Войдите в мир хемилюминесценции

Что такое хемилюминесценция

Термин «хемилюминесценция» впервые ввел Эйльхардт Веййдеман (1888). Хемилюминесценция, явление, наблюдаемое, когда продукт, который был экзогенно стимулирован в возбужденное состояние, релаксирует в свое основное состояние и испускает фотоны, можно определить простыми словами: излучение света в химической реакции.

Историческая основа хемилюминесценции

Прорывом по сравнению с традиционными иммуноанализами стала новаторская работа Ялоу и Берсона, американских ученых, которые впервые применили радиоиммуноанализ (РИА) для определения инсулина в 1959 году. С 1970-х годов постепенно разрабатывались различные методы без радиоактивного мечения. В 1977 году Цудзи и др. разработали немаркированный иммуноанализ, основанный на основных принципах радиоиммуноанализа, используя меченый люминол в качестве индикаторного сигнала. Хемилюминесценцию ферментов объединили с иммунной реакцией для разработки иммунохемилюминесцентного анализа (ХЛИА).

Преимущества технологии хемилюминесцентного иммуноанализа

Преимущества CLIA перед RIA, EIA и FIA:

(1) Отсутствие радиационной опасности;

(2) Высокая чувствительность с линейным диапазоном обнаружения 6 порядков и нижним пределом 10–21 моль;

(3) Стабильные люминесцентные маркеры с длительным сроком действия;

(4) Простота автоматизации работы;

(5) Широкий спектр применения, позволяет обнаруживать антигены, полуантигены и антитела различных молекулярных размеров, а также может использоваться для обнаружения зондов нуклеиновой кислоты.

Основные принципы хемилюминесцентного иммуноанализа

Хемилюминесцентный анализ представляет собой комбинацию хемилюминесценции и иммуноанализа. Он обеспечивает как высокую чувствительность хемилюминесценции, так и высокую селективность иммуноанализа. CLIA включает мечение антигена или антитела хемилюминесцентным реагентом (люминол или катализатор и т. д.), мечение антигена/антитела и измеряемого вещества после ряда иммунологических и физико-химических стадий (центрифугирование, промывание и т. д.). ) и окончательное определение измеряемого вещества по интенсивности люминесценции.
В качестве примера возьмем методологию прямой люминесценции акридинового эфира Getein: антитела метятся отдельно с помощью акридинового эфира и магнитных шариков, и после реакции иммуноконъюгата между меченым антителом и антигеном в тестируемом веществе образуется покрытая шариками антитело-антиген. Образуется комплекс антител, меченных акридиновым эфиром. Все, что требуется, — это добавить окислитель для создания щелочной среды с помощью NaOH, и тогда акридиновый якорит сможет напрямую излучать свет. Записывается энергия фотонов, произведенная в единицу времени, и количество измеряемого вещества можно рассчитать по стандартной кривой.

Основные виды хемилюминесцентных иммуноанализов

В зависимости от маркера CLIA можно разделить на три основные категории: прямая хемилюминесценция, ферментативная хемилюминесценция и электрохемилюминесцентный иммуноанализ.

Прямая хемилюминесценция

Люминол и акридиновые хемилюминесцентные реагенты являются наиболее часто используемыми маркерами люминесценции.

Люминол, изолюминол и их производные были одними из первых распространенных люминесцентных веществ, используемых в CLIA, и люминесценция этих веществ является окислительной. В щелочных условиях он окисляется H2O2 при катализе HBP с образованием возбужденного промежуточного продукта, который испускает фотон, когда фаза возвращается в основное состояние.

В 1935 г. было обнаружено, что люцигенин обладает хемилюминесцентными свойствами, а позже было обнаружено, что этим свойством обладают многие акридины. Эти соединения могут быстро производить хемилюминесценцию с высокими квантовыми выходами, пока они находятся в присутствии H2O2 и OH-. Химия эфиров акридина в качестве маркеров для иммуноанализа проста, быстра, не требует катализатора и имеет высокую эффективность мечения и люминесценции.

Новейший продукт Getein, MAGICL 6000, представляет собой компактный, полностью автоматизированный хемилюминесцентный прибор, который использует этот маркер для значительного повышения эффективности конечного использования при сохранении точности и чувствительности и используется в широком спектре приложений в 13 областях, включая опухоли, щитовидную железу. и сердечные маркеры. 

Хемилюминесцентный иммуноферментный анализ (CLEIA)

CLEIA представляет собой иммуноферментный анализ с точки зрения маркировки иммуноанализа, за исключением того, что субстратом для ферментативной реакции является люминол: фермент метит биологически активное вещество для иммуноанализа, фермент в комплексе иммуноанализа затем воздействует на люминоловый субстрат и сигнал люминола измеряют для количественного анализа.

В настоящее время обычно используемыми маркерами являются HRP и ALP, оба со своими люминесцентными субстратами.

Электрохемилюминесцентный иммуноанализ (ECL)

ECL — это процесс хемилюминесценции, вызванный электрохимической реакцией. При приложении к электроду определенного напряжения или тока на электроде происходит электрохимическая реакция, и продукты реакции переходят в возбужденное состояние в результате химической реакции между продуктами электродной реакции или между продуктами электродной реакции и компонентом раствора, и люминесценция возникает, когда возбужденное состояние возвращается в основное состояние.

Преимуществом CLIA является высокая чувствительность и хорошая специфичность, и ему все чаще отдают предпочтение в клинических испытаниях. Кроме того, CLIA имеет широкий спектр аналитических методов и широко используется для иммуноанализа антигенов, антител и полуантигенов, а его линейный диапазон относительно широк для удовлетворения клинических потребностей. Getein теперь предлагает комплексное меню, состоящее из более чем 100 маркерных анализов в 13 областях. Полная автоматизация процесса и конструкция с двумя расходными бункерами позволяют осуществлять непрерывную замену расходных материалов, что повышает эффективность анализа; Благодаря скорости измерения 150 Т/ч и обеспечению точности анализа цельной крови он предоставляет лабораториям компактное и инновационное решение для хемилюминесценции.