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​化学发光:从长远、原理、优势、市场看待它——大有作为,未来可期​!

根据检测原理和检测方法的分类,体外诊断主要可分为生化诊断、免疫诊断、分子诊断、即时诊断、微生物诊断、尿液诊断、凝血类诊断、血液诊断等诊断方法,其中免疫诊断是体外诊断的重要分支。


免疫诊断是基于抗原与抗体特异性结合的原理,主要应用于肝炎、病毒、血源、肿瘤、药物检测等。免疫诊断技术的发展经历了同位素放射免疫(RIA)、胶体金、酶联免疫(ELISA)、时间分辨荧光(TRFIA)、化学发光(CLIA)等。


目前我国免疫诊断技术的主流是酶联免疫和化学发光,由于化学发光较酶联免疫更为灵敏、快速、稳定、特异性强、重现性好,所以化学发光市场规模每年在不断扩大,化学发光取代酶联免疫是一个大趋势。


化学发光免疫分析技术包含免疫反应和化学发光两部分。首先将发光物质或酶标记在抗原或抗体上,抗原或抗体与待检测物质特异性结合后,加入氧化剂或化学发光底物,经氧化或与底物产生反应后,化学发光物质会形成一个处于激发态的中间体,中间体回到基态会发射光子释放能量。由于化学检测体系中待测物浓度与体系的化学发光强度在一定条件下呈线性定量关系的原理,利用仪器对体系化学发光强度的检测,可以确定待测物含量。


化学发光免疫分析技术根据化学发光所用的标记物和发光原理的不同可分为三类:直接化学发光免疫分析(CLIA)、酶促化学发光免疫分析(CLEIA)和电化学发光免疫分析(ECLIA)。


直接化学发光免疫分析

直接化学发光免疫分析(CLIA)是将化学发光剂如吖啶酯类化合物,直接标记在抗原上或抗体上。这种标记物的化学反应简单、快速、无须催化剂,且标记效率高,本底低。一般常用的化学发光物质主要是通过启动发光试剂NaOH+H2O2作用而发光,其发光非常迅速。其中小分子物质的检测多采用竞争法,大分子物质的检测主要用夹心法。


酶促化学发光免疫分析

酶促化学发光免疫分析(CLEAIA)是用参与催化某一化学发光反应的酶来标记抗原或抗体,与待测样本中相应的抗体或抗原发生免疫反应后,形成固相包被抗体—待测抗原—酶标记抗体复合物后,经洗涤,加入底物(发光剂),酶催化和分解底物发光。目前常用的标记酶有碱性磷酸酶(ALP)和赖根过氧化物酶(HRP)。

ALP和1,2-二氧环己烷衍生物(AMPPD)构成的发光体系是目前较灵敏的化学发光体系,其特点是反应速度快,在很短时间内提供可靠的结果。AMPPD的分子结构中有两个重要部分,一个是联接苯环和金刚烷的二氧四节环,它可以断裂并发射光子;另一个是磷酸根基团,它维持着整个分子结构的稳定。而HRP和鲁米诺构成的发光体系存在发光强度低、不易测量等缺点,通过加入增强发光剂后,增强发光信号,并在较长时间内保持稳定,便于重复测量,从而提高分析灵敏度和准确性。


电化学发光免疫分析

不同于直接化学免疫发光免疫分析和酶促化学发光免疫分析,电化学发光免疫分析(ECLIA)是以电化学发光剂三联吡啶钌([Rb(bpy)3]2+)标记抗原或抗体,以三丙胺(tripropylamine,TPA)为电子供体,在电场中因电子转移而发生特异性化学发光反应,它包括电化学和化学发光两个过程。


化学发光免疫分析技术的优势

1)灵敏度高:灵敏度高是化学发光免疫分析关键的优越性。化学发光免疫分析能够检出放射性免疫分析和酶联免疫分析等方法无法检出的物质,对疾病的早期诊断具有十分重要的意义。

2)宽的线性动力学范围:发光强度在4-6个量级之间,与测定物质浓度间呈线性关系。这与显色酶联免疫分析吸光度(OD 值)2.0 的范围相比,优势明显。虽然同位素放射免疫也有较宽的线性动力学范围,但是放射性限制其应用。

3)光信号持续时间长:化学发光免疫分析的光信号持续时间可达数小时甚至一天,简化了实验操作及测量。

4)分析方法简便快速:绝大多数分析测定仅需加入一种试剂(或符合制剂)的一步模式。

5)结果稳定、误差小:样本本身发光,不需要额外光源,避免了外来因素的干扰(光源稳定性、光散射、光波选择器),分析结果稳定可靠。

6)安全性好及使用期长:到目前为止还未发现化学发光免疫分析试剂的危害性;另外这些试剂稳定,保存期可达一年之久。


化学发光免疫分析技术的市场情况

根据Kalorama Information的市场数据,2010-2015年期间,酶联免疫的复合增长率为-5%,化学发光复合增长率为28%。在欧美发达国家的免疫诊断市场,酶联免疫法已基本被淘汰,占免疫诊断市场比例不到5%,化学发光免疫诊断已成为主流,其中以罗氏、雅培、贝克曼、拜尔、索灵和西门子的产品为主,占据了市场近70%的份额。



来源:体外诊断IVD知识库

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