第24卷,第5期 光谱学与光谱分析Vol 124,No 15,pp5962599
2004年5月 Spectroscopy and S pectral Analysis May ,2004
时间分辨荧光免疫分析方法的光谱研究
郭周义,田 振,贾雅丽
华南师范大学激光生命科学研究所,广东广州 510631
摘 要 时间分辨荧光免疫分析法是用三价稀土离子及其螯合剂作为示踪物,标记蛋白质、激素、抗体、核
酸探针或生物活性细胞,待反应体系(如:抗原抗体免疫反应、生物素亲合反应、核酸探针杂交反应、靶细胞与效应细胞的杀伤反应等)发生后,用时间分辨荧光技术测定反应体系中分析物的浓度,达到定量分析的目的。它之所以能够继放射性同位素标记、酶标记、化学发光、电化学发光后成为一种更新、更灵敏的检测方法,主要取决于它所用标记物三价稀土离子螯合物独一无二的物理及化学性质。主要报导了对使用的长寿
命荧光团Eu 3+
螯合物的光谱研究结果,时间分辨技术及荧光增强技术的原理。实验表明:选择336～337nm
的激发波长,有利于Eu 3+
的配位二酮体的激发及能量转移。
主题词 免疫分析;荧光增强技术;时间分辨光谱技术;Eu 3+螯合物中图分类号:O657132 文献标识码:A 文章编号:100020593(2004)0520596204
收稿日期:2003203226,修订日期:2003206228
基金项目:广东省科技攻关重点项目(2002C60113);广州市天河区科技计划项目(2002XGP06);广东省自然科学基金项目(No 1015012,
No.031518);教育部科学技术研究重点项目(No 102113)资助
作者简介:郭周义,1965年生,华南师范大学激光生命科学研究所教授,博士生导师
引 言
最近几年发展起来的时间分辨荧光免疫分析方法(TR 2
FIA )是超微量免疫检定法的一大突破。由于使用了时间分辨光谱技术和荧光增强技术,使荧光免疫分析的灵敏度得到了极大提高。1983年Petterson [1]和Eskola [2]首先将时间分辨荧光光谱技术应用于免疫分析的研究中。目前,TRFIA 的最低检出值已达10-19mol ?well -1,远远超过酶标记免疫分析法(EIA )的10-9mol ?well -1,放射免疫分析法(RIA )的10-15mol ?well -1和发光免疫分析法(L IA )的10-15mol ?L -1。
稀土离子是金属离子,若用来直接标记抗原、抗体,标记率很低,一般使用含有双功能基团的螯合剂,形成稀土离子2螯合剂2抗原(或抗体)的螯合物。稀土离子的荧光,不仅与自身的能级结构有关,而且与螯合剂的性质有关。螯合物不同,稀土离子的激发光和发射光也会有所不同。
1 稀土离子的吸收光谱
镧系离子的电子排布为
1s 2
2s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 64d 104f n 5s 25p 6(n =0～14),其主要价态有二价、三价和四价。三价态是特征氧化态,其
基组态是4f n
(n =0～14),下一个激发态是4f n -15d [3]。
稀土离子吸收光谱[4]的产生可归因于三种情况。111 f —f 跃迁光谱
指f n 组态内,不同J 能级间跃迁所产生的光谱。它的特点是:
(1)发光弱。这主要是因为f —f 跃迁是宇称选择规则禁
阻的。虽然在溶液和固态化合物中,由于配体场微扰,也能
观察到相应的光谱,但相对于d —d 跃迁来说,也是相当弱的。
(2)类线性的光谱。谱带的尖锐原因是处于内层的4f 电子受到5s 2,5p 6电子的屏蔽,受环境的影响较小。
(3)谱带的范围较广。在近紫外,可见区和近红外区内
都能得到稀土离子(Ⅲ
)的光谱。112 f —d 跃迁光谱
4f n 向4f n -15d 的跃迁是组态间的跃迁。这种跃迁是宇称选择规则允许的,因而4f —5d 的跃迁是较强的;三价离子的吸收带一般在紫外区出现;由于5d 能级易受周围离子的配体场影响,相对于f —f 跃迁来说,谱带变宽。113 电荷跃迁光谱
稀土离子的电荷跃迁光谱,是指配体向金属发生电荷跃迁而产生的光谱,是电荷密度从配体的分子轨道向金属离子轨道进行重新分配的结果。镧系络合物能否出现电荷跃迁带取决于配体和金属离子的氧化还原性。一般在易氧化的配体
和易还原为低价离子(Sm 3+,Eu 3+
,Te 3+,Yb 3+和Ce 4+)的络合物光谱中易见到电荷跃迁带。谱带的特点是有较强的强度和较宽的宽度。
2 稀土离子的荧光性能
211 稀土的荧光光谱
在紫外线等高能射线的激发下,处在溶液或化合物中的三价稀土离子被激发,从基态跃迁到激发态,然后再从激发态返回到能量较低的能态时,放出辐射能而发光,这种光即为荧光。稀土离子的荧光光谱也像吸收光谱一样,来自三个方面的跃迁:f—f跃迁;5d—4f跃迁;电荷转移跃迁。
当一些络合物的配体不吸收紫外光时,其荧光的产生,可通过电荷跃迁或4f n-4f n-15d跃迁至相应的激发态,再以非辐射衰变至4f n组态的激发态,此激发态向低能态跃迁时,也可产生荧光。
212 紫外线激发产生荧光的物理过程[4]
络合物荧光的能量跃迁过程,一般可分三步来说明(跃迁过程见图1):(1)先由配体吸收辐射能,从单重态的基态S0跃迁至激发态S1,其激发能可以辐射方式回到基态S0(配体荧光),也可以非辐射方式传递给三重态的激发态T1或T2;(2)三重态的激发能也可以辐射方式失去能量,回到基态(磷光),或以非辐射方式将能量转移给阳离子(图中是稀土离子);(3)处于激发态的阳离子(稀土离子)的能量跃迁也有两种方式,以非辐射方式或辐射方式跃迁到较低能态,再
至基态,或以辐射方式跃迁到较低能态,此时就产生荧光
。
Fig11 E nergy level scheme of the energy2loss
procedure of the excited state
从这里得知,稀土离子长寿命荧光的产生,是先由配体吸收能量,然后以非辐射方式,经三重态,传递给稀土离子,将稀土离子从基态跃迁到激发态,接着,处在激发态的离子,以辐射方式跃迁到低能态而发出荧光。所以,要产生较强的荧光,选择合适的配体非常重要。一般来说,当稀土离子的激发态与配体的三重态相当,或在其以下时,就可能由配体的三重态将能量转移给稀土离子,产生长寿命荧光。
经分析可知,易氧化的配体与易还原的稀土离子组成的络合物,易发生电荷转移跃迁。Eu3+最易还原成Eu2+。因此,在Eu3+的一些络合物的吸收谱中,可经常出现电荷转移跃迁[5](参见图2)。电荷跃迁带的出现与位置,和配体性质有关。Eu3+的Cl-,Br-,I-的络合物的电荷跃迁带分别位于301,23415,292,189nm
。
Fig12 Charge2transfer transition spectrum of Eu3+halide
(1)Eucl-36;(2)EuBr-36
3 Eu3+的荧光谱
Eu3+荧光谱一般为5D0→7F J的跃迁光谱,包括电荷转移跃迁光谱和共振能量转移光谱。电荷转移跃迁光谱是配体向稀土离子的电荷转移态(4f壳层内)发生电荷转移而产生的,5D0→7F1,7F2,7F4的荧光波长分别为590～596nm, 610～620nm,687～703nm。而当用β2二酮体作Eu3+配位
体时,与电荷转移跃迁不同,配位体的三重态与Eu3+的5D J 态发生共振能量转移,而不是电子密度的重新分配。Eu3+依靠配位二酮体的能量转移,可以得到强烈的Eu3+的5D0→7F
2
(610～620nm)跃迁荧光。
我们的实验表明,依靠配体的能量转移获得的Eu3+的
5D
→7F2荧光强度远远大于由于电荷转移或4f→5d的跃迁吸收所得到的5D0→7F2的荧光强度。
4 TRFIA中Eu3+螯合物的光谱
我们在研究TRFIA方法的过程中,分别观察了标记化合物中,以及添加增强液后溶液中形成的Eu3+螯合物的吸收及荧光谱。这两种螯合物的吸收带均在紫外区。荧光增强
