化学发光免疫分析技术原理及优势
化学发光免疫分析原理
化学发光免疫分析原理化学发光免疫分析（Chemiluminescence Immunoassay，CLIA）是一种基于化学发光原理的免疫分析技术，它结合了免疫学和化学发光技术的优势，具有高灵敏度、高特异性和广泛的应用前景。
本文将从化学发光原理、免疫分析方法和应用领域等方面对化学发光免疫分析原理进行介绍。
化学发光原理。
化学发光是指在化学反应中产生的光。
化学发光反应的基本原理是两种或两种以上的物质在一定条件下发生反应，通过激发态的分子或离子产生的能量转移到基态的分子或离子上，从而产生光。
化学发光反应是一种放热反应，通常需要一种催化剂来促进反应的进行。
在化学发光免疫分析中，化学发光物质通常被标记在抗体或抗原上，当靶分子与标记的抗体或抗原结合时，激发化学发光反应，产生光信号。
免疫分析方法。
化学发光免疫分析是一种基于免疫学原理的分析方法，它利用抗体与抗原特异性结合的原理，通过检测免疫复合物的形成来定量或半定量地测定样品中的靶分子。
在化学发光免疫分析中，通常使用化学发光仪器来检测化学发光信号的强度，进而确定样品中靶分子的浓度。
与传统的免疫分析方法相比，化学发光免疫分析具有灵敏度高、特异性强、操作简便、快速等优点，因此在临床诊断、药物检测、环境监测等领域得到了广泛的应用。
应用领域。
化学发光免疫分析技术在临床诊断、药物检测、环境监测等领域有着广泛的应用。
在临床诊断中，化学发光免疫分析可以用于检测肿瘤标志物、感染性疾病标志物、内分泌激素等，具有高灵敏度和高特异性，可以帮助医生进行早期诊断和疾病监测。
在药物检测中，化学发光免疫分析可以用于药物代谢产物的检测和药物浓度的监测，有助于指导临床用药。
在环境监测中，化学发光免疫分析可以用于检测水质、空气质量、土壤污染等，具有快速、准确的优势。
总结。
化学发光免疫分析是一种灵敏度高、特异性强的免疫分析技术，具有广泛的应用前景。
通过对化学发光原理、免疫分析方法和应用领域的介绍，我们可以更好地理解化学发光免疫分析的原理和特点，为其在临床诊断、药物检测、环境监测等领域的应用提供理论基础和技术支持。
化学发光免疫分析
糖尿病
Albumin C-peptide Insulin
唐氏筛查
PAPP-A free βHCG HCG＋β AFP
心肌标志
骨标志
肝纤维
CK-MB
ß-Crosslaps
LN
Digoxin
25-(OH) Vit. D
HA
Digitoxin
Intact PTH
PIIINP
Myoglobin
Intact PTH
试剂有效期长 有效期可长达1年以上，放射免疫分析由
于放射性同位素的衰变，一般有效期只有一 个月，而酶免的底物贮存性差，都无法与化 学发光相比，有效期长可以降低使用成本， 利于推广应用。
梦想——之以恒、真正为实现纳米科技事业的梦想而奋斗！
3 化学发光免疫分析的优越性
➢ 中国免疫诊断现状
中国
国际（欧美为主）
种类
方法
检测原理
酶联免疫
酶与样本反应，依据颜色变化程度确定结果
免疫 化学发光
诊断
将抗原抗体同样本结合，由磁珠捕捉反应物，加入 发光促进剂加大反应发光速度与强度，进而诊断
根据镧系元素螯合物发光特点，用时间分辨技术测 时间分辨荧光
量荧光，检测波长和时间两个参数进行信号分辨
分子 诊断
PCR 基因芯片
DNA高温变成单链，低温互补配对链合成
激发态ν
的中间体。这种激发态中间体，当其回到稳定的基态时，可同时发射出
光子。利用发光信号测量仪器即可测量光量子产额，该光量子产额与样
品中的待测物质的量成正比。由此可以建立标准曲线并计算样品中待测
能量
h.ν
物质的含量。
基态ν0 梦想——之以恒、真正为实现纳米科技事业的梦想而奋斗！
化学发光免疫分析技术原理简介
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。
免疫荧光层析法 化学发光
