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第三节 化学发光免疫测定

化学发光反应参与的免疫测定分为二种类型。第一种是以发光剂作为酶免疫测定的底物,通过发光反应增强测定的敏感性;第二种是以发光剂作为抗体或抗原的标记物,直接通过发光反应检测标本中抗原或抗体的含量。

一、化学发光酶免疫测定

从标记免疫测定来看,化学发光酶免疫测定(chemiluminescentenzymeimmunoasssay,CLEIA)应属酶免疫测定。测定中2次抗原抗体反应步骤均与酶免疫测定相同,仅最后一步酶反应所用底物为发光剂,通过化学发光反应发出的光在特定的仪器上进行测定。两种常用的标记酶,辣根过氧化物酶(HRP)和碱性磷酸酶(AP)均有其发光底物,由此建立的CLEIA均在临床检验中应用。

(一)HRP标记的CLEIA

常用的底物为鲁米诺或其衍生物。鲁米诺的氧化反应在碱性缓冲液中进行,通常以0.1mol/LpH8.6Tris缓冲液作底物液,鲁米诺和H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]在无HRP催化时也能缓慢自发发光,而在最后光强度测定中造成空白干扰,因而宜分别配制成2瓶试剂溶液,只在用前即刻混合。

HRP催化鲁米诺氧化的反应可被某些酚试剂(如邻-碘酚)或萤火虫荧光素酶等加强。加强剂的作用是增强发光和延长发光时间,由此可提高敏感度。

(二)AP标记的CLEIA

在以AP为标记酶的CLEIA中,应用的底物为adamantyldioxetasephosphate,有不少衍生物的商品试剂如PPD可供应用。发光反应的反应式如下:

二、化学发光标记免疫测定

化学发光标记免疫测定亦称化学发光免疫测定(chemiluminescentimmunoassay,CLIA),是用化学发光剂直接标记抗原或抗体的一类免疫测定方法。用作标记的化学发光剂应符合以下几个条件:①能参与化学发光反应;②与抗原或抗体偶联后能形成稳定的结合物试剂;③偶联后仍保留高的量子效应和反应动力;④应不改变或极少改变被标记物的理化特性,特别是免疫活性。鲁米诺类和吖啶酯类发光剂等均是常用的标记发光剂。

鲁米诺类的发光反应须有催化剂(例如过氧化物酶)催化,且与蛋白质或肽结合后其发光作用减弱,因此鲁米诺类在CLEIA中是很好的底物,但已较少用于CLIA的标记。吖啶酯类对CLIA更为适用,其显著的优点是:①氧化反应不需催化剂,只要碱性环境中就可以进行。反应物在加入H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]后再加氢化钠溶液,发光反应迅速,本底低。②在氧化反应过程中,结合物被分解,因此游离的吖啶酯的发光不受抑制。试剂稳定性好。

三、电化学发光免疫测定

在电化学发光免疫测定(electrochemluminescenceimmunoassay,ECLI)中应用的标记物为电化学发光反应的底物三联吡啶钌,其衍生物N-羟基琥珀酰胺(NHS)酯可通过化学反应与抗体或不同化学结构的抗原分子结合,制成标记的抗体或抗原。ECLI的测定模式与ELISA相似,分二个步骤进行。以双抗体夹心法测定抗原为例,第一步在试管中进行,反应物为Ru(bpy)[XB]3[/XB][SB]2+[/SB]标记的抗体、吸附在磁性微球上的固相抗体以及受检的标本,反应式如图18-2。

ECLI中的抗原抗体反应

图18-2 ECLI中的抗原抗体反应

反应后除由标记抗体、固相抗体与标本中的抗原形成的夹心复合物外,尚有多余的标记抗体和固相抗体。第二步是将反应液输入特殊的检测仪器的反应室中(图18-3),随即用含三丙胺(TPA)的缓冲液冲洗。反应室电极下有磁铁。含磁性微球的夹心复合物及游离的固相抗体被吸附在电极表面,游离的标记抗体随冲洗液流出。此时在反应室中即发生如图18-1的电化学发光反应。发出的光由光电倍增管转为信号,通过电信号的测定反映标本中抗原的含量。

ECLI中的ECL反应

图18-3 ECLI中的ECL反应

ECLI具有以下优点:①标记物在再循环利用,使发光时间更长、强度更高、易于测定;②敏感度高,可达pg/ml或pmol水平;③线性范围宽,>10[SB]4[/SB];④反应时间短,20min以内可完成测定;⑤试剂稳定性好,2~5℃可保持一年以上。

四、在医学检验中的应用

放射免疫分析因标记物的放射性在应用中存在不少问题。为替代这一广被采用的测定方法,近年来创立了多种新的标记免疫技术。化学发光免疫测定具有明显的优越性:①敏感度高,甚至超过RIA;②精密度和准确性均可与RIA相比;③试剂稳定,无毒害;④测定耗时短;⑤测定项目多;⑥已发展成自动化测定系统。因此化学发光免疫测定在医学检验中不仅能取代RIA,而且可得到更为广泛的应用。