Fig13 Absorption spectra of the fluorescent Eu3+chelate (L1C,Labelling chelate;E1L,Enhancement liquid)
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第5期 光谱学与光谱分析
Eu 3+螯合物的吸收在300～350nm 区间表现出特殊的趋势
(参见图3)。
我们注意到这一点,是因为我们在实验中发现,这段波长的激发与5D 0→7F 2的特征荧光峰的出现及强度有着直接关系,说明此时的吸收及能量转移机制对Eu 3+的5D 0激发最为有利,300～350nm 是激发配位二酮体的最佳波段,参见图4
。
Fig 14 Fluorescence spectrum of the fluorescent Eu 3+chelate
图4显示的是荧光增强Eu 3+螯合物的荧光谱。我们连续改变激发波长进行观察,在336～337nm 处得到了特征荧光峰(610～620nm )的最大值,即获得了最佳增强效果(见图5)。这主要是因为:336～337nm 的波长有效地激发了配位二酮体的单态,并且在能量转移过程中,能级间的配合最为恰当
。
Fig 15 The highest effect of fluorescence enhancement
by the fluorescent Eu 3+chelate
当我们选用不同波长的光(≥300nm )激发标记化合物中的Eu 3+螯合物时(参见图6),发现Eu 3+的5D J 得到激发,在荧光谱图上没有出现5D 0→7F J 的特征荧光峰,直到波长改变到220～280nm 时,才发现了微弱的4f 组态的窄峰,但几乎被强大的背景荧光所掩盖,参见图6中第6条曲线。这
至少说明,4f 组态被激发的机制是复杂的。(我们认为可能是依靠微弱的电荷转移或4f →5d 的吸收),而且标记化合物中Eu 3+的氧和氮的配位体不能起到转移激发能的作用
。
Fig 16 Fluorescence spectra of the labeling chelate
5 TRFIA 的时间分辨技术及荧光增强技术
的原理
稀土螯合物经紫外激发后产生的荧光,不但强度高,而且荧光衰变时间也长,大约10～1000μs ,一般生物类样品的自然本底荧光的衰变时间只有几微秒,荧光寿命的大的差异,为采用时间分辨光谱技术提供了必要的条件。
TRFIA 是时间分辨光谱技术与荧光增强技术和免疫分析技术的结合。分析的开始,首先用Eu 3+螯合剂标记抗体(或抗原),要求螯合剂要有双功能基团,一端螯合Eu 3+,另一端螯合蛋白质。常用的螯合剂有:氨基苯基2EDTA ,异硫氰酸盐2EDTA ,12(P 2苯双氮)2EDTA ,它们保证了免疫分析的稳定性,但是不能满足荧光检测的需要。选择既有强烈的螯合能力,又有好的吸收及能量转移特性的螯合剂是十分困难的,因此在TRFIA 方法中标记抗体和抗原与测量过程是分开进行的。
为了满足检测需要,在检测之前,须向标记物中添加一种低p H 值的增强液,其中包含β2二酮体及32辛烷基磷化氢的氧化物等。溶液中会形成含二酮体配位体的Eu 3+螯合物。当选择合适的激发波长(336～337nm )时,二酮体能够被有效激发,使Eu 3+发出5D 0→7F J (610～620nm )的窄而强的特征荧光峰。
1987年,Lehn [6]发明了Eu 离子的一种穴状化合物,由于这种穴状化合物很好地防止了水、氧及其他物质对铕离子荧光的猝灭效应,且具有良好的亲合性,Lehn 和G erard Mathis 将它与X L665(一种稳定的allophycocyanin 分子)结合使用,促进了快速时间分辨荧光技术的发展。铕离子与X L665之间通过共振能量转移的方式,产生特征性的荧光,且荧光产生的量子效率高,促进了快速均相时间分辨荧光技术的发
8
95 光谱学与光谱分析 第24卷
Fig17 Principles of homogeneous time2resolved fluorescence 展。其作用示意图见图7。
图7的上部分说明了此种铕离子螯合物的测量法。
铕离子吸
收337nm的激发光后,通过共振能量转移,传给
XL665,发出665nm的长寿命荧光,经一段时间的延迟后,
再记录665nm荧光的强度,从而可消除短寿命背景荧光的
干扰。
图7的中间部分说明,当XL665为自由状态或与铕离子
离的较远时(一般有效距离不大于915nm[6],它也发射665
nm的荧光,但是荧光的衰变时间很短,可通过时间延迟克
服掉。
图7的下部分说明,当铕离子化合物未与XL665结合
时,其荧光为620nm的长寿命的荧光,通过波长分离与665
nm的荧光区别开来。
6 结束语
TRFIA方法是荧光增强技术与时间分辨光谱技术在免
疫分析中的应用,也是20世纪末配基技术的重大进展,测定
范围从抗体、抗原到激素、药物,十分广泛,已引起国内外
科学工作者的重视[7,8]。
参考文献
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GUO Zhou2yi,TIAN Zhen,J IA Y a2li
Institute of Laser Life Science,S outh China Normal University,Guangzhou 510631,China
Abstract The lanthanide trivalence ion and its chelates are used for markin g substance in Time2Resolved Fluorescence Immunoassay (TRFIA),marking protein,hormone,antibody,nucleic acid probe or biologic alive cell,to measure the concentration of the analysis substance inside the reaction system with time2resolved fluorometry after the reaction system occurred,and attain the quantitative analysis’s purpose.TRFIA has therefore become a kind of new and more sensitive measurement method after radioisoto pe marking, enzymatic marking,chemiluminescence,electrochemiluminescence,primarily depending on the special physics and chemistry character2 istics of lanthanide trivalence ion and its chelates.In thispaper,the result of s pectroscopic evaluation of europium trivalence ion and its chelate,and the principle of time2resolved technology and fluorescence2enhanced technology are reported.At the same time,the exper2 iment shows that the excitation wavelength chosen between336and337nm benefits the excitation and the ener gy transfer of chelate diketone of europium trivalence ion.