免疫荧光层析法化学发光免疫荧光层析法（Immunofluorescence Assay，简称IFA）和化学发光（Chemiluminescence）是两种常用的检测技术，广泛应用于生物医学研究、临床诊断和生物工程等领域。
本文将介绍这两种技术的原理、步骤和应用，以及它们之间的区别和优缺点。
免疫荧光层析法是一种利用抗体与特定抗原结合后可发出荧光信号的检测方法。
它的原理是将标记有荧光染料（如荧光素）的抗体与待检样品中的目标抗原结合，形成免疫复合物。
通过荧光显微镜观察，可以检测到目标抗原的存在与否。
这种方法具有高灵敏度、高特异性和无需放射性标记物的优点，被广泛应用于病原微生物的检测、抗体的定量和细胞蛋白的定位等研究领域。
化学发光是一种利用化学反应产生的光信号来检测目标物质的方法。
它的原理是将待检样品中的目标物与标记有化学发光底物的抗体结合，形成免疫复合物。
当加入特定的激发剂后，底物会发生化学反应，产生可见的光信号。
通过光电倍增管或摄像机的检测，可以定量地测量化学发光强度，从而判断目标物的含量。
化学发光方法具有高灵敏度、宽线性范围和较低的背景信号等优点，因此在临床诊断和生物工程领域得到广泛应用。
免疫荧光层析法和化学发光在实验步骤上存在一些差异。
免疫荧光层析法的步骤包括样品制备、抗体标记、免疫反应、洗涤和显微镜观察等。
而化学发光的步骤则包括样品制备、抗体标记、免疫反应、洗涤和化学反应等。
两种方法的原理都是基于抗体与抗原的特异性结合，但在标记物和检测信号的产生上有所不同。
免疫荧光层析法和化学发光在应用上也存在一些差异。
免疫荧光层析法常用于检测细胞表面标记物、病原微生物和抗体等，广泛应用于免疫学研究和临床诊断。
而化学发光常用于检测肿瘤标志物、药物残留和基因表达等，被广泛应用于药物研发和生物工程领域。
两种方法在不同领域有着各自的优势和适用范围。
总的来说，免疫荧光层析法和化学发光是两种常用的生物分析技术，具有高灵敏度、高特异性和广泛应用的特点。
化学发光免疫标记分析技术(基本原理)
优化技术操作流程，降低对专业人员的依赖，提高检测的便捷性和 普及性。
开发新型标记物
研究开发更多种类的化学发光标记物，拓展该技术的应用范围，满足 更多不同检测需求。
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放射免疫标记技术
利用放射性核素标记抗体或抗原，通 过放射性信号检测，常用的有放射免 疫分析法。
化学发光免疫标记技术
利用化学发光物质标记抗体或抗原， 通过化学发光信号检测，常用的有化 学发光免疫分析法。
免疫标记技术的原理
抗原-抗体反应
信号放大
免疫标记技术的基本原理是抗原 和抗体之间的特异性结合反应。 标记物（抗体或抗原）与待测样 本中的目标抗原或抗体结合，形 成标记的抗原-抗体复合物。
02
化学发光反应原理
化学发光反应的分类
偶合反应
01
通过两个化学反应的偶合，将化学能转变为光能。
氧化还原反应
02
通过电子的得失，将化学能转变为光能。
化学发光复合反应
03
通过化学反应将能量传递给另一物质，使其激发并发出光子。
化学发光反应的机制
激发态的形成
反应物吸收能量后跃迁至激发态。
能量传递与光子的发射
抗体标记
抗体选择
选择与目标抗原特异性结合的抗体，确保抗 体的纯度和特异性。
抗体标记技术
采用荧光染料、酶、同位素等标记抗体，以 便后续检测和信号放大。
标记效率与质量控制
对标记后的抗体进行质量评估和控制，确保 标记效率和稳定性。
免疫反应
1 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ加样
将待测样本、标记抗体和抗原加入反应体系中， 进行免疫反应。
激发态的反应物将能量传递给另一物质，使其跃迁至激发态并释放 光子。
化学发光分析的原理及应用
化学发光分析的原理及应用在生命科学、医学、环保、食品安全等领域，化学发光分析技术得到了广泛应用。
