化学发光技术综述
化学发光免疫分析技术
定性检测。
化学发光免疫测定是目前世界公认先进的标记免疫测定技 术,化学发光免疫分析技术具有高度的准确性和特异性, 成为检验方法中最为重要的技术之一。化学发光免疫分析 技术作为疾病诊断的主要手段已被广泛用于机体免疫功能 、传染性疾病、内分泌功能、肿瘤标志物、性激素、甲状 腺功能等方面的体外诊断实验中。
入氧化剂(H2O2)和NaOH使成碱性环境,吖啶酯在
不需要催化剂的情况下分解、发光 。
由集光器和光电倍增管接收、记录单位时间内所产生 的光子能,这部分光的积分与待测抗原的量成正比,可从
直接化学发光的机理
--- 夹心法
磁微粒
抗体
+
被测抗原
+
带吖啶酯 标记物抗 体 (2) 加入碱 (pH>10)
(1) 加入H2O2 (pH<10)
㈠ 辣根过氧化物酶标记的化学发光免疫分析 该分析系统采用辣根过氧化物酶(HRP)标 记抗体(或抗原),在与反应体系中的待测标 本和固相载体发生免疫反应后,形成固相包 被抗体-待测抗原-酶(HRP)标记抗体复合 物,这时加入鲁米诺发光剂、H2O2和化学发 光增强剂使产生化学发光。
辣根过氧化物酶标记化学发光免疫分析示意图
化学发光免疫分析的优势
• 灵敏度高
• 灵敏度高是化学发光免疫分析关键的优越性,其灵敏度可 达 10-22 mol/L ( RIA 为 10 -12 mol/L )。化学发光免疫分 析能够检出放射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。
• 宽的线性动力学范围
同时引人TPA缓冲液。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
抗体和标本被缓冲液冲走。与此同时电极加压,启动
鲁米诺化学发光分析研究综述
鲁米诺化学发光分析研究综述化学发光是化学反应体系中的某些分子,如反应物、中间体或反应产物吸收了化学反应释放出的化学能,由基态跃迁至激发态,当其从激发态返回基态时所产生的光辐射[1]。
化学发光法则是根据化学反应的发光强度或发光总量确定相应组分含量的一种分析方法。
同荧光法相比,化学发光法不需要外来的光源,减少了拉曼散射和瑞利散射,降低了噪音信号的干扰,提高了检测的灵敏度[4],扩大了线性范围。
鲁米诺(5-氨基-2,3-二氢-1,4-二杂氮萘二酮,也称3-氨基邻苯二甲酰肼)因其结构简单、易合成、水溶性好,以及发光量子效率高等特点,鲁米诺是最常用的液相化学发光试剂之一。
自从1928年albrecht首次报道了鲁米诺与氧化剂在碱性溶液中的化学发光反应以来,人们对该化学发光体系的研究就一直十分活跃,使得该化学发光体系被应用于许多领域之中。
white等通过比较鲁米诺体系的化学发光光谱和3-氨基邻苯二甲酸根离子的荧光光谱,提出鲁米诺化学发光反应的发光体。
在碱性条件下,鲁米诺首先被氧化为叠氮酮,然后形成桥式六元环过氧化物中间体,分解后以光子的形式释放出能量产生化学发光。
下面笔者简要介绍鲁米诺化学发光反应的机理,详细地总结近五年来鲁米诺化学发光体系的应用进展。
鲁米诺化学发光体系的分析应用主要基于以下几个方面。
鲁米诺-过氧化氢化学发光体系应用最为广泛。
许多过渡金属离子对鲁米诺-过氧化氢化学发光反应具有很好的催化作用。
李正平等发现铁蛋白催化,产生很强的化学发光信号,建立简便灵敏的检测铁蛋白的化学发光方法。
方法的线性范围为0.5~10μg/l,检出限为0.36μg/l,为铁蛋白作为纳米粒子标记物及直接检测提供一种新的途径。
戴路等报道了一种新的测定雌性激素的流动注射化学发光方法。
在碱性条件下,金银复合纳米粒子能显著地增强鲁米诺-过氧化氢化学发光,而雌性激素能明显地抑制该体系的化学发光强度,建立了测定天然雌激素(雌酮、雌二醇和雌三醇)的化学发光方法。
化学发光法的进展综述
化学发光法的研究进展综述【摘要】化学发光分析法实际上是利用化学发光的原理,而建立起来的一种分析方法。
化学发光分析法的特点较为明显,主要表现在化学发光不需要任何光源,同时在实践的过程中化学发光分析法与其他方法相比较其灵敏度也较高,此外线性范围宽和仪器简单也是化学发光分析法的特点之一。
正式基于这些特点,化学发光分析法在环境化学、临床检验、药物分析等领域得到十分广泛的应用和研究。
本文针对化学发光法的研究进展进行综述,希望本文的研究能够为相关领域提供一些指导和借鉴。
【关键词】化学发光法;研究进展;综述doi:10.3969/j.issn.1004-7484(x).2012.08.686 文章编号:1004-7484(2012)-08-2967-021 化学发光概述所谓化学发光(chemiluminescence,cl)实际上是产生于化学反应过程中的一种光辐射。
化学发光法的基本原理就是:化学反应的反应物或生成物吸收了反应释放的化学能由基态跃迁至电子激发态,再由激发态的最低振动能级返回基态,同时将能量以光辐射的形式释放出来,产生化学发光。
