第五节 化学发光免疫检验

208.为什么化学发光免疫分析法被认为是灵敏度高且特异性强的技术
答:化学发光免疫分析法(chemiluminescence immunoassay,CLIA)是将化学发光和免疫反应相结合而建立起来的一种检测微量抗原或抗体的新型标记免疫分析技术。其原理是用化学发光相关的物质标记抗体或抗原,与待测的抗原或抗体反应后,经过分离游离态和结合态的化学发光标记物,加入化学发光系统的其他相关物产生化学发光,以测定发光强度形式来进行抗原或抗体的定性或定量检测。化学发光免疫分析主要包含两部分,即免疫反应系统和化学发光分析系统。免疫反应系统是将标记物质标记在抗原或抗体上,经过特异性免疫反应后,形成抗原抗体复合物。化学发光分析系统是利用化学发光物质经催化剂和氧化剂的作用,形成一个激发态的中间体,当这种激发态中间体回到稳定的基态时,同时发射出光子,利用发光信号测量仪器来检测光量子产率,并通过计算机转换成测定数据。该法兼有发光分析的高灵敏性和抗原抗体反应的高特异性。近年来,随着吖啶酯类和鲁米诺类发光剂的广泛应用,加之灵敏度很高的超弱光检测技术的快速发展,两者的结合进一步推动了发光免疫技术的进步,使该技术成为医学和生物学研究领域中极为重要的检测手段。
209.为什么化学发光免疫技术适用于微量物质的检测
答:目前化学发光免疫分析技术已广泛应用于临床检验,其所能提供的检测项目涵盖范围广,如:甲状腺系统、生殖系统、垂体和肾上腺系统的各种激素,肿瘤标志物、感染性疾病、心脏标志物、治疗药物监测等多种抗原、抗体和半抗原分子。与其他标记免疫分析技术相比,化学发光免疫技术的主要优点包括:①灵敏度高、特异性强,可实现ng甚至pg级待检物质的定量检测,保证了微量物质的准确定量。随着单克隆抗体技术的不断完善,为化学发光免疫测定技术检测的特异性提供了良好的保证;②线性范围宽,可满足10 3~10 6数量级内的定量检测需要,宽泛的线性范围保证了临床应用的简便性,避免了试验中的稀释误差;③标记物稳定,试剂有效期长;④自动化程度高,全自动检测系统均为仪器和试剂配套,提高了检测的稳定性,临床应用也更为简便。因此,化学发光免疫技术受到实验室的青睐。
210.为什么制备化学发光示踪物常利用提纯的IgG与发光剂结合
答:全血清中含有大量的非抗体类血清蛋白,如白蛋白及其他球蛋白等,它们可能干扰特异性抗原抗体反应。用提纯的IgG代替全血清可减少血清中所含氧化酶类的影响,也可排除其他物质对发光免疫测定的干扰,进一步提高反应的特异性。在标记过程中,需根据发光剂的结构和性质选择合适的标记方法。在制备发光剂-IgG结合物时,IgG-发光剂:交联剂物质的量比会影响结合物的发光效率。当确定一种交联剂后,必须仔细选择它们之间的物质的量比,通过实验求出最佳比例。由于蛋白质对热的不稳定性,应尽量选择较低的温度,避免蛋白质在标记过程中活性丧失。结合物一般分装在-70℃以下或液氮中,冷冻干燥保存时效果更佳。
211.为什么化学发光酶免疫分析技术的检测结果易受到样本中其他物质的干扰
答:化学发光酶免疫分析技术的原理是:先用固相载体包被抗体(抗原),加入待测标本和酶标记抗体(抗原),发生免疫反应后,形成固相包被抗体(抗原)-待测抗原(抗体)-酶标记抗体(抗原)复合物,通过磁场完成洗涤和分离后,加入底物,酶催化底物发光,通过对发光强度的测定来对待测抗原(抗体)进行定量或定性检测。酶标抗体(抗原)由于存在一定量的非特异性吸附,而导致产生较高本底,实验评价时应引起注意。有时由于洗涤不够彻底,血清中其他来源的过氧化物酶类物质易产生非特异性酶发光反应,干扰特异性发光反应,导致测定结果与样本真实情况不符的现象,必须引起重视。酶容易失活,若标本中含有影响标记酶活性的物质,也会一定程度地影响测定结果。