化学发光分析是指利用感光剂发生化学反应释放出光的现象，通过测光仪来检测光的强度，从而获得定量和定性分析信息的过程。
本文将从化学发光分析的原理和应用入手，为读者全面介绍这一技术的特点和优势。
一、化学发光分析的原理化学发光分析的原理与荧光分析原理类似，都是利用分子在外界刺激下发出的光来检测分析样品的。
但是，化学发光分析与荧光分析有着本质上的不同。
荧光分析是指分子在外界的激发下带有一定的能量，发生弛豫过程时在瞬间发出的光，这种光是常规荧光光谱所显示的，纵向轴表示发出光的强度，横向轴表示光波长。
而化学发光分析是指在化学反应过程中，当反应中生成的某些种类的粒子、原子或分子受到外界作用而处于激发态时，它们会释放出一定的能量，这些能量使得感光剂处于激发态，而感光剂在弛豫过程中发出的光则可用于检测样品。
举例来说，将齐氏试剂和过氧化氢混合后，会出现化学反应放出大量的能量，这种能量会使得某些物质进入激发态，当这些物质从激发态跃迁到基态时，就会放出光。
常见的化学发光反应有：齐氏反应、硫酸铜-甲酸乙酯氛围中产生气态芳香族化合物的化学发光反应、偶氮氧基苯-二甲基亚硝胺化合物的产生及其化学发光等。
二、化学发光分析的应用1.环保领域化学发光分析是环保领域高精度分析的核心技术之一。
在环境污染监控中，化学发光分析技术可以用来检测各种危害物质的浓度，例如灰霾的微小颗粒物、大气中的挥发性有机物（VOC）和空气中的多环芳烃（PAHs）等。
2.食品安全领域化学发光分析广泛应用于食品安全领域，在快速检测、筛查食品中毒物质、农药、动物药残留以及食品中的微生物等方面有着独特的优势。
以检测食品中的微生物为例，化学发光分析技术中通常采用ATP (三磷酸腺苷)酶系统进行检测，通过测定样品中存在的微生物含量来判断食品是否安全。
3.生命科学和医学领域化学发光分析技术在生命科学和医学领域也有着广泛的应用。
化学发光与免疫荧光方法学对比
化学发光与免疫荧光方法学对比一、《化学发光与免疫荧光方法学对比》1.概述化学发光（CL）和免疫荧光（IF）是用于检测特定病原体或病原体的特异性抗体的两种测定方法。
CL和IF之间的最显著差异是不同的技术原理，以及其具有不同的优势和劣势。
下面将比较这两种技术的方法学、特点和限制。
2.方法学对比化学发光和免疫荧光是两种完全不同的化学和物理技术。
（1）化学发光：CL技术使用放射性核素结合到抗体或含有特异性抗原的配体上，将其作为一种探针来检测特定目标物质。
检测物质特异性结合探针后，将其照射到发射波长范围的暗室，从而得到特定的发光细胞图像。
（2）免疫荧光：IF技术通过使用荧光标记抗体或特异性抗原，以可见光范围的荧光作为探针，检测特定的抗原或抗体。
被检测物质与荧光探针结合后，将其照射到可见光范围的暗室，从而得到特定的荧光细胞图像。
3.特点对比（1）CL技术可用于快速检测特定的物质：通过使用核素，可以迅速检测出特定的物质，这种技术不受受体或抗原的数量或特性影响。
（2）IF技术可以更简单、更灵敏地检测出特定物质：在IF技术中，荧光标记的抗体和抗原可以特异性地结合，使得能够更灵敏地检测出特定的物质，且不会受受体或抗原的数量或特性影响。
4.限制对比（1）CL技术存在一定的检测限制：CL技术受探针的数量的影响，抗原和抗体的结合特异性不强，因此无法准确检测受体或抗原的特定性。
（2）IF技术存在一定限度的检测效果：IF技术受荧光标记抗体和抗原的数量以及荧光强度的影响，因此无法准确检测受体或抗原的特定性。
综上所述，化学发光和免疫荧光有许多不同的方法学特点和限制，因此它们有不同的优势和劣势。
取决于检测病原体的要求，可以根据检测目标的特点，选择适合自己的技术来使用。
化学发光微粒子免疫分化法 夹心法
化学发光微粒子免疫分化法夹心法一、引言化学发光微粒子免疫分化法夹心法（CLIA）是一种高灵敏度的免疫分析技术，以其独特的优势在生物医学研究、临床诊断等领域得到广泛应用。