2 常见化学发光体系及其应用2.1 鲁米诺化学发光体系鲁米诺是1928年albrecht首先发现的一种发光试剂。
鲁米诺属肼类有机化。
由于鲁米诺及其衍生物性质稳定,结构简单,易于合成,且无毒不污染环境,水溶性较好,从而成为研究最多,使用最早,应用范围最广泛的化学发光试剂之一。
它在碱性溶液中可以被强氧化剂氧化而处于激发态,激发态回到基态时同时发射425nm的蓝光,所以鲁米诺的发光体都是3-氨基邻苯二甲酸根。
2.2 吖啶类化合物的化学发光体系一光泽精化学发光体系光泽精(lucigenin,lc)化学发光体系是一个性能优良、应用广泛的化学发光体系,在国内对该体系的研究与应用还很少。
国外对lc发光体系作了较深入、系统的研究。
和鲁米诺一样,光泽精在碱性介质中被h2o2氧化,裂解为激活态,发出蓝色的光,其发光效率也较高,只是氧化产物n-甲基吖啶酮难溶于水,常沉积在反应器壁上,为此常加入表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵(ctab)使之增活。
化学发光分析法综述
化学发光分析法综述化学发光分析法是一种基于光的检测技术,其原理是通过化学反应产生光的发射,利用发光强度与待测物质浓度之间的关系进行定量分析。
化学发光分析法在生物医学、环境监测、食品安全等领域有着广泛的应用。
本文将综述化学发光分析法的原理、方法和应用研究进展。
化学发光分析法的原理可以归纳为两类:化学发光增强原理和化学发光自身原理。
前者基于化学反应中发光物质的生成和增强,如钒酸盐-含氮化物体系中产生的荧光;后者则是通过一些物质在化学反应中的产生发光,如氧化还原反应中的增白剂和催化剂的发光作用。
化学发光分析法的方法包括化学发光法、电化学发光法和光生发光法。
其中化学发光法是应用最广泛的一种方法,其步骤通常包括试剂的制备、反应条件的优化、发光体系的选择和测量装置的设计。
电化学发光法则是利用电化学反应中产生的电流转化成光信号进行检测。
光生发光法是利用光照射样品后产生的催化剂发光进行分析。
在应用研究方面,化学发光分析法在生物医学领域有着广泛的应用。
例如,生物芯片技术结合化学发光分析法可以用于检测DNA序列、蛋白质和细胞等。
此外,化学发光分析法还可以用于检测环境中的有毒物质,如重金属离子和有机污染物。
食品安全是一个重要的应用领域,化学发光分析法可以用于检测食品中的农药残留、添加剂和毒素等。
近年来,一些新的发展和研究方向也出现在化学发光分析法中。
例如,利用纳米材料和纳米光子学的原理,可以制备出高灵敏度、特异性的化学发光探针。
此外,不断提高化学发光分析方法的自动化程度,可以实现高通量的分析和测量。
同时,与其他分析技术的结合,如质谱技术和色谱技术,也是当前的研究重点。
综上所述,化学发光分析法是一种重要的分析技术,具有广泛的应用前景。
随着研究的不断深入,化学发光分析法在生物医学、环境监测和食品安全等领域的应用将会得到进一步的扩展。
化学发光技术在分析化学中的应用
化学发光技术在分析化学中的应用化学发光技术已经成为分析化学中重要的一种方法,广泛应用于药物检测、环境监测和食品安全等领域。
本文将从原理、应用、发展和展望等方面进行分析论述。
一、原理化学发光是指采用化学方法产生光的现象,其本质是所谓的化学发光反应。
化学发光技术主要基于三种不同类型的发光机制:化学显微发光、化学氧化发光和特定反应发光。
其中,化学显微发光的原理主要是氧化的氧化还原反应与过氧化氢的氧化反应;化学氧化发光的机制是稀土金属性化合物经过光致反应以及氧化修饰后放出光子;特定反应发光则依靠反应物、酶、物质或者合成材料的不同,通过诱导发光反应来达到检测目的。
二、应用1. 药物检测化学发光技术在药物检测方面有着广泛的应用。
以抗体为基础的化学发光生物传感器,被广泛用于生物标志物的检测,以及病毒和微生物的诊断等领域。
荧光寿命技术也已经成功应用于药物筛选,通过测量药物对生物大分子如蛋白质的保护能力,在药物分子设计过程中,发挥了重要作用。
2. 环境监测化学发光技术在环境监测中也颇受青睐。
光生物技术,如使用生物传感器和荧光探针检测污染物,并利用物质的光学特性,可检测危险物质的存在与浓度。
该技术对于洁净水体的监测以及环境污染控制具有十分重要的意义。
3. 食品安全鉴于现代社会对食品安全的需求,化学发光技术在食品安全方面发挥越来越重要的作用。
例:对某些地区的鱼样品极小量的汞所引起的毒性。
化学发光技术可以通过检测交联光化学萃取柱捕集到的金属离子来检测汞。
4. 新型纳米材料的应用新型纳米材料在化学发光技术中,提供了额外的选择。
例如利用纳米颗粒的荧光发光性能,建立新型的生物传感器和荧光探针。
纳米尺度的物质对于化学发光反应产生的抑制作用,本身可以以一种简单、低成本的方式改善分析性能。
三、发展随着科技的不断进步,化学发光技术在分析化学中的应用也越来越广泛,尤其是近年来新型器件和新型反应机制不断涌现。
