淺談化學發光免疫分析的研究進展論文

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建立在放射免疫分析技術理論基礎上的化學發光免疫分析,是一種非放射標記免疫分析法,這種免疫分析方法主要以標記發光劑爲示蹤物信號建立起來。近十年來在世界範圍內發展迅速,它具有高靈敏度、檢測範圍寬、操作簡便快速、標記物穩定性好、無污染、儀器簡單經濟等優點。

淺談化學發光免疫分析的研究進展論文

1 化學發光免疫分析技術的研究歷史背景

免疫分析的發展伴隨着抗體制備技術的改進而不斷提高。美國科學家Yalow等人首先將標記技術引入免疫分析,他們首先用放射免疫分析法(RIA)進行測定胰島素。由於這種試驗方法限制了試劑的壽命,難以獲得長期穩定的檢測標準,同時由於存在同位素的使用,不僅會損害操作人員身體健康,也會帶來污物處理困難的問題。爲了找到更爲合理的免疫分析法成爲以後20年來研究的熱點。直到70年代末,國外有學者將免疫反應與化學發光測定技術相結合,這種集高靈敏度和高特異性的技術稱之爲化學發光免疫分析法,化學發光免疫技術優勢比較明顯,主要有以下幾點:第一,靈敏度高,檢測限範圍更精準;第二,自動化程度高,並且沒有放射性輻射危害;第三,發光標記物穩定,有效期長,同時應用範圍寬,對於分子大小不同的抗原、半抗原及抗體都可檢測。因此,化學發光免疫分析在臨牀、衛生、食品、環保和軍事等領域正被越來越多地用於激素、蛋白質、腫瘤、毒物、病毒等成分檢測。

2 免疫分析基本原理

由免疫反應系統和化學發光分析系統兩個關鍵部分組成了化學發光免疫分析的基本原理,化學發光分析系統主要氧化以及催化的作用於化學發光物質,產生一個激發態的中間體,在處於穩定狀態時,發射出光子,然後通過測量儀器測量光量子。通過標記物與發光強度的關係,進而測出被測物質含量。而免疫反應系統是將發光物質在抗原或抗體上直接標記。

3 化學免疫分析分類

化學發光免疫分析法主要以標記法的不同來進行分類,目前習慣上將免疫分析法主要分爲兩類,第一主要是標記免疫分析法,其次是酶免疫分析法,前者是以化學發光標記,後者是以酶標記,以化學發光底物作爲信號試劑來進行發光,其原理是不相同的。除此之外,包括熒光免疫分析法以及電化學發光免疫分析法也是目前存在的化學免疫法分析方法。

3.1 化學發光標記免疫分析

將化學發光劑如吖啶酯類化合物,直接標記在抗原上或抗體上,其基本原理是啓動發光劑發光,快速閃爍。這種標記物其化學反應簡單、快速、無須催化劑;夾心法用於大分子抗原,競爭法主要用於檢測小分子抗原,另外本底低,非特異性結合相對較少光量不會因爲分子大小而受影響,因此能增加靈敏度,一般常用的化學發光物質主要是通過啓動發光試劑NaOH-H2O2作用而發光,其發光非常迅速,小分子物質多采用競爭法,夾心法主要用於大分子物質。

3.2 化學發光酶免疫分析

通過酶標記生物活性物質,再作用於發光底物,在信號劑的作用下發光,然後用發光測定儀進行測定。化學發光酶免疫分析酶反應的底物是發光劑,按照標記免疫分析,應屬酶免疫分析,其操作步驟與酶免分析完全相同。目前常用的標記酶爲鹼性磷酸酶和辣根過氧化物酶,它們有各自的發光底物。化學發光酶免疫分析法種類大致有三種,首先是HRP標記CLEIA,一般常用3-氨基鄰苯二甲酰肼作爲底物,也即是魯米諾或者用其衍生物4-氨基鄰苯二甲酰肼也是可以的,這兩種都是重要的發光試劑。需要注意的是該底物需要在鹼性緩衝溶液中進行氧化反應,生成激發態中間體,當然這需要在過氧化物酶及活性氧存在的條件下進行,中間體回到基態時就可以發光,此時的波長一般在425nm。曾經先前有人用該標記底物標記抗原或抗體,但後來發現其發光強度多受靈敏度的影響。目前用過氧化物酶進行標記,其發光強度主要依賴酶免疫反應中的酶的濃度大小;其次增強發光酶免疫分析也是化學發光酶免疫分析的一種,它主要是在將增強的發光劑加入到發光系統中,加強發光的`信號強度,並且能夠保持長時間的穩定性,在一定程度上提高了該分析方法的準確性和靈敏度,便於多次測定。目前在一些現代化的設備上,還可以由計算機進行精確控制操作,比如,往系統中加入發光試劑以及混合、溫育、洗滌等,甚至後期的數據處理,進而繪製標準曲線,最終完成患者血清樣品的分析並打印出結果;最後一種就是用ALP標記的CLEIA,這種分析方法一般多用環-1,22-二氧乙烷衍生物作爲發光底物,它的發光原理主要是其用化學發光酶免疫分析底物而設計的分子結構穩固,其中的芳香基作爲發光基團和酶作用,在發光試劑的作用下發光,該底物在鹼性磷酸酶的作用下,磷酸酯基發生水解而脫去一個磷酸基,就會產生一個穩定的中間體,然後中間體發生裂解會產生金剛烷酮和激發態的物質,這種常見底物是AMPPD,其作爲磷酸酯酶的直接化學發光底物,多用來檢測鹼性磷酸酯酶和一些配基的結合物。

4 應用

4.1 激素、蛋白質和腫瘤檢測

該系統使反應物形成均相混懸液,順磁微粒作爲固定相,增大反應面積,加速免疫反應,快速分離,自動洗滌,減少酶和催化劑的使用,pH調整即可,避免了許多影響因素,廣泛應用於甲狀腺功能、藥物檢測、腫瘤標誌物及心血管等項目。

4.2 病毒、毒物檢測

楊秀岑等用ABEI標記兔抗大腸桿菌lgG,試樣溫育、離心、沉澱峯值用luminol-H2O2-NaOH 發光體系測定;章竹君等測定了糞樣中的輪狀病毒以HRP酶標記;爲研究TNT對人體的毒害作用提供方法,張麗民等以HRP標記免疫測定了血清中4-氨基-2,6-二硝基甲苯,效果非常顯著。

4.3 其他方面的應用

被越來越多地用於免疫測定中的HRP酶標記生成核酸探針,主要採用兩種形式,一種是靶DNA雜交,將HRP直接標記在探針上,同時增強的魯米諾試劑檢測加入分離後的雜交體。另外一種是將DNA探針標記在生物素及地高辛上,然後與靶DNA雜交,再用HRP標記的親和素和抗地高辛與分離後的雜交體結合,最後加入魯米諾試劑氧化發光。

5 展望

化學發光免疫分析已成爲生物技術領域的一種重要的檢測方法,其相比較於傳統的放射免疫分析方法,其安全、穩定、測量快速等優點被廣泛應用。當然,目前化學發光免疫分析技術也存在不少的問題,例如,化學發光標記物質量和穩定性差,包括標記技術都是比較落後的。因此,要想獲得更爲廣泛的發展和使用空間,首先要加快國產發光免疫分析試劑盒的研發,另外要提高分析和測定的穩定性,只有這樣,將來化學發光免疫分析技術用於臨牀醫學檢驗,才能帶來更大的獲益。