该技术利用微粒子作为固相载体，通过特定的免疫反应来检测目标物质，具有高精度、高灵敏度、低背景噪声等优点。
本文将对CLI A的原理、实验流程、应用领域、优缺点分析及未来展望进行详细阐述。
二、技术原理化学发光微粒子免疫分化法夹心法的核心是利用化学发光反应来检测免疫复合物。
该方法将抗原或抗体结合到微粒子表面，形成固相复合物。
当目标抗体或抗原与固相复合物特异性结合后，会形成夹心状的免疫复合物。
此时，加入化学发光底物，触发化学发光反应，产生光信号。
光信号的强度与目标抗体或抗原的浓度呈正相关，通过光电倍增管等检测设备进行信号的捕捉和测量，可实现对目标抗体或抗原的定量分析。
三、实验流程1.准备微粒子：选择适当的抗原或抗体与微粒子结合，形成固相复合物。
2.样本处理：将待测样本进行适当的预处理，以提取和纯化目标抗体或抗原。
3.免疫反应：将固相复合物与样本中的目标抗体或抗原进行反应，形成夹心状的免疫复合物。
4.洗涤：去除未结合的物质，减少背景噪声。
5.化学发光反应：加入化学发光底物，触发化学发光反应，产生光信号。
6.检测与定量分析：通过光电倍增管等检测设备捕捉光信号，并测量其强度，根据标准曲线进行定量分析。
7.结果解读：根据测量结果，解读目标抗体或抗原的浓度。
四、应用领域化学发光微粒子免疫分化法夹心法在多个领域具有广泛的应用价值。
以下列举几个主要的应用领域：1.临床诊断：CLI A技术可用于各种病毒、细菌、细胞因子等生物标志物的检测，为感染性疾病、肿瘤、自身免疫性疾病等的诊断提供有力支持。
例如，艾滋病病毒（HIV）抗体、甲型肝炎病毒（HAV）抗体、癌胚抗原（CEA）等临床指标的检测。
2.药物研发：CLI A可用于药物筛选和药物代谢研究，监测药物在生物体内的浓度和代谢情况，为新药研发提供重要数据支持。
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直接化学发光的机理
--- 夹心法
ห้องสมุดไป่ตู้
+ + 磁微粒 抗体
被测抗原
带吖啶酯 标记物抗
体
（1） 加入H2O2 （pH<10）
冲洗后
（2） 加入碱 （pH>10）
发光
磁微粒技术
2.2 化学发光原理
化学发光(Chemiluminescence, CL)是化学物质在特定 化学反应中产生的光辐射。通过高能中间体的分解在化学 反应中激发单态分子形成,分子被激发后是不稳定的,它要 释放出多余的能量而回到基态,其中部分的能量以发光形式 释放出来。因此,任何一个化学发光反应包括两个过程:激 发和发光过程。一些激发态分子能量也会通过系间串跃和 系内串跃而消失。因此,化学发光反应的效率是:
三、化学发光免疫分析的类型
化学发光免疫分析法根据其标记物的不同可分为三大 类,即化直接化学发光免疫分析、化学发光酶免疫分析和电 化学发光免疫分析法。
3.1 直接化学发光免疫分析
用吖啶酯直接标记抗体(抗原)，与待测标本中相 应的抗原(抗体)发生免疫反应后，形成固相包被抗 体-待测抗原-吖啶酯标记抗体复合物，这时只需加 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 。
Φ CL = 发光的分子数/ 参加反应的分子数 (4)
2.3 化学发光免疫分析的原理
化学发光免疫分析法是化学发光和免疫分析结合的产物 。它同时具有化学发光法的高灵敏度和免疫分析法的高选 择性。化学发光免疫分析是用化学发光反应的试剂标记抗 原或抗体, 标记后的抗原和抗体与待测物经过一系列的免 疫反应和理化步骤,最后以测定发光强度形式测定待测物的 含量。
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。
化学发光免疫分析的优势
Φ CL =Φ CE·Φ EM (1)