这方面,高通量和快速分析已经成为应用开发的主要方向之一。
关于电化学发光相关综述
电化学发光相关知识1、电化学发光概述电化学发光(electrochemiluminescence,ECL)是指将一定的电压或电流信号施加到电极上使得电化学反应发生,在电极表面产生物质,这些电极反应产物之间或电极产物与体系中其它共存组分之间发生化学反应产生激发态物质,当激发态物质从激发态返回基态时释放能量产生光辐射的一种现象[1,2]。
电化学发光反应发生的条件如图1。
电化学发光是化学发光方法与电化学方法结合的一种方法,因此其综合了化学发光灵敏度高和电化学反应容易被控制的优点。
另外由于电化学发光分析方法线性范围宽、分析快速、重现性好、操作简便等,使得其越来越受到研究者的关注[2-5]。
图1电化学发光反应发生的条件图对电化学发光现象的详细研究是在20世纪60年代,随着电子科技技术的飞速发展以及灵敏度很高的光电传感器的出现,为电化学发光的研究提供了有力的依据,Kuwana等最先利用脉冲电压研究了铂电极上鲁米诺的电化学发光机理,使人们对电化学发光及其机理有了初步的认识,同时人们也研究发现除了鲁米诺以外还有一些稠环芳烃也可以在一定的条件下产生电化学发光现象,为接下来对芘类化合物、呋喃、吲哚类、蒽及其衍生物的电化学发光研究奠定了有力的基石。
到20世纪80年代,电化学发光的研究范围更加广泛,相关报道也逐渐增多,并且电化学发光分析开始与高效液相色谱、毛细管电泳等分离技术联用,为其在实际中的应用提供了有力的依据,并且使得发光信号的稳定性有了一定的提升。
三联吡啶钌是这个时期的重大发现,它可以用于草酸、氨基酸等多种物质的测定,为电化学发光的研究提出了新的思路。
20世纪90年代以后,电化学发光已经成为一个非常活跃的领域,对其机理的认识已经更加深入,电化学发光的装置、电极材料等都得到了大的发展,并且电化学发光的应用已经扩展到免疫分析、DNA分子检测、生物活体分析等领域。
总之,电化学发光一直在朝着独特、灵敏度高、分析范围广的方向发展。
化学发光分析法研究综述
第49卷第11期2021年6月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.11Jun.2021化学发光分析法研究综述李霞1,王仕宝2°(1汉中职业技术学院农林技术与生物工程学院,陕西汉中723000;2汉中职业技术学院秦巴山区药(食)用植物研究所,陕西汉中723000;3汉中职业技术学院药学院,陕西汉中723000)摘要:化学发光分析法是利用被测样品与体系所产生的发光强度,在一定范围内的线性定量关系,对所测样品进行含量测定的一种痕量分析方法。
通过反应物、反应中所加的催化剂、增敏剂和抑制剂等,采用标记方式应用于物质含量测定,从而扩大化学发光分析使用范围。
化学发光分析法已经广泛应用于药物分析、环境监测、临床检验及食品分析等多个领域。
本文对化学发光原理、特点进行了概括,同时结合文献,汇总了多种化学发光体系的应用。
关键词:化学发光;分析法;流动注射;研究;综述中图分类号:A150.2520文献标志码:A文章编号:1001-9677(2021)011-0018-03 Research Review of Chemiluminescence Analysis*U Xia1,WANG Shi-bad1-'3(1School of Agricultural and Forestry Technology and Bioengineering,Hanzhong Vocation and Technology College, Shaanxi Hanzhong723000;2Institute of Pharmaceutical(Edible)Botanty,Qinba Mountains Hanzhong Vocation and Technology College,Shaanxi Hanzhong723000;3School of Pharmacy,Hanzhong Vocation and Technology College,Shaanxi Hanzhong723000,China)Abstract:Chemiluminescence(CL)analysis is a trace analysis method for the determination on the content of the measured sampleby using the linear quantitative relationship within a certain range.Through the reactants,catalysts, sensitizers and inhibitors added in the reaction,the labeling method is applied