K eyw ords Immunoassay;Fluorescence2enhanced technology;Time2resolved spectroscopic technology;Europium trivalence ion chelate
(Received March26,2003;acce pted J une28,2003)
酶联免疫法与时间分辨荧光免疫法检测HBsAg 陈桂花1a，谭玉华2，罗颖照1b（1.广州经济技术开发区红十字会医院，a检验科,b体检中心，广东广州 510530 ；2.广州市丰华生物工程有限公司，广东广州 510730） 摘要：目的比较2种方法4种试剂乙型肝炎病毒（HBV）表面抗原（HBsAg）的检测性能，并探讨HBsAg阳性HBV血清标志物（HBV M）模式组间及其与HBsAg阴性模式组间的HBsAg 浓度差异。方法酶联免疫法（ELISA）对1205例标本HBV M进行定性检测。其中定性检测的153例标本再用3个厂家的时间分辨荧光免疫法（TrFIA）定量测试试剂进行HBsAg比对检测，其余经定性检测的1052例标本均再用TrFIA定量测试试剂进行HBsAg定量检测，对HBsAg结果进行统计分析。结果 2种方法4种试剂间HBsAg阳性检出率差异均无统计学(P>0.05)，3个厂家的TrFIA法试剂HBsAg定量检测结果相关性良好，r>0.95。TrFIA法能对0.2ng/ml—1.0ng/ml的低浓度HBsAg标本进行有效检测。研究发现TrFIA法定量检测未经稀释的HBV感染者血标本HBsAg浓度在0.2ng/ml—650ng/ml间。“HBsAg、e抗原（HBeAg）、核心抗体（抗-HBc）”阳性模式组HBsAg浓度与“HBsAg、抗-HBc”阳性、“HBsAg、e抗体（抗-HBe）、抗-HBc”阳性、“HBsAg”单阳性模式组HBsAg浓度差异有统计学意义（P<0.05），“HBsAg、抗-HBc”阳性模式组和“HBsAg、抗-HBe、抗-HBc”阳性模式组间HBsAg浓度差异无统计学意义(P>0.05)，“HBsAg、抗-HBc”阳性模式组、“HBsAg、抗-HBe、抗-HBc”阳性模式组HBsAg 浓度与“HBsAg”单阳性模式组HBsAg浓度差异有统计学意义（P<0.05），“HBsAg”单阳性模式组和“HBsAg阴性模式”组HBsAg浓度差异有统计学意义（P<0.05），“HBsAg阳性模式”组HBsAg浓度与“HBsAg阴性模式”组HBsAg浓度差异有统计学意义（P<0.05）。结论 HBsAg 出现的早晚和它被清除的早晚与感染剂量、感染方式以及病情轻重有关。HBeAg或抗-HBe 的出现与HBsAg的浓度呈一定的关系，HBsAg浓度与病毒的复制存在一定的关系。ELISA法HBV M定性检测结合TrFIA法HBsAg定量检测对HBV感染诊断和防治具有重要意义。 关键词：酶联免疫法；时间分辨荧光免疫法；乙型肝炎病毒，表面抗原 HBsAg是HBV感染后血清中首先出现的标志物HBV M，可作为乙肝的早期诊断和普查项目。HBsAg的检测受到许多研究者的关注[1-6]，随着标记免疫方法学的飞跃发展，HBsAg检测的灵敏度有了进一步提高，并且定量结果取代了定性报告，为临床诊断提供了更多的信息。作者采用了1个厂家的ELISA法定性诊断试剂与3个厂家的TrFIA定量测试试剂对HBsAg 进行了比对检测，结果与分析如下。 一材料与方法 1. 标本标本采自广州市经济技术开发区红十字会医院门诊病人、住院病人和体检人员标本1205例，及时分离血清，-20℃保存备用。 2. 仪器与试剂 ST-360 型酶标仪（上海科华公司），酶联免疫法乙型肝炎病毒表面抗原诊断试剂盒（国药准字S1*******，上海荣盛公司）；Victor2-D1420时间分辨荧光免疫仪（美国PE公司）；时间分辨荧光免疫法乙型肝炎病毒表面抗原定量测试试剂盒[国药准字S2*******，广州丰华公司；国药准字S2*******，苏州新波公司；国食药监械（准）字2007第3401095号，中山大学达安公司]；DEM-Ⅲ型自动酶标洗板机和FWZ-Ⅱ型恒温微量振荡仪（广州丰华公司）。 3. 方法 ELISA法与TrFIA法均严格按试剂盒和仪器说明书操作。ELISA法对以上1205例标本进行定性检测，按说明书结果判断方法判读阴阳性，对弱阳性的HBV M、“HBsAg、抗-HBs”或“e抗原、e抗体”双阳模式的HBVM均须2孔复查，仍为阳性者判为阳性。其中定性检测 作者简介：陈桂花，女，1974年9月生，本科，检验技师，主要从事免疫学检验工作。
时间分辨荧光免疫分析仪特点及性能 时间分辨荧光免疫分析仪采用现代光学、机械、计算机等先进技术，通过标记离子螯合物产生的特异性荧光寿命长、强度高，消除本底干扰荧光；利用激发光波谱宽、荧光发射波谱窄，增强荧光强度，提高分辨率的原理，对临床免疫血样进行定量分析，为临床血样提供灵敏、准确、可靠的数据。 概述 时间分辨荧光免疫法所用的标记物是镧系元素螯合物，利用这类荧光物质荧光寿命长等特点，通过波长和时间两种分辨技术，有效排除了非特异本底荧光的干扰。 特点 1、灵敏度高； 2、标记物制备简单； 3、稳定性好； 4、标准曲线线性范围宽； 5、操作方便。 技术性能 电源：210～240V，50～60Hz；外型尺寸：550mm×600mm×270mm；重量：25 kg；灵敏度：10-13 mol/L；线性度：10-12～10-8 mol/L；快速测试：1秒/样；高稳定性：< ±1 %；工作制：连续运行；安全分类：I类；防电击程度：B型；熔断器：Φ5×20 5A。 应用领域 主要用于对人的血液和其它体液中的各种免疫检测项目进行定量分析，它可以适用与传染病检查、内分泌科检查、细胞学检查、肿瘤科检查等。随着检验医学的发展，对微量、超微量的测定会越来越多，同时RIA的污染问题会越来越被重视，因此，时间分辨荧光分析法具有越来越大的应用空间。 产品特性产品参数 产品特点： 1) 采用进口光源、光学镜片及光电倍增管，保证检测结果的稳定性及可靠性； 2) 测试速度快，1秒／样本； 3) 标本灵活，适合任意份标本量； 4) 全中文软件，操作界面简便； 5) 是国内首家研发出成功，填补国内空白，并获得国家科技进步二等奖。 技术参数： 1) 测定原理：时间分辨 2) 激发光源：进口氙灯 3) 灵敏度: 10 -17 mol／孔（Eu 3+） 4) 线性范围：10 -13 mol／孔～10 -17 mol／孔 5) 高稳定性：＜5 % 6) 电源：AC 198～242V 50～60Hz 7) 外型尺寸：710mm×520mm×320mm
时间分辨荧光免疫技术和酶联免疫吸附试验检测抗-HCV结果分析 发表时间：2015-10-09T16:57:53.750Z 来源：《医药前沿》2015年第21期供稿作者：陈华根刘小花宋强 [导读] 成都市新都区人民医院四川成都 HCV-RNA检测对于判断急慢性感染、复制水平、明确诊断和疗效观察具有重要意义，但受实验条件限制，难以常规应用。 陈华根刘小花宋强 （成都市新都区人民医院四川成都 610500） 【关键词】时间分辨；荧光免疫技术；酶联免疫吸附试验；抗-HCV 【中图分类号】R446 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2015）21-0081-02 丙型肝炎的病原体是HCV,主要经血液传播[1]。HCV有6种基因型，感染人体后，血液中出现抗-HCV,而HCV-RNA浓度相对较低，所以临床实验室常通过检测抗-HCV来判断HCV感染，诊断丙型肝炎[2-3]。可用酶联免疫吸附试验（ELISA）、化学发光、凝集试验、金免疫层析试验等检测，应用广泛的ELISA检测抗-HCV灵敏度，准确度能满足临床诊断丙型肝炎需要，但缺乏全自动酶免疫分析仪的实验室却显繁琐。近年来，时间分辨荧光免疫技术(TRFIA)逐步在临床实验室用于抗-HCV检测，我们利用TRFIA检测，同时与ELISA方法比较，评价其检测效果，报道如下。 1.资料与方法 1.1 一般资料 收集本院2013年至2014年经ELISA检测抗-HCV阳性标本299例，其中男163例，女136例，年龄18至89岁。 1.2 方法 1.2.1试剂、仪器和质控品抗-HCV ELISA试剂分别购于厦门新创公司，MK3酶标仪和Well Wash Plus型洗板机系上海热电产品。TRFIA试剂、前处理仪和荧光测定仪购于苏州新波公司。质控品购于北京康彻思坦公司。仪器皆经过维护校准且通过技监局年度强检，质控品和试剂在效期内使用。 1.2.2方法采集患者静脉血3～5ml,自然收缩或37℃温育30分钟后，3000转/分离心15分钟，立即检测或置冰箱2℃～8℃保存2日。严格按照标准作业指导书操作。厦门新创公司ELISA检测阳性者，再用TRFIA检测。 2.结果 ELISA检测抗-HCV阳性299例，经TRFIA检测阳性299例，符合率100%。 3.讨论 丙型肝炎是由丙肝病毒所致的流行广泛，危害严重的传染性疾病。病原体检测是疾病诊断必不可少的手段，病原体诊断标志是抗-HCV 和HCV-RNA。HCV-RNA检测对于判断急慢性感染、复制水平、明确诊断和疗效观察具有重要意义，但受实验条件限制，难以常规应用。抗-HCV ELISA检测，仅需洗板机、酶标仪等一般实验设施，并且现在所用第三代试剂，所选抗原包括C区、NS3区、NS4区和NS5区，提高了检测的灵敏度和特异性，缩短了“窗口期”，反应性样本可不用重组免疫印迹试验（RIBA）验证，因此ELISA检测抗-HCV是各级实验室运用最多的丙型肝炎病原标志检测项目。但实验类型多采用间接二步法，检测周期较长。虽然选用抗原，试剂工艺有所改进，但酶免疫检测结果，受类风湿因子、补体、异嗜性抗体、用鼠抗诊疗诱导产生的抗鼠抗Ig、自身抗体、溶菌酶等内源性影响因素和溶血、细菌污染、标本收缩不充分、存贮过久、反复融冻等外源性影响因素干扰难以完全避免[4]。通过利用TRFIA法检测299例ELISA法检测抗-HCV阳性结果完全一致，说明利用TRFIA检测抗-HCV准确可靠，且智能化程度较高，值得推广应用。 【参考文献】 [1] 李梦东主编.实用传染病学[M].第2版.北京：人民卫生出版社.2000年，127-134. [2] 中华医学会传染病与寄生虫病学分会、肝脏病学分会.病毒性肝炎防治方案[J].中华肝脏病杂志，2000，16(8)：324-329. [3] 李金明主编.临床酶免测定技术[M].北京:人民军医出版社，2008：87-90. [4] 黄学斌,陈华根,刘冰.金免疫层析试验检测丙型肝炎抗体应用评价[J].检验医学与临床，2009,6（18）：1531-1532.