式中,Φ CL为化学发光效率,Φ CE为生成激发态的效率, Φ EM为激发态的发光效率。Φ CE和Φ EM分别定义为：
Φ CE = 生成激发态的分子数/ 参加反应的分子数 (2)
Φ EM = 发光的分子数/ 生成激发态的分子数
(3)
从(1) 、(2) 、(3) 式得化学发光的效率Φ CL等价于生 成荧光和磷光的量子效率。即:
• 安全性好及使用期长
• 免除了使用放射性物质。到目前为止，还未发现其危害性；试剂稳定，保存期可达一 年。
二、化学发光免疫分析基本原理
化学发光免疫分析包含两个部分, 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2抗体复合物 。然后进行对标记物进行检测, 来测定待检物。化学发光 分析系统是利用化学发光物质经催化剂的催化和氧化剂的 氧化, 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 器光量子产率。
磁微粒模式图
特点 – 抗原和抗体结合与未结合 部分的易分离
Y
3.2、化学发光酶免疫分析
化学发光酶免疫分析（chemiluminescence enzyme immunoassay，CLEIA）是用参与催化某一化学发光反应的酶 如辣根过氧化物酶（HRP）或碱性磷酸酶(ALP)来标记抗原或抗 体，在与待测标本中相应的抗原(抗体)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，经洗涤后，加入 底物(发光剂)，酶催化和分解底物发光，由光量子阅读系统接 收，光电倍增管将光信号转变为电信号并加以放大，再把它们 传送至计算机数据处理系统，计算出测定物的浓度。
• 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
• 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 显色的酶免疫分析吸光度（ OD 值）为 2.0 的范围相比，优势明显。 虽然 RIA 也有较宽的线性动力学范围，但放射性限制了其应用。
• 光信号持续时间长
• 辉光型的 CLIA 产生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。
• 分析方法简便快速
• 绝大多数分析测定均为仅需加入一种试剂（或复合试剂）的一步模式。
• 结果稳定、误差小
• 样品系直接自己发光，不需要任何光源照射，免除了各种可能因素（光源稳定性、光 散射、光波选择器等）给分析带来的影响，使分析结果灵敏稳定可靠。
2.1 免疫分析原理
免疫分析是利用抗原与抗体特异性结合形成抗原2抗体复合 物而建立起来的一种高选择性的分析方法, 根据其检测方法可 分为非标记免疫分析和标记免疫分析。非标记免疫分析是利用 抗原与抗体结合形成抗原2抗体复合物后, 其理化性质发生改变 ,出现肉眼可见的沉淀、凝集等现象,利用这些现象来检测待检 物。标记免疫分析是在不影响抗原、抗体生物活性的基础上将 标记物质标记在抗原或抗体上, 然后进行免疫反应形成抗原2抗 体复合物, 再对标记质进行检测, 从而间接检测待检物的方法 。目前常用的标记物有放射性的125 I, 非放射性的碱性磷酸酶 、辣根过氧化物酶, 镧系稀土元素等。
化学发光免疫分析
一、化学发光免疫技术的概念 二、化学发光免疫分析基本原理 三、化学发光免疫分析的类型 四、临床应用 五、发展与展望
一、化学发光免疫技术的概念
化学发光免疫技术：化学发光分析是根据化学反应产生的辐射光 的强度来确定物质含量的分析方法。化学发光免疫分析是将化学发光 系统与免疫反应相结合，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，经过分离游离态的化学发光标记物，加入 化学发光系统的其它相关物产生化学发光，进行抗原或抗体的定量或 定性检测。