to the determination of material content,so as to expand the scope of application of chemiluminescence analysis.Chemiluminescence analysis has been widely used in drug analysis,environmental monitoring,clinical testing and food analysis.The principleand characteristics of CL were summarized,and the applications of various chemiluminescence systems were summarized.The principle and characteristics of chemiluminescence were summarized,and Various CL systems were summarizedcombining reference.Key words:chemiluminescence;analysis;flow-injection;research;review化学发光(chemiluminescence,CL)是物质在化学反应过程中产生的一种光辐射现象化学发光分析法是利用不同浓度所测样品与体系所产生的发光强度,在一定范围内呈现线性定量关系,通过对检测该体系中化学反应的发光强度后,确定出所测样品含量的一种痕量分析方法⑵。
(完整版)化学发光免疫分析技术原理简介(精)
化学发光免疫分析技术原理简介20 世纪60 年代即有人利用化学发光法测定水样中细菌含量和菌尿症患者尿液检查.1977 年Halman 等将化学发光系统与抗原抗体反应系统相结合,创建了化学发光免疫分析法,保留了化学发光的高度灵敏性,又克服了它特异性不足的缺陷。
近年来对技术与仪器的不断改进,使此技术已成为一种特异,灵敏,准确的自动化的免疫学检测方法。
1996 年推出的电化学发光免疫技术,在反应原理上又具有一些新的特点。
这两种技术目前已在国内一些大型医院实验室用于常规免疫学检验。
一、化学发光免疫分析法化学发光免疫分析法( chemiluminescence immunoassay , CLlA) 是把免疫反应与发光反应结合起来的一种定量分析技术,既具有发光检测的高度灵敏性,又具有免疫分析法的高度特异性。
在CLIA中,主要有两个部分,即免疫反应系统和化学发光系统。
免疫反应系统与放射免疫测定中的抗原抗体反应系统相同化学发光系统则是利用某些化合物如鲁米诺( luminol) 、异鲁米诺(isolu—minol) 、金刚烷( AMPPD)及吖啶酯( AE)等经氧化剂氧化或催化剂催化后成为激发态产物,当其回到基态时就会将剩余能量转变为光子,随后利用发光信号测量仪器测量光量子的产额。
将发光物质直接标记于抗原(称为化学发光免疫分析)或抗体上(称为免疫化学发光分析),经氧化剂或催化剂的激发后,即可快速稳定的发光,其产生的光量子的强度与所测抗原的浓度可成比例。
亦可将氧化剂(如碱性磷酸酶等)或催化剂标记于抗原或抗体上,当抗原抗体反应结束后分离多余的标记物,再与发光底物反应,其产生的光量子的强度也与待测抗原的浓度成比例。
发光免疫分析的灵敏度高于包括RIA 在内的传统检测方法,检测范围宽,测试时间短,仅需30 — 60min 即可。
试剂货架寿命长,稳定性好,具有大规模自动化测试的功能。
这项技术发展很快,已有许多厂商生产各具特色的测定仪器与配套试剂。
化学发光发展
化学发光发展
随着科技的不断发展,化学发光技术也愈发成熟。
化学发光是指物质在受到激发后释放能量而发出光的现象,这种发光现象在自然界和生物体内都有广泛应用。
例如,萤火虫和某些深海生物都利用化学发光来进行繁殖和捕食。
在人工应用方面,化学发光技术已经广泛应用于医学、生物学、环境监测、安防、军事等领域。
其中,最广泛的应用之一是化学发光免疫分析法(Chemiluminescent Immunoassay,CLIA)。
该技术基于免疫学原理,利用化学发光反应的信号检测生物分子,如蛋白质、抗体、荷尔蒙等。
CLIA具有高灵敏度、高选择性、高通量等特点,已经成为医学检验、病毒检测、肿瘤诊断等领域的重要手段。
除了CLIA,化学发光技术还被广泛应用于环境监测和安防领域。
例如,在水质检测中,化学发光技术可以检测水中的重金属、有机物等污染物;在火灾探测中,化学发光技术可以检测空气中的烟雾、火焰等。
未来,随着化学发光技术的不断发展,其在生命科学、材料科学、能源等领域的应用将会更加广泛。
同时,人们也需要不断探索新的化学发光反应,以满足不同领域的需求。
- 1 -。
化学发光免疫分析技术