1.1 时间分辨荧光分析技术 时间分辨荧光生化分析技术是基于稀土荧光配合物特殊的荧光性质而建立起来的，自1978年提出以来[1]，已广泛的应用于免疫分析、核酸测定、荧光显微镜成像、细胞识别、单细胞原位测定、生物芯片等生化领域，并发展出了相应的时间分辨荧光免疫测定法、时间分辨荧光DNA 杂交测定法、时间分辨荧光显微镜成像测定法、时间分辨荧光细胞活性测定法及时间分辨荧光生物芯片测定法等分支。 本节主要对稀土荧光配合物的发光机理、荧光性质，时间分辨荧光测定的原理，时间分辨荧光免疫分析技术，时间分辨荧光显微镜成像技术的研究进展等加以介绍。 1.1.1 稀土荧光配合物的发光机理及荧光性质 稀土元素指的是元素周期表中IIIB 族的镧系元素以及钪和钇，共17种元素。其中镧系元素的外层电子结构为4f 0-145d 0-106s 1-2，由于5s 和5p 电子对4f 电子的屏蔽作用，导致这些金属及其离子的性质十分相似。图1.1给出了四种三价稀土离子的基态及激发态电子能级图[2]。 1020 152530355 E N E R G Y ,103c m -1 6 H 5/2 G 5/2 6 H 15/2 7 F 0 F 2D 0 5D 1 7F 6 F 5 4 5D 3 13/2 4 9/2 Sm 3+ Eu 3+ Tb 3+ Dy 3+ H 9/2 图1.1 部分三价稀土离子的电子能级图 Fig. 1.1 Electronic energy levels of certain lanthanide(III) ions 大部分稀土离子本身是不具有荧光性质的，只有Sm 3+、Eu 3+、Tb 3+和Dy 3+的水溶液在紫外光或可见光的激发下能够发出微弱的荧光。当Sm 3+、Eu 3+、Tb 3+和Dy 3+与某些有机配位体形成配合物时其荧光强度会显著增强，这种发光是基于配合物内由配位体到中心稀土离子的能量转移所产生的[3-8]。以铕(III)配合物为
新生儿促甲状腺素的时间分辨荧光免疫分析及其试剂盒研修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
新生儿促甲状腺素的时间分辨荧光免疫分析及其试剂盒研制 谭玉华，冯健明，卢顺舵，罗建安，李建国，季涛，李贵情 （广州市丰华生物工程有限公司，广州 510730 ） 摘要：目的利用时间分辨荧光免疫分析（TrFIA）技术，建立新生儿促甲状腺素（Neonatal TSH）微量检测法，并研制其检测试剂盒。方法采用了一株TSH单克隆抗体用于固相包被，另一株TSH单克隆抗体用于标记铕（Eu3+），固相双抗体夹心时间分辨荧光免疫分析法检测Neonatal TSH。结果自建的Neonatal hTSH TrFIA法灵敏度高可达2.28μU/ml，且在测量范围内，自制试剂盒剂量-反应曲线的相关系数r达0.9987。与hLH、hFSH、HCG无明显交叉反应。分析内或分析间质控结果在靶值±25%内，室内低质控、高质控分析内和分析间变异系数(CV)分别为7.12%和6.09%，7.82%和7.03%。与DELFIA ? Neonatal TSH试剂标准品进行准确性比对实测值与标示效价比平均值为1.05。与DELFIA ? Neonatal TSH试剂比对试验符合率一致，相关性系数r可达0.9822。试剂盒室间质评能力比对成绩100%。结论自建的Neonatal TSH TrFIA法具有灵敏度高，特异性强，准确度高，精密性好和非放射性等优点，具有良好的临床应用价值。 ?基金项目：科技型中小企业技术创新基金（08C26114411281），广州市科技计划项目（2006V42C0051）。 作者简介：谭玉华，1980年10月，男，医学学士，检验技师，主要从事标记免疫试剂的研发、应用和医学检验工作。 Email:tanywhy@https://www.doczj.com/doc/904789354.html,
时间分辨荧光免疫分析法(Time-resolved fluoroimmunoassay)是在荧光分析的基础上发展起来的一种特殊的荧光分析。它利用具有长效荧光的稀土金属（Eu、Tb、Sm、Dy）作标记物，充分利用激发光与发射光之间的降移与发射光较长的半寿期，在激发光后延时测量发射光的强度。从而所测的荧光不受激发光和被检物中的非特异荧光干扰，提高了检测的特异性与灵敏度。在激发光后延时400微秒，测量400微秒，间歇200微秒后进入下一个测量周期，每一个周期为1000微秒。对每一个样品实施1秒钟的测量，意味着完成了1000个周期的测量，测量精确度极高。 （一）Auto DELFIA自动时间分辨荧光免疫分析仪开/关程序 1 开机 1.1 依次打开样品处理器电源，微孔板处理器电源，打印机电源。 1.2 打开计算机显示器。 1.3 启动计算机。 1.4 运行系统软件：Auto DELFIA与Multicalc系统软件在Windows启动后自动运行。Auto DELFIA workstation软件用于控制Auto DELFIA的运行，MultiCalc的主要功能是与主机通讯，对测试结果进行评估和对质控及其他数据处理（可通过双击屏幕上图标不运行）。在MultiCalc Auto DELFIA环境下，只有键盘有效，鼠标无效。 2 开机后准备 1.1 清洗液准备 1.1.1 微孔板处理器洗液（250ml浓缩液＋600ml去离子水混合），每做一块板至少1升用量，洗液在密闭条件可保存2周时间。 1.1.2 准备样品处理器洗液（50ml浓缩液＋5000ml去离子水混合），每做一块板至少需要800ml洗液，洗液在密闭条件下可保存1周时间。 1.2 样品处理器准备 1.2.1 在Wash bottle（清洗液瓶）、Rinse bottle (冲洗液瓶)分别注入足够用量的清洗液和去离子水，倒空废液瓶。拧紧各瓶盖，确保废液瓶管路向下。 1.2.2 如样品需要稀释，放入稀释杯和稀释液。系统安装时已调好有71ml和190ml两种规格的稀释杯，若使用71ml的稀释杯，从最右端开始放置，如有预处理样品，则不能使用190ml 的稀释杯。不能使用多个稀释杯。 1.3 微孔板处理器准备。
时间分辨荧光免疫分析法产前筛查原理与操作规程 一、产前筛查定义及其原理 产前筛查（Prenatal Screening)是指通过经济、简便和较少创伤的检测方法，从孕妇群体中发现怀有某些先天缺陷胎儿的高危孕妇，以便进而进行诊断，以最大限度地减少异常儿的出生。血清学标志物产前筛查已成为非侵入性产前诊断的重要方法。目前产前筛查的两种主要疾病是唐氏综合征（Down’s Sydrome，DS；又称21三体综合征）和胎儿神经管缺陷（Neural Tube Defects，NTDs），也包括一部分18三体综合征。产前筛查可以在妊娠早期（7～13周）或中期（14～21周）进行。目前用于产前筛查的血清学标志物有：甲胎蛋白（AFP）、游离β- ）、妊娠相关血浆蛋白（PAPP-A）、绒毛膜促性腺激素（F-β-hCG）、游离雌三醇（uE 3 抑制素A（inhibin A）等。产前筛查实验测量通用评价指标为中位值倍数（MOM），正常妊娠特定的MOM=标本检测浓度/相应孕周中位值浓度。产前筛查系统由体外诊断试剂、检测仪器和筛查分析软件组成。检测仪器配合体外诊断试剂检测出孕妇血清中标记物（AFP、F-β-hCG、PAPP-A等）的浓度，将检测数据及孕妇相关因素输入筛查分析软件中，即可得出唐氏综合征（DS）和神经管缺陷（NTD）筛查的结果。由于目前的技术水平的限制，产前筛查技术都不能做到筛查100%正确。假阴性病例因此会误诊，假阳性病例一般在产前诊断实验时被纠正。 二、唐氏综合征的产前筛查 唐氏综合征是人类最常见的一种染色体病，发病率约1/800～1/600，男性多于女性。1866年英国医生Langdom Down 首次对此病进行临床描述，因此命名称为Down，s Syndrome，简称DS。1959年Lejeune首先发现本病的病因是多了一条21号染色体，故又将其命名为21三体综合征。唐氏综合征的主要临床表现：严重智力低下、愚型面容，约50%伴有先天性心脏病、小头畸形等发育异常。目前对DS尚未有治疗方法，因此通过产前筛查找出高危孕妇，对其进行产前诊断是防止患儿出生的重要手段。 1.以孕妇年龄作为筛查指标 最早用于DS的筛查指标为孕妇年龄。早期研究发现，DS的发病率随孕妇年龄增高而增高，1977年Hook和Chambers报道了孕妇年龄在20～30岁之间，发病率呈线性增加，而在33岁左右呈对数增加，孕妇年龄为35岁时，发病率约1/384，40岁时约1/110，比30岁时增加了8倍，如图1。一般认为35岁以上
