化學(xué)發(fā)光免疫分析(chemiluminescence immunoassay, CLIA) 是將具有高靈敏度的化學(xué)發(fā)光測定技術(shù)與高特異性的免疫反應(yīng)相結(jié)合，用于各種抗原、半抗原、抗體、激素、酶、脂肪酸、維生素和藥物等的檢測分析技術(shù)。

該技術(shù)主要分為免疫反應(yīng)和化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)兩個方面，免疫反應(yīng)，主要指抗原和抗體結(jié)合；而為了能讓這種結(jié)合被定量檢測，從而引入了化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)：將化學(xué)發(fā)光物質(zhì)標(biāo)記在抗原（抗體）上，或用酶作用于化學(xué)發(fā)光底物。在催化和氧化作用下，化學(xué)發(fā)光物質(zhì)被激發(fā)從基態(tài)達(dá)到激發(fā)態(tài)，而該種狀態(tài)并不穩(wěn)定，發(fā)光物質(zhì)會重新回到基態(tài)，同時釋放光子。由于光信號的強(qiáng)弱與待測物濃度在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，因此在光學(xué)檢測系統(tǒng)的幫助下，可以對光信號進(jìn)行定量檢測，從而確定待測物含量。

按其標(biāo)記物的不同，化學(xué)發(fā)光可以分為直接化學(xué)發(fā)光免疫分析、化學(xué)發(fā)光酶免疫分析和電化學(xué)發(fā)光免疫分析。三種方法各有特點(diǎn)，均為目前主流的化學(xué)發(fā)光方法。

圖1 按標(biāo)記物分類的三種化學(xué)發(fā)光方法的原理

按抗原或抗體包被方法的不同，化學(xué)發(fā)光分為微孔板式和微粒式，微粒式又分為磁微粒式和非磁微粒式。由于磁微粒較大的比表面積，能夠?qū)乖蚩贵w進(jìn)行更充分的包被，提高檢測靈敏度；在外加磁場作用下，可以全自動化清洗未結(jié)合的物質(zhì)從而大幅提高檢測效率，因此磁微粒化學(xué)發(fā)光技術(shù)屬于國際先進(jìn)的主流免疫診斷技術(shù)，也成為國內(nèi)化學(xué)發(fā)光廠商研發(fā)的重點(diǎn)方向。

表1 三種化學(xué)發(fā)光技術(shù)的對比

由于與其他免疫診斷的方法比，化學(xué)發(fā)光具有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：

1. 高靈敏度：靈敏度可達(dá)10-16nmol/L，可檢出酶聯(lián)免疫分析無法檢出的低濃度，對早期診斷有重要意義；

2. 寬的線性動力學(xué)范圍：發(fā)光強(qiáng)度在4-6個數(shù)量級之間與測定物質(zhì)濃度間呈線性關(guān)系，這與酶免分析吸光度（OD值）2個數(shù)量級的范圍相比，優(yōu)勢明顯；

3. 精確的定量檢測：光信號強(qiáng)度和待測物質(zhì)濃度呈線性關(guān)系，據(jù)儀器的定標(biāo)曲線，精確算出待測物濃度。酶聯(lián)免疫通過待測體系的光密度分析，通常結(jié)果只用來做定性或半定量分析，或精度要求不太高的檢測；

4. 結(jié)果穩(wěn)定、誤差小：化學(xué)發(fā)光技術(shù)樣本本身發(fā)光，不需要額外光源，避免了外來因素的干擾（光源穩(wěn)定性、光散射、光波選擇器），分析結(jié)果穩(wěn)定可靠；

5. 操作簡便：光信號持續(xù)時間長，絕大多數(shù)分析測定僅需加入一種試劑，簡化了實(shí)驗(yàn)操作。

所以在免疫診斷中，化學(xué)發(fā)光已成為了主流技術(shù)。

表2 化學(xué)發(fā)光與其他免疫診斷方法對比

化學(xué)發(fā)光作為免疫診斷最先進(jìn)技術(shù)，國產(chǎn)技術(shù)蟄伏期已過，進(jìn)入快速增長期。數(shù)據(jù)顯示，我國化學(xué)發(fā)光市場規(guī)模在快速發(fā)展，從2010年的20億元左右增長到2015年的69億元，年均復(fù)合增長率28%。在歐美國家，由羅氏、雅培、貝克曼（丹納赫）等巨頭研發(fā)的化學(xué)發(fā)光免疫診斷技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對酶聯(lián)免疫方法的替代，占到了免疫診斷市場90%以上市場份額。而國內(nèi)，尤其是三甲醫(yī)院對于高端免疫診斷的需求，化學(xué)發(fā)光正逐漸替代酶聯(lián)免疫成為我國主流的免疫診斷方法。2010年，酶聯(lián)免疫和化學(xué)發(fā)光市場規(guī)模相當(dāng)，但到2015年，化學(xué)發(fā)光市場規(guī)模占到73%，而酶聯(lián)免疫逐漸萎縮，市場只有17%左右。

表3 我國免疫診斷細(xì)分領(lǐng)域市場格局及趨勢

化學(xué)發(fā)光是免疫診斷中技術(shù)技術(shù)壁壘最高的細(xì)分領(lǐng)域之一，目前國內(nèi)市場仍被羅氏、雅培、貝克曼、西門子四巨頭霸占，高端市場尤甚。2011年新產(chǎn)業(yè)推出第一臺全自動化學(xué)發(fā)光儀，國產(chǎn)發(fā)光公司加入市場競爭，目前國產(chǎn)約占10%市場份額，進(jìn)口替代空間巨大。

近日，中科院國家納米科學(xué)中心蔣興宇課題組成功設(shè)計(jì)并加工了一種可應(yīng)用于生物標(biāo)志物現(xiàn)場檢測（Point-of-care testing, POCT）的化學(xué)發(fā)光微流控芯片檢測平臺，主要包含注塑成型的微流控芯片和與之配套的便攜式檢測儀器。

該芯片采用三層夾心餅干結(jié)構(gòu)，利用注塑成型工藝生產(chǎn)，集成了多個試劑存儲池、閥、反應(yīng)區(qū)、廢液回收池等結(jié)構(gòu)。

圖4 蔣興宇團(tuán)隊(duì)的化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)

為了在芯片上實(shí)現(xiàn)各種試劑定量進(jìn)樣，進(jìn)而完成多次孵育，清洗等步驟，該課題組研究人員創(chuàng)新性的在芯片上整合了一種類似于“釘耙”結(jié)構(gòu)的閥。在六個“釘耙”的上方同時施加壓力，“釘耙”同時下移，由于“釘耙”上的通液孔位置高低不同，閥門打開時間也不同。在芯片另一端的負(fù)壓作用下，實(shí)現(xiàn)了樣品，抗體，清洗液，發(fā)光底物等的順序加載。此外，這個平臺中，抗體預(yù)處理錫紙是三個條帶式的，這樣錫紙與微流通道形成一個9個點(diǎn)組成的點(diǎn)陣，使得此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)單樣本多指標(biāo)的檢測。

圖5 蔣興宇團(tuán)隊(duì)的化學(xué)發(fā)光平臺的內(nèi)部構(gòu)造

（文章來源：醫(yī)業(yè)觀察 作者：湯明輝 轉(zhuǎn)載僅供參考學(xué)習(xí)及傳遞有用信息，版權(quán)歸原作者所有，如侵犯權(quán)益，請聯(lián)系刪除）