化学发光免疫分析技术化学发光免疫分析技术(Chemiluminescence Immunoassay,CLA)是一种利用化学发光原理检测生物分子的技术。
化学发光是指在一定条件下,某些物质能够通过化学反应,产生电子激发,从而在较高的能级上积累能量,最终能通过放射电磁波而发光的现象。
在CLA中,生物分子(如蛋白质、细胞、激素等)与特异性抗体结合后,通过化学发光原理检测分析生物样本中的目标分子。
CLA技术具有非常高的敏感度、专一性和准确性,被广泛应用于学术研究、临床诊断、环境监测和食品安全等领域。
CLA技术的原理CLA技术主要利用化学发光原理,通过测定分子之间的化学反应发生前后所产生的能量变化以及电子跃迁发光的特性,从而进行分析定量。
其基本原理是:利用亲和层析法、固相抗体法、免疫层析法或酶联免疫吸附法等方法,将特异性的抗体固定在固相载体(如聚苯乙烯微球、硅胶等)上形成抗体-抗原复合物;再将待测样品加入反应体系中,与载体上的抗体结合,形成生物活性复合物;接下来,加入发光底物,在过氧化物酶(POD)或碱性磷酸酶(ALP)的催化下,在化学反应的作用下,引发发光反应,利用光学检测仪器测定发光值,并与标准品进行比较,计算出待测样品中抗原的浓度。
CLA技术的优势CLA技术作为一种高灵敏、高稳定、高特异性的检测方法,具有以下优势:1. 高灵敏度:CLA技术的灵敏度高于其他检测方法,能够检测到极低浓度的生物分子,特别是针对低丰度蛋白质、代谢产物、激素或其他生物标志物,其敏感度更是达到了pg/mL 级别。
2. 高特异性:CLA技术具有极高的特异性,可以区分目标分子和其他非靶分子,降低了假阳性和假阴性的风险,有利于准确判断样本中的目标分子。
3. 高通量:CLA技术可以进行高通量检测,同时检测多个样品,提高了检测效率和样本处理量。
4. 稳定可靠:CLA技术执行简便,无需高端仪器和特殊要求,检测结果稳定可靠,不受样品污染和干扰的影响。
化学发光法在化学分析中的应用
化学发光法在化学分析中的应用化学发光法是一种基于化学反应生成光的分析方法,因其灵敏度高、特异性强而广泛应用于生命科学、环境科学和材料科学等领域。
在化学分析中,化学发光法有着独特的应用优势。
本文将从化学发光法的基本原理、技术特点以及应用案例三个方面来介绍其在化学分析中的应用。
一、基本原理化学发光法基于化学反应生成的能量来产生光。
在分析过程中,通过化学反应能量的释放或吸收来检测分析物的存在和浓度。
该方法的基本原理是利用荧光分子在化学反应过程中的荧光性质来检测分析物。
荧光分子在激发光照射下,发出荧光信号。
当该分子与特定样品分子发生化学反应后,荧光分子的荧光强度或寿命发生变化,通过测量这种变化,便可确定分析样品中所含化合物的类型和浓度。
二、技术特点化学发光法在化学分析中具有很多技术特点,其优点主要表现在以下几个方面:1. 灵敏度高:化学发光法对微量化合物具有很高的检测灵敏度。
一般情况下,其检测灵敏度可达到纳摩尔级别。
2. 特异性强:化学发光法可以通过特异性反应来判定分析物。
由于荧光反应对特定样品分子有选择性,可以避免与其他分子发生相互干扰。
3. 操作简便:化学发光法操作简便,无需复杂的仪器和试剂,特别适用于临床、环境和食品安全等领域的快速分析。
4. 应用广泛:化学发光法广泛应用于各个领域,如微量元素分析、生物分析、环境污染分析等。
三、应用案例1. 食品分析食品中的残留物质极易对人体健康造成影响,因此在食品分析中选择灵敏度高、特异性强的分析方法非常重要。
以食品中常见的三聚氰胺为例,采用化学发光法可以快速、准确地检测出食品中三聚氰胺的含量。
该方法可以在极低浓度下检测出三聚氰胺,且检测结果快速且准确。
2. 生物医学在生物医学领域,荧光标记是常见的标记方式,是实现生物样品分析的有效方法之一。
以酶标技术为例,通过添加荧光标记的底物到检测样品中,发生化学反应后,即可利用化学发光法来检测样品中的酶的活性或浓度。
该方法不仅可以用于生化分析,也可以用于检测病毒或细胞表面标记等。
光谱化学发光综述剖析
光谱分析化学Spectral Analytical Chemistry综述题目化学发光综述学生姓名所在学院化学化工学院专业及班级分析化学完成日期2013年12月27日目录摘要 (3)1.理论背景 (4)1.1化学发光分析 (4)1.2化学发光的分类 (6)2.化学发光试剂 (7)2.1直接化学发光剂 (7)2.1.1 吖啶酯及吖淀酰胺类 (7)2.1.2 三联吡啶钌 (9)2.2 酶促反应发光剂 (10)2.2.1鲁米诺及其衍生物 (10)2.2.2(金钢烷)- 1,2- 二氧乙烷及其衍生物 (11)3.国内外主要的化学发光仪器的生产商 (13)4.化学发光的应用 (16)4.1化学发光免疫分析 (16)4.2药物分析方面的应用 (17)5.化学发光的市场与化学发光免疫分析的临床前景 (18)5.1国外自动化免疫分析系统生产商及自动化免疫分析系统 (19)5.2国内自动化免疫分析系统生产商及自动化免疫分析系统 (21)6.结束语 (22)参考文献 (22)化学发光分析摘要化学发光作为光谱分析中重要的分析手段越来越受到普遍的关注,由于其不需要外源性激发光源,避免了背景光和杂散光的干扰,降低了噪声,大大提高了信噪比。