时间分辨荧光CRP-POCT 试纸条的设计 本试剂条内部采用侧向流免疫层析的三明治方法，装置包括一个样品垫、一个结合物释放垫、一个反应膜和一个吸收垫（图1）。其中样品垫用于加样（血清或全血）；结合物释放垫中含过量的CRP 抗体A 和Eu 的复合物(α-CRPA-Eu)；反应膜上有两道线：检测线，又称T 线:，含过量的CRP 抗体B(α-CRPB)；对照线，又称C 线，含定量的CRP 抗体A 的抗体（α-α-CRPA ）。 在测试中，血清样品在试纸条的毛细管 作用带动下流经结合物释放垫，血清中的 CRP 在此与CRP 抗体A-Eu 复合物结合，形 成CRP-抗体A-Eu 复合物（图2-A ），并在 流经反应膜上的捕获线时被捕获分子（CRP 抗体B ）结合，形成抗体B-CRP-抗体A-Eu 的三明治复合物，产生T 线信号（图2-B ）。 而结合物释放垫中过量的CRP 抗体A-Eu 复合物在流经反应膜上的捕获线时不能被捕获分子捕获，越过捕获线继续前行。当到达对照线（C 线）时，被其抗体捕获，产生C 线信号（图2-C ）。将T 、C 线进行整合，去除信噪比后，即可判定血清中CRP 的含量（图3）。 图1 ：CRP-POCT 试纸条的结构 1=样品垫，2=结合物释放垫，3=检测线，4=反应膜， 5=对照线，6=吸收垫 图2：铕标记的CRP 抗体与CRP 及本身抗体的结合 A. CRP 抗体A 与CRP 在结合物释放垫上结合； B. CRP 抗体A 与CRP 的结合物在T 线处与CRP 的另一抗体B 结合，被捕获于T 线； C. CRP 抗体A 与其本身的抗体被捕获于C 线 图3：时间分辨荧光CRP-POCT 试纸 条的检测结果
化学发光免疫技术与时间分辨技术的异同点 概念 化学发光免疫分析(chemiluminescenceimmunoassay,CLIA),是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合，用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等的检测分析技术。是继放免分析、酶免分析、荧光免疫分析和时间分辨荧光免疫分析之后发展起来的一项最新免疫测定技术。 时间分辨荧光免疫测定（TRFIA）是以镧系元素标记抗原或抗体，并与时间分辨测定技术结合而建立起来的一种新型非放射性微量免疫分析技术，它根据镧系元素螯合物的发光特点，用时间分辨技术测量荧光，同时检测波长和时间两个参数进行信号分辨，可有效地排除非特异荧光的干扰，极大地提高了分析灵敏度。 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。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(hM) , 利用发光信号测量仪器测 量光量子产额。免疫反应系统是将发光物质(在反应剂激发下生成激发态中间体) 直接标记在抗原(化学发光免疫分析) 或抗体(免疫化学发光分析) 上, 或酶作用于发光底物。鲁米诺(1umino1)、异鲁米诺(isolumino1)及其衍生物、吖啶酯(acIidinim ester)衍生物、辣根过氧化物酶(horseradishperoxidase，HRP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)是目前CLIA中使用最多的四类标记物。 时间分辨荧光免疫测定（TRFIA）基本原理 用三价稀土离子及其鳌合剂作为示踪物，代替荧光物质、同位素或酶，标 记蛋白质、激素、抗原、抗体、核酸探针等物质，当免疫反应体系发生后，根据稀土离子螯合物的荧光光谱的特点，用时间分辨荧光分析仪测定免疫反应最后产物中荧光强度。根据荧光强度或相对荧光强度比值，来判断反应体系中分析物的浓度，达到定量分析之目的。 应用 化学发光免疫分析技术（CLIA） 各种激素、病毒抗原抗体、肿瘤标志物、感染性疾病、心脏标志物、治疗药物检测等各种抗原、抗体和半抗原 时间分辨荧光免疫测定（TRFIA）应用广泛 1.多肽类：蛋白质、激素（甲状腺激素、甾体类激素）。 2.病原体抗原/抗体 3.病毒性肝炎标志物 4.肿瘤相关抗原 5.药物 6.核酸 优缺点
一、前言 近百年来，“特效试剂”一直是分析化学家追求的目标。所谓“特效试剂”，就是指的是只与一种待测物质反应的试剂。事实上，目前使用的所谓的“铜试剂”、“铁试剂”、“硝酸试剂”等等，都是“盛名之下，其实难副”的。20世纪40-50年代追求合成特效试剂的狂热，早已降温。正在分析化学家心灰意冷之际，人们从免疫学与生物化学的成就看到了这一理想的曙光：免疫系统简直就是天然存在的一部特异性试剂的合成机器。抗原与抗体之间的免疫反应具有高度的特异性，这种识别的专一性超过酶对底物的识别水平，抗原-抗体复合物的稳定常数一般为109，有些高达1010-1015，具有很高的稳定性。免疫反应的特点使得免疫分析已成为一个跨学科的新型分析技术，广泛应用于临床体液分析、药物分析、环境分析、食品分析和生物化学研究，尤其在毒品的鉴定、吸毒人员的认定和疾病的诊断方面，发挥了重要作用。 时间分辨荧光免疫分析技术（TRFIA）是自80年代以来新发展起来的一种新型分析技术，与其它免疫分析技术相比，有其独特的优点。它克服了放射性免疫分析法（RIA）中放射性同位素带来的污染问题；克服了酶免疫分析法（EIA）中酶不稳定的缺点；而且，由于TRFIA法能够很好的消除背景荧光的干扰，使其灵敏度比普通荧光法（FIA）高出几个数量级。正是由于TRFIA的独特优点，使得它成为免疫分析中最有发展潜力的一种分析方法。 二、时间分辨荧光免疫分析的原理 时间分辨荧光免疫分析的原理就是使用三价稀土离子（如Eu3+、Tb3+、Sm3+、Dy3+）作为示踪物，通过这些稀土离子与具有双功能结构的螯合剂以及抗原形成稀土离子-螯合剂-抗原螯合物。当标记抗原、待测抗原共同竞争抗体，形成免疫复合物，由于免疫复合物中抗原抗体结合部分就含有稀土离子，当采取一些办法将结合部分与游离部分分开后，利用时间分辨荧光分析仪，即可测定复合物中的稀土离子发射的荧光强度，从而确定待测抗原的量。 正常情况下，免疫复合物中的稀土离子自身荧光信号很微弱，若加入一种酸性增强液，稀土离子从免疫复合物中解离出来，和增强液中的β-二酮体、三正辛基氧化膦、Triton X-100等成分形成一种微囊。后者被激发光激发后，则稀土离子可以发出长寿命的极强的荧光信号，使原来微弱的荧光信号增强将近100万倍。 采用时间分辨技术测量荧光，采用了门控技术，它是使背景荧光信号降低到零以后，再测定长寿命标记物的荧光。 三、时间分辨荧光分析的测量方法 （1）解离增强测量法 解离增强测量法是解离增强稀土离子荧光方法，简称DELFIA法。通过双功能基团把Eu3+或Sm3+螯合到抗原、抗体或SA上，免疫反应后，部分标记物结合到固相载体上，未结合的标记物被洗掉。最后用低pH值的增强液，把Eu3+或Sm3+
