化学发光免疫分析的发展

南京欧凯生物

化学发光免疫分析（CLIA）以分析灵敏度高、线性范围宽、无散射光、试剂消耗低等优点被广泛应用于生命科学、临床诊断、环境监测、食品安全和药物分析等领域。当前各种新标记物、标记方法、多项技术联用及各种自动化、微型化的仪器不断被开发出来，化学发光免疫分析（CLIA）也达到了更高的水平，朝着高灵敏度、多组分联合检测和自动化检测方向发展。

[size=9.0000pt]1. CLIA技术优势

除CLIA外，利用免疫技术的分析方法还有酶联免疫吸附（ELISA）、放射免疫分析（RIA）、荧光免疫分析（FIA）等技术方法。CLIA与ELISA的原理和操作步骤相似，因此CLIA有时也被称为CL-ELISA，区别为ELISA的结果通过显色反应呈现，CLIA的结果由发光反应呈现，在同样实验条件下检测相同待测物时，CLIA的灵敏度高于ELISA。与RIA相比，CLIA的误诊率更低，灵敏度与特异度更高，无放射危害，标记物不受半衰期影响，试剂盒保质期长。随着技术改进，FIA的背景干扰在逐渐降低，但由于需要外源紫外光的激发，FIA的背景干扰仍大于CLIA。此外，与高效液相色谱法（HPLC）、液相色谱串联质谱法（LC-MS/MS）等相比，CLIA还具备线性范围宽、操作简便、检测时间短等优势。

表1. 四种常用免疫分析技术对比

分析方法	优点	缺点
CLIA	灵敏度高，试剂稳定，无放射危害，线性范围宽，操作简便	可能出现假阳性
ELISA	试剂成本低，操作简便	灵敏度低
RIA	试剂成本低，灵敏度较高	操作复杂，试剂有放射性，有效期短
FIA	灵敏度高，特异性好	容易受背景光源干扰

1.1 宽动态范围

CLIA方法的宽动态范围意味着更高的分析灵敏度和准确检测高浓度抗体的能力，而无需稀释样品。CLIA测定与ELISA和FEIA测定在测量某些抗体的动态间隔幅度（2-3个数量级）存在差异，这对患者的临床管理具有重要意义，且检测阳性率优于FEIA。

1.2 分析灵敏度和预测价值

采用CLIA技术进行自身抗体检测可显著提高免疫学实验效率，以应对科学界提出的不断扩大的自身抗体种类及由于自身免疫疾病意识增强而从各个临床学科增加的测试需求。引入自动化分析仪，可在短短几个小时内完成抗体测试，从而进行临床诊断。

1.1 周转时间和响应的有效性

CLIA允许同时检测各种单一自身抗体，在一小时内获得定量结果。一些危及自身免疫疾病的出现，可能导致重要器官功能的快速进行性丧失，因此快速获得抗体检测结果对于临床实践至关重要，以便及时诊断进行响应免疫治疗。

2. 化学发光免疫分析的发展趋势

目前CLIA多由离散测试组成，即一次测量一种抗体。然而对于多参数测试的需求不断增多，这些测试可以在单个分析步骤中以合理的成本高效识别复杂免疫学图像的所有组成部分。多重免疫测定可以为建立多参数CLIA测试打开大门。同时利用免疫反应的灵活性，将CLIA与多种技术联用可提高检测灵敏度与特异性，缩短检测时间，提高检测效率。

2.1 高灵敏度检测

实际样品的丰度低，在检测过程中也存在着信噪比低的问题，同时如果检测方法稳定性不好也会对结果造成影响。化学发光免疫测定中，使用新发光试剂、增强剂，构建新的发光体系以及优化反应时间、选择合适的缓冲液等方法，可以大大提高检测范围和检出限及稳定性。得益于纳米技术的发展，各种纳米粒子及结构也被引入化学发光体系中，如金纳米粒子、银纳米粒子、铂纳米粒子等，由于它们具有高比表面积及电子密度，对于化学发光体系有很强的催化作用。

金纳米粒子作为最广泛使用的金属纳米粒子，可以作为模拟酶以及酶或大分子的载体。有实验表明，以辣根过氧化物酶功能化的金纳米颗粒作为抗体标记物，利用夹心标记法，实现对待测蛋白的信号放大检测，比原来工作中没有利用金纳米颗粒的方法信号提高了数倍。磁性纳米粒子则可以作为免疫反应的载体，通过磁场将免疫复合物与原始溶液分离，大大缩短了检测的时间，提高了检测的灵敏度。随着纳米技术领域的不断发展，利用纳米材料辅助的化学发光技术未来仍然具有广阔的发展空间。

2.2 多组分检测

相比于单个组分的分析，对多组分进行联合分析可以获得更多的信息，得出的结论也更加具有说服力。若对多组分中的每种组分都进行单个分析，存在着耗时长、试剂消耗多的问题。通过结合空间分辨技术与阵列检测器的同时分析方法则可以实现对于高通量样品的快速检测，而且试剂消耗少。如双通道流通池，实现了对于CA153、CA125、CA19-9和CEA四种肿瘤标志物的检测，移动光栅就可以获得被光电倍增管收集到的不同通道的信号。

微流控芯片是实现多组分分析的有利工具。通过材料基质上刻蚀或压模便可形成所需要的微通道来实现所需的功能。有研究设计了一种微流控芯片用于检测睾丸激素和C反应蛋白，芯片的顶部为试剂储存区，中部为抗原抗体储存区，底部为硅树脂基板。不同的试剂预先装载在储存区并通过程序控制的阀门避免进入微通道，当样品引入后预加载到微流体装置的单个储层中，并在关闭状态下通过片上机械阀从微通道中隔离。将样品引入后，阀门开启，通过发光仪可实现自动化检测。

毛细管电泳（CE）和高效液相色谱（HPLC）具有极强的分离能力，可应用在化学发光免疫分析方法的前处理阶段。除此之外，层析技术也实现了与化学发光技术的耦合。免疫层析技术通过样品在基质上的流动可以实现复杂组分中不同组分的分离以及反应产物与未反应产物的分离，不需要在分析过程中沉淀或是洗涤复合物，具有操作简便、简单经济的特点。有研究设计了免疫层析试纸条，通过记录在硝酸纤维素膜的两个测试区捕获的探针的化学信号，实现对于莱克多巴胺和沙丁胺醇的检测。

2.3 自动化检测

传统免疫分析需要将免疫物质人工混合导致反应效率降低，会耗费较多的时间。流动注射分析（flow injection analysis，FIA）由于不需要人工来进行操作，能够自动化地进行分析，可以减少误差，缩短反应的时间，已经被利用在基于化学发光方法的免疫测定中。通过加快反应动力学如利用容易控制的电场来加快免疫物质的传质速率或是采用电磁搅拌等常用的方法同样可以减少分析时间， 并且由于这些方法容易构建，可以大大提升化学发光免疫分析的自动化水平。随着技术的发展，结合各类辅助方法，具有各类不同功能的全自动免疫发光仪不断被开发出来并应用在临床检测中。 然而，目前自动化的化学发光免疫分析仪仍然由国外公司占主导地位，以罗氏（Roche）、贝克曼（Beckman）等公司产品为主，国产化学发光免疫分析仪距离替代进口产品还有很大的进步空间。 随着化学发光免疫分析法在我国临床上的普及，市场规模仍在不断增长，国产自动化仪器与国外产品之间的差距会逐渐缩小。