并具通过特定的化学发光可以定性定量的测定微量物质,有灵敏度高,线性范围宽,设备简单,操作方便,易于实现自动化,分析快等特点。
本文首先从化学发光的理论依据出发,进行化学发光的分类,化学发光的仪器的国内外现状,然后详细介绍了化学发光在免疫分析方面的应用,为扩大化学发光分析技术在替它领域的应用提供一些启发,最后进行了化学发光免疫分析系统进行了市场分析,及其临床应用进行了深入探讨。
关键词:光谱,化学发光,免疫分析,应用0.前言发光是指分子或原子中的电子吸收能量后,由基态(较低能级)跃迁到激发态(较高能级),然后再返回到基态,并释放光子的过程。
根据形成激发态分子的能量来源不同可分为:光照发光、生物发光、化学发光等。
化学发光技术综述
化学发光技术综述化学发光技术综述化学发光免疫测定(CLIA)是将抗原与抗体特异性反应与敏感性的化学发光反应相结合而建立的一种免疫检测技术。
(一)原理化学发光免疫测定(CLIA)属于标记抗体技术的一种,它以化学发光剂、催化发光酶或产物间接参与发光反应的物质等标记抗体或抗原,当标记抗体或标记抗原与相应抗原或抗体结合后,发光底物受发光剂、催化酶或参与产物作用,发生氧化还原反应,反应中释放可见光或者该反应激发荧光物质发光,最后用发光光度计进行检测。
(二)特点特异性高、敏感性高、分离简便、快速、试剂无毒、安全稳定、可自动化。
(三)分类1、从反应原理上,化学发光免疫技术主要分为直接化学发光和酶促反应化学发光。
1.1直接化学发光化学发光剂在发光免疫分析过程中不需酶的催化作用,直接参与发光反应,它们在化学结构上有产生发光的特有基团,可直接标记抗原或抗体。
直接化学发光速度快、试剂稳定性好,但灵敏度略低于酶促发光。
代表性的发光剂有:吖啶酯、三联吡啶钌。
1.1.1 吖啶酯在碱性条件下被H2O2氧化时,发出波长为470nm的光,具有很高的发光效率,其激发态产物N-甲基吖啶酮是该发光反应体系的发光体。
这类化合物的发光为闪光型,加入发光启动试剂后0. 4s 左右发射光强度达到最大,半衰期为0.9s左右。
特点:①发光反应中在形成电子激发态中间体之前,联结于吖啶环上的不发光的取代基部分从吖啶环上脱离开来,即未发光部分与发光部分分离,因而其发光效率基本不受取代基结构的影响。
②吖啶酯或吖啶磺酰胺类化合物化学发光不需要催化剂,在有H2O2 的稀碱性溶液中即能发光。
因此应用于化学发光检测具有许多优越性。
优点主要有:①背景发光低,信噪比高;②发光反应干扰因素少;③光释放快速集中、发光效率高、发光强度大;④易于与蛋白质联结且联结后光子产率不减少;⑤标记物稳定(在2-8 ℃下可保存数月之久)。
1.1.2.三联吡啶钌三联吡啶钌 [RU(bpy)3]2+是电化学发光剂,它和电子供体三丙胺(TPA)在阳电极表面可同时失去一个电子而发生氧化反应。
化学发光分析法综述
化学化工学院
化学发光法是根据化学反应的发光强度或发光总量确定 相应组分含量的一种分析方法。同荧光法相比,化学发 光法不需要外来的光源,减少了拉曼散射和瑞利散射, 降低了噪音信号的干扰,提高了检测的灵敏度,扩大了 线性范围。鲁米诺(5-氨基-2,3-二氢-1,4-二杂氮萘二酮, 也称3-氨基邻苯二甲酰肼)是最常用的液相化学发光试剂 之一。通过特定的化学发光可以定性定量的测定微量物 质,具有操作方便,易于实现自动化,分析快等特点。
A I cl t dt cl
t 0
t
0
dc dt cl c dt
如果反应是一级动力学反应,t时刻的化学发 光强度Icl与该时刻的分析物浓度c成正比, 即化学发光峰值强度与分析物浓度c成线性关 系。在化学发光分析中,常用已知时间内的 发光总强度来进行定量分析。
装置流程:
高锰酸钾化学发光反应体系
高锰酸钾是化学发光反应中常用的强氧 化剂,高锰酸钾化学发光反应可用来测 定两类物质,一类是能直接与高锰酸钾 产生化学发光反应的有机物,该有机物 的分子结构大多数都含有多个羟基或氨 基。另一类是基于能量转移机理测定荧 光物质。
高锰酸钾化学发光反应体系
高锰酸钾可以氧化很多种有机物从而产 生化学发光,某些不易与鲁米诺发光进 行测定的物质,可以利用高锰酸钾的高 氧化性与之反应,得到满意的测定结果。
A +B = C + D*(激发态分子) D* → D + h(激发态分子D* 的光辐射)
化学发光效率和发光强度
化学发光效率:
发射光子的分子数 cl r f 参加反应的分子数
化学效率:
激发态分子数 r 参加反应的分子数
化学发光简要介绍
化学发光简要介绍内容n什么是化学发光免疫分析n化学发光免疫分析的分类及原理n市场上常见的化学发光仪器n什么是化学发光免疫分析化学发光免疫分析(chemiluminescenceimmunoassay,CLIA)是将化学发光分析和免疫反应相结合而建立的一种新的检测微量抗原或抗体的新型标记免疫分析技术。