时间分辨荧光免疫分析实验操作指南以及注意事项
第一节时间分辨反应过程图 TRFIA的操作要点 优质的试剂，良好的仪器和正确的操作是保证TRFIA检测结果准确可靠的必要条件。 下面列出TRFIA各个操作步骤的注意要点，严格遵照规定操作. 1、样本的采取和保存 TRFIA测定的样本一般为血清。不能使用含抗凝剂EDTA和柠檬酸的样本，因为二者可以螯合铕，使测定值降低。血清样本可按常规方法采集,溶血和脂血样本可能会影响测值。 样品在2℃-8℃可以保存3-5天，如果需要长期保存，请－20℃保存，避免反复冻融。冻结血清融解后，蛋白质局部浓缩，分布不均，宜轻缓充分混匀，避免气泡，可上下颠倒混和。不要把样本保存在室温，室温放置48小时可能会导致结果不稳定。 2、试剂的准备 整个实验过程应尽量在干净无尘的环境下进行 实验前应检查试剂盒的出厂日期以确定试剂盒是否过期，一般自产品检验合格出厂日期起有效期为一年。 按试剂盒说明书的要求准备实验中需用的试剂。TRFIA中用的去离子水，包括用于洗涤的，应为新鲜的和高质量的去离子水。从冰箱中取出的试验用试剂应待其温度与室温平衡后使用。试剂盒中本次试验不需用的部分应及时放回冰箱保存。 试剂盒中的标准品或铕标试剂若是冻干的状态，第一次开盒做实验在加去
离子水溶解标准品或铕标后，请不要立刻开始使用，静置10分钟左右待其溶解完全后再开始。 板条若未能一次用完，剩余板条用塑料袋（内有干燥剂）封口后密封保存。 TRFIA受反应温度的不恒定、操作误差以及铕标记物的稳定性等因素的影响，不同日期的荧光值会有所波动，因此在定量测定中，每批测试均须用一系列不同浓度的参考标准品在相同的条件下制作标准曲线。 3、加样 在TRFIA中一般有3次加样步骤，即加样本，加铕标记物，加增强液。加样时应将所加物加在微孔板的底部，避免加在孔壁上部，不可溅出，不可产生气泡。 加样本一般用微量加样器，按规定的量加入板孔中。加不同的样本应更换吸嘴，以免发生交叉污染。加铕标记和增强液时可用定量多道加液器，使加液过程迅速完成。 连续加样器使用时要连续流畅，并不是加样越慢越好！ 加样时检测吸嘴是否堵塞，加量是否足够，注意吸头之间是有差异的。 加样品时把样品按12个一排排好，做时每加样一个，就把它前移一排，这样不容易出错。 注意按操作步骤计算试剂的量是否充足，特别是使用全自动仪器时！ 使用干净的一次性容器配制铕标记物。铕标记物的污染是造成实验本底增高的首要原因。注意铕标记物的瓶盖不要与标准品瓶盖混用；所有接触过铕标记物的用品使用完毕应该丢弃，不能重复使用。注意铕标记物原液和工作不要污染实验台面、加样枪及试剂盒中的其他组份。 4、孵育 在TRFIA中一般有一次或两次抗原抗体反应，即加样本和铕标记物后。抗原抗体反应的完成需要有一定的温度和时间，这一保温过程称为孵育，或者温育。 目前TRFIA常用模式在微孔板中进行，属固相免疫测定，抗原、抗体的结合只在固相表面上发生。以抗体包被的夹心法为例，加入板孔中的样本，其中的抗原并不是都有均等的和固相抗体结合的机会，只有最贴近孔壁的一层溶液中的抗原直接与抗体接触。这是一个逐步平衡的过程，因此需经扩散才能达到反应的
新生儿促甲状腺素的时间分辨荧光免疫分析及 其试剂盒研 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
新生儿促甲状腺素的时间分辨荧光免疫分析及其试剂盒研制 谭玉华，冯健明，卢顺舵，罗建安，李建国，季涛，李贵情 （广州市丰华生物工程有限公司，广州 510730 ） 摘要：目的利用时间分辨荧光免疫分析（TrFIA）技术，建立新生儿促甲状腺素（Neonatal TSH）微量检测法，并研制其检测试剂盒。方法采用了一株TSH单克隆抗体用于固相包被，另一株TSH单克隆抗体用于标记铕（Eu3+），固相双抗体夹心时间分辨荧光免疫分析法检测Neonatal TSH。结果自建的Neonatal hTSH TrFIA法灵敏度高可达μU/ml，且在测量范围内，自制试剂盒剂量-反应曲线的相关系数r达。与hLH、hFSH、HCG无明显交叉反应。分析内或分析间质控结果在靶值±25%内，室内低质控、高质控分析内和分析间变异系数(CV)分别为%和%，%和%。与DELFIA Neonatal TSH试剂标准品进行准确性比对实测值与标示效价比平均值为。与DELFIA Neonatal TSH试剂比对试验符合率一致，相关性系数r可达。试剂盒室间质评能力比对成绩100%。结论自建的Neonatal TSH TrFIA法具有灵敏度高，特异性强，准确度高，精密性好和非放射性等优点，具有良好的临床应用价值。 关键词：新生儿；促甲状腺素；时间分辨荧光免疫分析 Time-resolved Fluoroimmunoassay of Neonatal Hypothyropin and Preparation of It’s Test Reagent Tan Yu-hua,Feng Jian-ming, Lu Shun-duo, Luo Jian-an, Li Jian-guo, Ji Tao,Li Gui-qing 基金项目：科技型中小企业技术创新基金（08C281），广州市科技计划项目（2006V42C0051）。 作者简介：谭玉华，1980年10月，男，医学学士，检验技师，主要从事标记免疫试剂的研发、应用和医学检验工作。
第24卷,第5期 光谱学与光谱分析Vol 124,No 15,pp5962599 2004年5月 Spectroscopy and S pectral Analysis May ,2004 时间分辨荧光免疫分析方法的光谱研究 郭周义,田 振,贾雅丽 华南师范大学激光生命科学研究所,广东广州 510631 摘 要 时间分辨荧光免疫分析法是用三价稀土离子及其螯合剂作为示踪物,标记蛋白质、激素、抗体、核 酸探针或生物活性细胞,待反应体系(如:抗原抗体免疫反应、生物素亲合反应、核酸探针杂交反应、靶细胞与效应细胞的杀伤反应等)发生后,用时间分辨荧光技术测定反应体系中分析物的浓度,达到定量分析的目的。它之所以能够继放射性同位素标记、酶标记、化学发光、电化学发光后成为一种更新、更灵敏的检测方法,主要取决于它所用标记物三价稀土离子螯合物独一无二的物理及化学性质。主要报导了对使用的长寿 命荧光团Eu 3+ 螯合物的光谱研究结果,时间分辨技术及荧光增强技术的原理。实验表明:选择336～337nm 的激发波长,有利于Eu 3+ 的配位二酮体的激发及能量转移。 主题词 免疫分析;荧光增强技术;时间分辨光谱技术;Eu 3+螯合物中图分类号:O657132 文献标识码:A 文章编号:100020593(2004)0520596204 收稿日期:2003203226,修订日期:2003206228 基金项目:广东省科技攻关重点项目(2002C60113);广州市天河区科技计划项目(2002XGP06);广东省自然科学基金项目(No 1015012, No.031518);教育部科学技术研究重点项目(No 102113)资助 作者简介:郭周义,1965年生,华南师范大学激光生命科学研究所教授,博士生导师 引 言 最近几年发展起来的时间分辨荧光免疫分析方法(TR 2 FIA )是超微量免疫检定法的一大突破。由于使用了时间分辨光谱技术和荧光增强技术,使荧光免疫分析的灵敏度得到了极大提高。1983年Petterson [1]和Eskola [2]首先将时间分辨荧光光谱技术应用于免疫分析的研究中。目前,TRFIA 的最低检出值已达10-19mol ?well -1,远远超过酶标记免疫分析法(EIA )的10-9mol ?well -1,放射免疫分析法(RIA )的10-15mol ?well -1和发光免疫分析法(L IA )的10-15mol ?L -1。 