技術應用的不斷發展，全自動化學發光免疫分析檢測系統不斷普及和推廣，大幅提高了檢驗結果的準確度，使得實驗室標準化得以實現。

二、原理及分類

自然界有物理發光，化學發光和生物發光三種發光類型，狹義的發光免疫分析，主要指化學發光。化學發光系氧化化學反應，電子激發后回到基態以光子的形式釋放能量，利用釋放的光子個數反映化學反應的強度，常用的發光劑為氨基苯二酰肼(異魯米諾和魯米諾)、吖啶酯類和金剛烷衍生物。自1976年Schroeder利用異魯米諾標記生物素進行化學發光測定以來，化學發光免疫分析技術得到迅速發展，并逐步發展了酶促化學發光疫分析技術，直接化學發光免疫分析技術和電化學發光免疫分析技術。因為其靈敏度高，特異性強，檢測范圍寬，試劑穩定和無放射性污染等優點得以在國內外市場上廣泛推廣，主要應用于微孔板式和磁微粒免疫化學發光檢測系統上。

化學發光免疫分析檢測系統的發展主要圍繞在固相載體和發光體系兩大核心技術的不斷發展和完善:

①采用的固相載體有塑膠微粒、超順磁微粒、彈性塑料管、塑料珠等，其中磁微粒具有包被量大，易于實現自動化的優勢。轉盤式化學發光免疫分析儀主要采用微米級超順磁微粒作為固相載體，通過化學鍵直接將生物活性物質連接在磁微粒表面；或者采用鏈霉素－生物素、熒光素－熒光素抗體體系連接生物活性物質。

②采用的化學發光體系有酶促化學發光、直接化學發光、電化學發光三種，化學發光分類及代表性廠家詳見表1。其中酶促化學發光分為辣根酶體系和堿磷酶體系，直接化學發光法主要有吖啶酯、異魯米諾發光體系。