化学发光抗原抗体结合物抗原抗体结合物的量与发光强度成相应关系样本中待测抗原或抗体的量与发光强度成对应关系n化学发光免疫分析特点n具有化学发光分析的高灵敏度;n具有抗原抗体反应的高度特异性;n具有分离简便特点;可以实现自动化分析,使之成为医学、生物学研究领域中一种新的重要的免疫学分析手段。
n化学发光免疫技术原理发光:一种物质由电子激发态回复到基态时,释放出的能量表现为光的发射,称为发光(luminescence)。
根据形成激发态分子的激发能可将发光分为三种类型:光照发光、生物发光和化学发光。
1、光照发光:光照发光(photoluminescence) 发光剂经短波长入射光照射后进入激发态,当回复至基态时发出较长波长的可见光。
2、生物发光:生物发光(bioluminescence) 典型例子为萤火虫发光。
3、化学发光:在常温下经化学反应所产生的发射光。
n化学发光免疫技术原理化学发光剂(化学发光底物):发光剂是指在发光反应中参与能量转移并最终以发射光子的形式释放能量的化合物。
常见化学发光剂:酶促反应的发光底物是指经酶的降解作用而发出光的一类发光底物,目前化学发光酶免疫技术中常用的酶有辣根过氧化物酶(HRP)和碱性磷酸酶(ALP)。
HRP的发光底物为鲁米诺或其衍生物和对-羟基苯乙酸。
ALP的发光底物为3-(2-螺旋金刚烷-4-甲氧基-4-甲基-4-(3-磷酸氧基)-苯基-1,2-二氧乙烷(AMPPD)和4-甲基伞形酮磷酸盐(4-MUP,荧光底物)。
n1.鲁米诺n鲁米诺发光原理n鲁米诺增强发光反应原理〔3-(2‘-螺旋金刚烷)-4-甲氧基-4-(3“-磷酰氧基)苯-1,2-二氧杂环丁烷〕〕n 2.AMPPDn化学发光免疫技术原理常见化学发光剂:直接化学发光剂这类发光剂不需酶的催化作用,只需改变溶液的pH等条件就能发光的物质,如吖啶酯(acridinium, AE)在有过氧化氢的稀碱溶液中即能发光。
光激化学发光技术介绍
LiCA的技术特点(三)
➢ 稳定
• 均相环境使反应更充分 • 免洗操作杜绝随机误差和交叉污染 • 感光和发光的有机分子受到微粒的保护,环境稳定和安全 • 溶液中的氧浓度是一个常数 • 不易受到pH值、离子强度和温度的影响
➢ 临床免疫的各项检测 ➢ 生命科学的基础研究 ➢ 新药的筛选 ➢ 标记简便 ➢ 检测过程简单
GG-SA
Biotin -Gsk3
anti-Gsk3 IgG
Protein A- FG
蛋白-蛋白 p53/HDM2
Biotin -p53
HDM2- GST
Anti-GST- FG
蛋白-蛋白 p53/HDM2
GG-SA
Biotin -p53
HDM2- GST
Anti-GST- FG
免疫(1) 肿瘤坏死因子 TNFa
Biotin - anti-TNFa
TNFa
anti-TNFa- FG
免疫(1) 肿瘤坏死因子 TNFa
GG-SA
Biotin - anti-TNFa
TNFa
anti-TNFa- FG
免疫(2) 肿瘤坏死因子 TNFa
GG-SA
Biotin -anti-TNFa
TNFa
anti-TNFa
Protein A- FG
配体-受体(1) TNFa-sTNFR1
Biotin -TNFa
sTNFR1
anti-TNFR1 IgG
Protein A- FG
配体-受体(1) TNFa-sTNFR1
GG-SA
Biotin -TNFa
sTNFR1
anti-TNFR1 IgG
Protein A- FG
配体-受体(1) TNFa-sTNFR1
化学发光法技术概要
Immulite2000
35
检测通量(T/hour) 68-120 200 1200 240 100 100 60 250 165-700 120 200
Vitros
24
90
Elecsys 2010
9
88
Elecsys 1010
9
55
全自动仪器实验流程要求(1)
主要实验流程(1)——一步法
样本+试剂1(或试剂1+试剂2),37℃孵育5- 30分钟;
DPC公司
Immulite系列:基于粒子离心分离技术的化学发光检测。
强生公司
Vitros系列:管式包被的化学发光检测技术。
罗氏公司
Elecsys系列:基于磁分离的电化学发光检测技术。
各种全自动仪器主要技术参数
第一个结果报告时间(min ) 化学发光法反应基本原理
Vitros系列:管式包被的化学发光检测技术。
洗涤液加量不小于350 µl。 发光检测恒温为宜。PMT能达到实验所需要求。 带有内置计算浓度功能及校准功能。
需要解决的关键点(1)
洗涤模块:
洗涤次数?洗涤液种类?洗涤液体积?洗涤是否 带超声?洗涤流速?是否预洗?加液速度?
磁分离模块:
底吸还是侧吸?磁力大小的选择?磁分离时间? 永磁还是顺磁?