稀土离子是金属离子,若用来直接标记抗原、抗体,标记率很低,一般使用含有双功能基团的螯合剂,形成稀土离子2螯合剂2抗原(或抗体)的螯合物。稀土离子的荧光,不仅与自身的能级结构有关,而且与螯合剂的性质有关。螯合物不同,稀土离子的激发光和发射光也会有所不同。 1 稀土离子的吸收光谱 镧系离子的电子排布为 1s 2 2s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 64d 104f n 5s 25p 6(n =0～14),其主要价态有二价、三价和四价。三价态是特征氧化态,其 基组态是4f n (n =0～14),下一个激发态是4f n -15d [3]。 稀土离子吸收光谱[4]的产生可归因于三种情况。111 f —f 跃迁光谱 指f n 组态内,不同J 能级间跃迁所产生的光谱。它的特点是: (1)发光弱。这主要是因为f —f 跃迁是宇称选择规则禁 阻的。虽然在溶液和固态化合物中,由于配体场微扰,也能 观察到相应的光谱,但相对于d —d 跃迁来说,也是相当弱的。 (2)类线性的光谱。谱带的尖锐原因是处于内层的4f 电子受到5s 2,5p 6电子的屏蔽,受环境的影响较小。 (3)谱带的范围较广。在近紫外,可见区和近红外区内 都能得到稀土离子(Ⅲ )的光谱。112 f —d 跃迁光谱 4f n 向4f n -15d 的跃迁是组态间的跃迁。这种跃迁是宇称选择规则允许的,因而4f —5d 的跃迁是较强的;三价离子的吸收带一般在紫外区出现;由于5d 能级易受周围离子的配体场影响,相对于f —f 跃迁来说,谱带变宽。113 电荷跃迁光谱 稀土离子的电荷跃迁光谱,是指配体向金属发生电荷跃迁而产生的光谱,是电荷密度从配体的分子轨道向金属离子轨道进行重新分配的结果。镧系络合物能否出现电荷跃迁带取决于配体和金属离子的氧化还原性。一般在易氧化的配体 和易还原为低价离子(Sm 3+,Eu 3+ ,Te 3+,Yb 3+和Ce 4+)的络合物光谱中易见到电荷跃迁带。谱带的特点是有较强的强度和较宽的宽度。
综一一述 免疫层析技术的发展及在P O C T中的应用 黄德智综述,蒲晓允?审校 (陆军军医大学新桥医院检验科,重庆４０００３７) 一一摘一要:免疫层析技术因其简单二方便二易操作二快速,价格相对低廉,已广泛应用于即时检测(P O C T).随着P O C T检测项目的增多和对已有项目检测定量二灵敏度二特异度等要求的提高,本文就免疫层析技术的最新发展及其应用,作以下综述. 关键词:免疫层析技术;一即时检测;一量子点 D O I:１０．３９６９/j．i s s n．１６７３Ｇ４１３０．２０１９．０５．０２２中图法分类号:R４４６ 文章编号:１６７３Ｇ４１３０(２０１９)０５Ｇ０５９４Ｇ０４文献标识码:A D e v e l o p m e n t o f i m m u n o c h r o m a t o g r a p h y a n d i t s a p p l i c a t i o n i nP O C T HU A N GD e z h i,P UX i a o y u n? (D e p a r t m e n t o f C l i n i c a lL a b o r a t o r y,X i n q i a oH o s p i t a l,A r m y M e d i c a l U n i v e r s i t y,C h o n g q i n g４０００３７,C h i n a) A b s t r a c t:I m m u n o c h r o m a t o g r a p h y h a sb e e nw i d e l y u s e d i nP O C Tb e c a u s eo f i t s s i m p l i c i t y,c o n v e n i e n c e, e a s y o p e r a t i o n,r a p i d i t y a n d r e l a t i v e l y l o w p r i c e．W i t h t h e i n c r e a s eo fP O C Tt e s t i n g i t e m s a n d t h e i n c r e a s eo f t h e r e q u i r e m e n t s f o r q u a n t i f i c a t i o n,s e n s i t i v i t y,a n d s p e c i f i c i t y o f e x i s t i n g p r o j e c t s,t h i s p a p e r r e v i e w s t h e l a t e s t d e v e l o p m e n t s a n d a p p l i c a t i o n s o f i m m u n o c h r o m a t o g r a p h y． K e y w o r d s:i m m u n o c h r o m a t o g r a p h y;一P O C T;一q u a n t u md o t s １一免疫层析技术简介 一一免疫层析技术是在２０世纪６０年代在发达国家兴起并被用于检测血清蛋白的一种结合了免疫技术和色谱层析技术的快速检测分析方法,利用胶体金二胶体碳二磁性纳米材料二稀土纳米材料二量子点等着色标记物,在层析时,标记物与待测物的络合物被相应的配体捕获而浓集显色于硝酸纤维素膜上的检测线,以纤维膜上显色条带的有无二颜色深浅和反射光线来定性或定量,在即时检测(P O C T)中应用极为广泛.免疫层析试纸条由样品垫二结合垫二硝酸纤维素(N C)膜二检测线(T线)二质控线(C线)二吸水垫二聚氯乙烯(P V C)底板等部分组成,根据待检测物的大小和抗原抗体结合的方式,分为双抗体夹心法和竞争法[１Ｇ２].２一免疫层析技术发展及应用 一一免疫层析技术关键在于依靠标记抗体的免疫标记材料,而纳米材料由于优越的信号放大作用,能达到良好的灵敏度和特异度而备受青睐.下面主要从胶体碳二量子点二稀土纳米材料二上转换发光技术和超顺磁性纳米材料以及适配体等方面进行介绍.２．１一胶体碳一与胶体金相比,胶体碳的优点包括更高的颜色强度,即更高的灵敏度和标记效率,动力学检测范围更广,成本低廉,制作工艺简单,可大规模生产且更环保,但由于其标记和封闭时间长,并未体现出对胶体金的绝对优势,故其商业化程度较低[３Ｇ４].何卓等[３]利用碳纳米颗粒制作的胶体碳试纸条用于检测疟原虫,并可通过扫描检测带灰度值以定量.最近,Y U等[４]利用一种新的胶体碳材料氧化石墨烯作为标记物,成功制作出用于检测黄曲霉素B１的试纸条,肉眼最低检测限可达０．３n g/m L.材料学的进步能促进检测的进步,诸如碳量子点和石墨烯量子点等材料也是免疫层析研究中可以利用的标记材料.２．２一量子点一量子点被认为是免疫层析中最有前途的荧光半导体纳米材料,与一般荧光染料相比,量子点具有尺寸可调的荧光,发射光谱窄而对称,高量子产率,宽吸收光谱,荧光强度高,耐光漂白和稳定性好等优点[５Ｇ６].水溶性量子点表面富含羧基或氨基以用于连接蛋白质.表面是羧基的量子点被１Ｇ(３Ｇ二甲氨基丙基)Ｇ３Ｇ乙基碳二亚胺盐酸盐(E D C)和NＧ羟基琥珀酰亚胺(N H S)激活,并且这些激活的羧基和抗体的氨基相连接.这些特性使得量子点是一个可以达到高灵敏度和同时对多种检测物定量的免疫层析标记物[７].为了检测样本中不同的物质,有两种不同模式的检测方法.第一种模式是不同的T线去检测与之对应的分析物;第二种模式是一条T线去检测不同的分析物.例如,第一种模式,T A R A N O V A等[８]设计了一种 交通信号灯 式的竞争性免疫层析方法,他们 ４９５ 国际检验医学杂志２０１９年３月第４０卷第５期一I n t J L a bM e d,M a r c h２０１９,V o l．４０,N o．５ ?一通信作者,EＧm a i l:１５８０９３２０＠q q．c o m. 一一本文引用格式:黄德智,蒲晓允．免疫层析技术的发展及在P O C T中的应用[J]．国际检验医学杂志,２０１９,４０(５):５９４Ｇ５９７．