212.为什么电化学发光免疫分析技术广泛应用于临床检验
答:在电化学发光免疫分析法(electrochemiluminescence immunoassay)系统中,磁性微粒为固相载体包被抗体(抗原),用三联吡啶钌标记抗体(抗原),在反应体系内待测标本与相应的抗体发生免疫反应,形成磁性微粒包被抗体-待测抗原-三联吡啶钌标记抗体复合物,吸入流动室;当磁性微粒流经电极表面时,被安装在电极下面的电磁铁吸引住,而未结合的标记抗体被洗涤分离;与此同时电极加压,启动电化学发光反应,使三联吡啶钌和TPA在电极表面进行电子转移,产生电化学发光。光信号由安装在流动室上方的光信号检测器检测,光的强度与待测抗原的浓度成正比。该技术的优点是灵敏度高(可达pg/m l水平);线性范围宽;反应时间短,单个测试在20分钟以内;测定重复性好,变异系数(CV%)一般小于5%。因此,其目前已被广泛应用于临床检验。
213.为什么在电化学发光免疫分析中使用三联吡啶钌来标记抗原或抗体
答:三联吡啶钌是电化学发光剂,和电子供体三丙胺(TPA)在阳电极表面可同时失去一个电子而发生氧化反应。二价的三联吡啶钌被氧化成三价的三联吡啶钌,成为强氧化剂。TPA失去电子后被氧化成阳离子自由基,它很不稳定,可自发地失去一个质子,形成自由基TPA,这是一个很强的还原剂,可将一个电子传递给三价的三联吡啶钌使其成为激发态的二价三联吡啶钌。激发态的二价三联吡啶钌不稳定,很快衰减并发出一个波长为620nm的光子返回基态。三联吡啶钌在电场中因不断得到三丙胺提供的电子,可周而复始地发光,持续时间长,信号强度高,容易测定,容易控制。三联吡啶钌直接标记抗原或抗体,结合稳定,不影响标记物的理化特性,标记物稳定性好,是里程碑式的标记物。
214.为什么电化学发光免疫检测法稳定性好
答:电致化学发光是通过在电极上施加一定波形的电压或电流信号进行电解反应的产物之间或与体系中共存组分反应产生化学发光的现象。电化学发光免疫检测法(ECLIA)是电化学发光和免疫测定相结合的产物,是目前最先进的标记免疫测定技术之一。ECLIA中应用的主要标记物为三联吡啶钌。因为三联吡啶钌和三丙胺正常状态下非常稳定,只有施加电压的时候才会被激活,因此容易控制。而且,电压作为反应的启动开关能有效地消除由于试剂添加或混匀所带来的问题,从而保证反应稳定而可控地进行。
215.为什么光激化学发光免疫分析的检测时间很短
答:光激化学发光免疫分析是以高分子纳米微粒为基础,由光激发的一种均相化学发光检测技术,参与免疫反应的一个抗体包被感光微粒,感光微粒内含鲁米诺类的化学发光物质;另一个抗体上包被发光微粒,发光微粒内含二甲基噻吩衍生物及Eu螯合物;当有目标抗原存在时,可形成夹心免疫复合物,两个抗体的感光微粒和发光微粒直接紧密地连在一起,在680nm激发光下,可完成化学发光程序。这个过程依赖于两种微粒相互接近的化学能量传递是均相反应,反应的基础是包被在两个高分子微粒表面的抗原和抗体的结合,利于拉近两个微粒的距离,形成免疫夹心复合物,从而使感光微粒接受激发光照射释放出单线态氧构成 “氧桥”,能有效快速地传递能量并发出光信号,故反应时间很短。

(卢仁泉 郑慧)