Architect系列:基于磁分离的化学发光检测。 拜尔公司
ADVIA Centaur:基于磁分离的化学发光检测。
贝克曼公司
Access系列:基于磁分离的化学发光检测。
生物梅里埃公司
Vidas系列:管式包被的酶促荧光检测。
市场上主要全自动仪器机型及应用(2)
德灵公司
Dimension系列:多种技术的复合体,基于粒子的酶标 检测及粒子增强与非增强的免疫比浊测定等。
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化学发光技术综述
化学发光免疫测定()是将抗原与抗体特异性反应与敏感性的化学发光反应相结合而建立的一种免疫检测技术。
(一)原理
化学发光免疫测定()属于标记抗体技术的一种,它以化学发光剂、催化发光酶或产物间接参与发光反应的物质等标记抗体或抗原,当标记抗体或标记抗原与相应抗原或抗体结合后,发光底物受发光剂、催化酶或参与产物作用,发生氧化还原反应,反应中释放可见光或者该反应激发荧光物质发光,最后用发光光度计进行检测。
(二)特点
特异性高、敏感性高、分离简便、快速、试剂无毒、安全稳定、可自动化。
(三)分类
1、从反应原理上,化学发光免疫技术主要分为直接化学发光和酶促反应化学发光。
1.1直接化学发光
化学发光剂在发光免疫分析过程中不需酶的催化作用,直接参与发光反应,它们在化学结构上有产生发光的特有基团,可直接标记抗原或抗体。
直接化学发光速度快、试剂稳定性好,但灵敏度略低于酶促发光。
代表性的发光剂有:吖啶酯、三联吡啶钌。
1.1.1 吖啶酯
在碱性条件下被H2O2氧化时,发出波长为470的光,具有很高的发光效率,其激发态产物甲基吖啶酮是该发光反应体系的发光体。
这类化合物的发光为闪光型,加入发光启动试剂后0. 4s 左右发射光强度达到最大,半衰期为0.9s左右。
特点:
①发光反应中在形成电子激发态中间体之前,联结于吖啶环上的不发光的取代基部分从吖啶环上脱离开来,即未发光部分与发光部分分离,因而其发光效率基本不受取代基结构的影响。
②吖啶酯或吖啶磺酰胺类化合物化学发光不需要催化剂,在有H2O2 的稀碱性溶液中即能发光。
因此应用于化学发光检测具有许多优越性。
优点主要有:
①背景发光低,信噪比高;
②发光反应干扰因素少;
③光释放快速集中、发光效率高、发光强度大;
④易于与蛋白质联结且联结后光子产率不减少;
⑤标记物稳定(在2-8 ℃下可保存数月之久)。
1.1.
2.三联吡啶钌
三联吡啶钌 [()3]2+是电化学发光剂,它和电子供体三丙胺()在阳电极表面可同时失去一个电子而发生氧化反应。
1.2 酶促反应化学发光
是利用标记酶的催化作用,使发光剂(底物)发光,这一类需酶催化后发光的发光剂称为酶促反应发光剂。
酶促化学发光灵敏度高,但速度慢,酶活性容易受外界影响,其代表性的发光物质有鲁米诺及其衍生物、
1.2.1. 鲁米诺及其衍生物()
激活酶为辣根过氧化物酶(),鲁米诺体系的发光基本上为闪光型且信号弱。
但在使用增强剂的情况下,发光的持续时间可延到30-60,发光强度至少增加100倍以上。
现通常采用的体系是2O2体系,即用标记抗原或抗体,以鲁米诺或异鲁米诺及其衍生物作发光底物,对碘苯酚或对苯基酚等作增强剂,用2O2作发光启动试剂,化学发光反应2后,光反射强度达到最高峰;20后,光强度减少20%。
1.2.2. 异鲁米诺()
新产业的化学发光使用的发光剂,使用的是闪光非酶激活技术,加入启动液后测试0.1-3s时间内的发光强度。
1.2.3. ()
激活酶为碱性磷酸酶()
的特性:
(1) 在碱性环境下,的非酶解性的水解程度低,即本底低;
(2) 热稳定性好,在7.0的水中,30℃时的分解半衰期为142h;
(3) 发光为辉光型,波长为470,在15时强度达到高峰,15-60内光信号强度维持一致,变化很小,即使在12h后仍能测定得出正确结果;
(4) 加入增强剂如聚氯苄乙烯苄基二甲基铵()或等,能明显增强酶解的发光强度,增强因素达100-100000倍。
现通常采用的体系是,即用碱性磷酸酶()标记抗原或抗体,用(金钢烷)-1,2-二氧乙烷或其衍生物作发光底物,在发光底物中加入增强剂。
使用此系统的有美国公司的和公司等,迈瑞的化学发光所使用的底物基本上属于。
2、从固相载体上,一般分为板式分离和磁珠分离
2.1 板式分离技术:
将抗原/抗体包被在微孔板上,反应时,待检物质通过抗原抗体反应结合于包被板上,通过洗涤液数次洗涤,实现结合部分和未结合部分的分离,后加入底物、启动试剂,用光电倍增管检测发出的光信号。
此分离技术和酶联免疫分析技术()一致,只是将最后的显色剂改为发光剂得以实现,多数手工法检测,及部分半自动仪器使用这种分离技术,由于抗原抗体结合在反应孔中,反应面
积有限,所以为达到充分反应,孵育时间一般比较长。
常为0.52h。
手工法化学发光最常用的发光体系是鲁米诺2O2/增强剂,规格和基本一致,为4896T。
2.2 磁珠分离技术
超顺磁珠是一种表面带有特定活性基团、大小均匀、球形、具有超顺磁性及保护壳的微粒。
超顺磁珠在有外磁场存在时表现出磁力而发生聚集,无磁场时又失去磁力而分散开来。
通过一定的方法可将抗原/抗体等活性物质和磁珠表面的活性基团结合而包被于磁珠上面,检测时,将待检物和包被有抗原/抗体的磁珠在一定条件下孵育,通过抗原抗体反应结合,后通过增加外部磁场,磁珠产生磁性而聚集在一起,即可进行洗涤,实现结合部分和未结合部分的分离,最后加入底物、启动试剂,用光电倍增管检测发出的光信号。
使用磁珠法分离,由于反应时磁珠均匀分布于整个液体中,反应面积较大,更容易充分反应,故孵育的时间较短。
(四)一些自动化仪器使用的方法原理:。