时间分辨荧光免疫分析技术及临床应用 武学成1,2(综述),何 林1,周克元2(审校) (1.深圳人民医院检验医学部,广东深圳518001;2.广东医学院,广东湛江524001) 中图分类号:R44616 文献标识码:A 文章编号:100622084(2006)0720434203 摘要:标记免疫分析技术的出现使临床生化分析由常量分析向微量分析转变。20世纪80年代出现的时间分辨荧光免疫分析技术,以其独特的优势成为最有发展前途的非放射免疫标记技术。本文主要介绍时间分辨荧光免疫技术基本原理、基础试剂、基本技术以及近年来临床应用。 关键词:时间分辨荧光免疫分析技术;铕;标记技术 The R esearch and C linical Application of Time2resolved F luoroimmunoassay WU Xue2cheng1,2,HE Lin1, ZHOU K e2yuan2.(1.The Medical Laboratory Department o f Shenzhen People′s Hospital,Shenzhen518001,China; 2.Guangdong Medical College,Zhanjiang524001,China) Abstract:The marked immunoassay technique gives the changes from macroanalysis to microanalysis.T ime2 res olved fluoroimmunoassay technology is a non2radio2immunity labeling technique having m ost perspective future because of its unique advantage since1980s.This article reviewed s ome aspects about it including fundamental principle,basic reagent,basic technique and the its clinical application in recent years. K ey w ords:T ime2res olved fluoroimmunoassay;Europium;Labeling technique 随着生物标记技术的不断进步,免疫分析技术得到了长 足的发展。免疫分析技术逐步由放射免疫分析技术向非放射 免疫技术转变。在此期间,涌现了一大批非放射免疫技术,例 如酶免分析技术、化学发光免疫分析技术、时间分辨荧光免疫 分析技术(time2res olved fluoreimmuoassay,TRFI A)等。但是从灵 敏度来说只有时间分辨荧光免疫分析技术可与放射免疫媲 美。TRFI A是20世纪80年代迅速发展起来的的一种公认的 最有发展前途的非放射免疫标记技术。 1 时间分辨荧光免疫分析技术的基本原理 TRFI A是用镧系金属离子作为示踪物标记蛋白质、多肽、 激素、抗体、核酸探针或生物活性细胞,与其螯合剂、增强液 (有一部分不需要)在待反应体系(如:抗原抗体免疫反应、生 物素亲和素反应、核酸探针杂交反应、靶细胞与效应细胞的杀 伤反应等)发生反应后,用时间分辨荧光仪测定最后产物中的 荧光强度,根据荧光强度和相对荧光强度比值,推测反应体系 中分析物的浓度,达到定量分析的目的。 2 时间分辨荧光分析技术简介 TRFI A的基础试剂包括示踪剂、稀有元素双功能螯合剂、 分析缓冲液、增强溶液。基本技术包括包被技术、标记技术、 反应模式。 2.1 基础试剂 2.1.1 示踪剂的选择和使用 所使用的稀土元素主要位于 元素周期表中的ⅢB族,包括钪(scandium,SC)、钇(yttrium,Y) 和镧系元素。到目前为止,只有铕(europium,Eu)、铽(terbium, Tb)、钐(samarium,Sm)、钕(neodymium,Nd)、镝(dysprosium,Dy) 等5种被用作TRFI A示踪剂,尤以Eu3+常用。一般用Eu2O3 制备成EuCl 3 ,再经纯化和常温真空抽干,然后干燥保存。用 Eu3+等镧系元素作为示踪剂有以下特点:①荧光物质激发光 谱曲线的最大吸收波长和发射光谱的最大发射波长之间的 差,称为S tokes位移。普通荧光物质荧光光谱的S tokes位移 只有几十纳米,激发光谱和发射光谱通常有部分重叠,互相干 扰严重。游离铕的荧光信号虽然相当微弱,但当Eu3+与螯合剂形成螯合物时,产生分子内和分子间能量传递,使Eu3+的荧光强度显著增强,S tokes位移达200nm,很容易分辨激发光和发射光,从而排除激发光干扰;②镧系元素与普通的荧光团比较,镧系元素离子螯合物荧光的衰变时间(decay time)长,为传统荧光的103～106倍。稀土离子及一些常见荧光物质的荧光寿命(见表1)。镧系元素的荧光不仅强度高,而 且半衰期也很长,介于10～1000μs之间。这样,用时间分辨荧光仪测量Eu3+螯合物的荧光时,在脉冲光源激发之后,可以适当的延迟一段时间,待血清、容器、样品管和其他成分的短半衰期荧光衰变后再测量,这时就只存Eu3+标记物的特异性荧光,即通过时间分辨,极大地降低了本底荧光,实现了高信噪比,这是TRFI A高灵敏度和低干扰的原因之一。如果在使用链霉亲合素2生物素系统,可更好地降低非特异性荧光的干扰[1];③镧系螯合物激发光光谱较宽,最大激发波长在300～500nm,可通过增加激发光能量来提高灵敏度。而它的发射光谱带很窄,甚至不到10nm,可采用只允许发射荧光通过的滤光片,进一步降低本底荧光;④Eu3+等镧系标记物与放射性同位素相比不受半衰期的影响。如125I标记试剂最长可用3个月,酶标记物常因其纯度、显色底物不稳定等问题,使其应用受到限制。Eu3+与双功能螯合剂螯合,可形成稳定的螯合物,稳定性很高,2年内能保证质量。再者,Eu3+标记物体积很小(为原子标记),标记后不会影响被标记物的空间立体结构,这既保证了被检测物质的稳定性(尤其对蛋白质影响更小),又可实现多位点标记[2]。标记物稳定就可以对标记物进行多次激发,通过对每次激发的荧光信号累加后取平均值的办法,可大大减少偶然误差,提高准确度。同时多位点标记技术,不仅使检测更灵敏,也使一个试剂盒能够同时检测出两种或两种以上的项目。 2.1.2 稀有元素双功能螯合剂 稀土元素作为金属离子,很难直接与抗原抗体结合,因此在标记时需要有一种双功能基团的螯合物,它们分子内或带氨基和羧基或带有异硫氰酸基和羧酸基,一端与稀土离子连接,一端与抗原或抗体的自由氨基(组氨酸、酪氨酸)连接。目前常用镧系元素标记的双功能螯合剂有异硫氰酸2苯基2二乙胺四乙酸(IC B2E DT A)、β2萘甲酰三氟丙酮(β2NT A)、二乙基三胺五乙酸环酐(DTPAA)、4,72二氯磺基苯21,102菲罗啉22,9二羧酸(BCPDA)及对2异硫氰酸2苄基2二乙三胺四乙酸(P2IC B2DTT A)等5种。Y uan等[3]合成出一种稳定的能发出强烈荧光的Eu3+络合剂4,4′2二(1,1′,2,2′,