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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、光化学反应仪光源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。


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。

我国化学发光检测技术的产业研究和应用处于发展期,与欧美等先进国家相比尚有差距,但差距在迅速缩小。国内化学发光技术经历了由微孔板式化学发光检测系统到磁微粒化学发光检测系统的发展历程。微孔板式化学发光仪器和试剂是化学发光检测技术在我国免疫诊断产业中独特的产品形式,至今仍以其检测通量大,产品性价比高而在市场中占有独特的地位。

近年来,化学发光免疫分析方法及应用研究发展异常迅速,并以其独特的优势在生命科学、医学诊断、食品安全、环境监测等方面得到了广泛应用,特别是磁性微粒子的免疫分离技术、金纳米粒子的催化功能以及化学发光共振能量转移在CLIA方法中的应用。但是,CLIA在实际应用中仍然存在不足,例如仪器体积过大,实际样品基质的干扰,小分子检测重复性较差等。为了使CLIA得到更加广泛的应用,未来研究的主要方向应集中在以下几个方面:


(1)分析仪器的大通量化与流水线化;

(2)降低仪器成本,使仪器微型化、便携化;

(3)强化对检测样本基质的处理,减少非特异性吸附,提高检测的稳 定性;

(4)在高通量研究方面,完善多通道、多组分CLIA检测技术,提高检测效率;

(5)发展CLIA的联用技术,扩大应用范围。


全自动化学发光仪器和试剂是临床免疫学检测领域未来发展的必然趋势,国外生产商已做得相对成熟,光化学反应仪光源国内生产商的道路虽然曲折但充满光明和希望。随着科学技术的发展及国内科研工作者的不懈努力,国产免疫自动化仪器和试剂将会更加稳定和可靠,化学发光免疫分析技术将会得到更快速的发展和更广泛的应用。

管式全自动发光其基本原理相类似:1.将其中一种免疫活性物质固化到载体上;2.将另一种免疫活性物质与产生特定信号的标记物分子联结;3.混合反应后,产生检测信号可被读取,转变可存储的电子数据。


整体反应过程可简单概括为三个步骤:标记--反应—检测。

管式化学发光也可有不同的分类。


1.    按照化学反应类型可以分为直接化学发光和间接化学发光两大类。常见的直接化学发光体系有:吖啶酯系统、草酸酯系统、三价铁-鲁米诺系统等。


2.    按照发光持续时间,化学发光又可以分为闪光(Flash)和辉光(Glow)。闪光型发光时间在数秒内,如吖啶酯系统。


辉光型发光时间在数分钟至数十分钟以上,如辣根过氧化物酶-鲁米诺系统、碱性磷酸酶-AMPPD系统、黄嘌呤氧化酶-鲁米诺系统等。其信号检测一般以速率法测量,即在发光信号相对稳定的区域(坪区)任意点测量单位时间的发光强度。

3.    电化学发光(ECL):电化学是区别与闪光与辉光的另一种方法。电化学发光是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应,实际上是电化学和化学发光两个过程的结合。电化学发光同化学发光的区别在于,电化学发光是由电启动发光反应,化学发光是通过化合物混合后启动发光反应,两者的标记物也不同。


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