罗氏电化学发光项目介绍

4.罗氏电化学发光原理罗氏电化学发光原理电化学发光免疫分析原理杨明忠 12/____罗氏电化学发光原理免疫检测技术的发展电化学发光系统及其原理电化学发光技术的优势罗氏电化学发光原理免疫检测技术的发展电化学发光系统及其原理电化学发光技术的优势罗氏电化学发光原理技术创新领先的免疫检测新技术-ECL电化学发光放免酶免荧光免疫化学发光1960‘S1970_80‘S____‘S1,抗体技术的革命，从使用多克隆抗体向使用单克隆抗体转变 2,从手工操作向全自动分析仪的转变 3,从液相放射免疫技术向均相和固相免疫分析技术的转变罗氏电化学发光原理放射免疫测定法1959年Berson和Yalow建立了放射免疫分析方法(RIA),大大提高了免疫测定的敏感度，这种标记免疫测定开拓了医学检验的新领域。

缺点半衰期短，试剂货架期不长。

标记物不断变化，试剂批间、批内变化大，标准曲线不能保存。

反应时间长，操作步骤很难自动化。

使用放射性核素，对人体有一定的危害性。

分析的限度为 10 mol/ml 或 10 g/ml。

在一定时期内曾被采用，正在被逐步取代。

罗氏电化学发光原理酶免疫测定法1971年Engvall和Perlman建立了固相酶免疫测定方法(ELISA),这种非放射标记免疫测定在临床检验，特别是感染性疾病的诊断中取得了广泛应用。

缺点试剂制备困难。

操作步骤复杂，耗时长。

影响因素多，质量控制难以保证。

最后测定的是颜色的光密度，其精密度和敏感性不如发光免疫技术。

各实验室操作不规范，质量难以保证。

有学者认为ELISA 技术已逐步走向退化，可能会逐步退出临床实验室。

罗氏电化学发光原理化学发光免疫测定法化学发光免疫测定法出现于20世纪90年代初。

由于最后测定的是光子的量，不但对检测者无害，其敏感度和精密度均优于RIA,而且试剂较稳定，并可进行全自动分析。

缺点采用标记催化酶(如辣根过氧化物酶)或化学发光分子(如鲁米诺)的方法，其化学反应一般不稳定，为间断的、闪烁性发光，而且在反应过程中易发生裂变，导致反应结果不稳定。

引言：罗氏电化学发光（Electrochemiluminescence，简称ECL）是一种基于化学电致发光的分析技术，由瑞士公司Roche首次开发并应用于临床诊断中。

ECL技术具有高灵敏度、高选择性、宽线性范围和低检测极限等优点，因此在生物医学研究、生物芯片检测、生化分析等领域得到了广泛的应用。

本文将从ECL的原理、仪器设备、应用领域、优缺点以及未来发展方向等五个大点来详细阐述罗氏电化学发光技术的相关内容。

概述罗氏电化学发光（ECL）是一种特殊的电化学发光分析技术，通过电化学反应激发分析介质中的发光物质产生发光。

与传统的化学发光技术相比，ECL技术具有较高的灵敏度、较宽的线性范围和更低的检测极限。

ECL技术近年来在生物医学研究、药物研发、环境分析等领域得到了广泛的应用。

下面将分别介绍ECL的原理、仪器设备、应用领域以及其优缺点及未来发展方向。

正文内容一、ECL的原理1. 化学电致发光原理：ECL技术基于电化学反应和化学发光原理，通过在电极表面引发可逆氧化还原反应来激发发光物质的发光。

2. ECL机制：罗氏电化学发光的机制主要包括金属配合物的降解、电荷转移发光和共发光机制等。

3. 发光物质：介绍ECL中常用的发光物质，如三恶唑（Tz）、氧化铼（Ru(bpy)32+）等。

二、ECL的仪器设备1. ECL系统组成：介绍ECL分析所需的核心设备和仪器，包括电化学工作站、荧光光谱仪、样品处理系统等。

2. 电极选择和修饰：讨论ECL中常用的电极材料和修饰技术，如玻碳电极、金电极、纳米颗粒修饰等。

3. 仪器调试和操作：介绍ECL系统的调试方法和操作步骤，以及常见的误差来源和校正方法。

三、ECL的应用领域1. 生物医学研究：罗氏电化学发光技术在生物医学研究中广泛应用于蛋白质检测、基因分析、细胞信号传导等方面，如免疫检测、核酸检测等。

2. 药物研发：ECL技术在药物研发中具有灵敏度高、样品处理简便等优势，可用于药物代谢、药物安全性评估等方面的研究。

罗氏电化学发光项目介绍
罗氏电化学发光（Roche Electrochemiluminescence，ECL）是一种
高灵敏度、高选择性的电化学发光技术，适用于生物分析领域。

该
技术利用电化学激发发光反应，通过电化学电位的调节，使标记在
生物分析物上的激发粒子释放出能量并产生发光。

罗氏电化学发光技术的主要步骤包括样本处理、标记物的添加、电
池的组装以及丰富分析物等。

在样本处理过程中，可以使用多种方法，如离心、洗涤和预处理，以提取和纯化样品中的目标分子。

接
下来，将标记物添加到样品中，通常通过特异性结合或酶反应进行
标记。

在电池组装过程中，需要组装特定的电极系统以产生电化学发光反应。

通常，电极系统由工作电极、反应电极和参考电极组成。

工作
电极是发生反应并生成电流的电极，反应电极用于触发电化学反应，而参考电极则用于测量电流。

1
丰富分析物是指通过改变电化学条件或添加特定的试剂来提高分析
物的测量灵敏度和特异性。

例如，通过改变电极电位或添加酶反应
底物来增强发光信号。

罗氏电化学发光技术在生物分析中具有许多优点。

首先，它具有高
灵敏度和高特异性，可以检测到极低浓度的目标分子。

其次，该技
术的操作简单，结果可靠，且具有广泛的应用范围，包括分子诊断、药物筛选、基因表达分析等。

总之，罗氏电化学发光技术是一种高灵敏度、高选择性的电化学发
光技术，适用于生物分析领域，可用于检测低浓度的目标分子，并
在医学诊断、药物筛选等领域有广泛应用。

2。

罗氏电化学发光仪器ESOP罗氏电化学发光仪器E170S O P 仪器简介：E170 是罗氏诊断公司出品的全自动电化学发光免疫分析仪，是全自动，随机进样的免疫分析系统，可以对许多种检测项目进行体外的定量或者定性的分析。

该分析仪应用的是电化学发光技术(ECL)。

每个E模块系统每小时的标本处理量为170个试验(最多可以将4个E模块连接)。

只有在试验室条件下，经过培训的操作者方可操作E模块系统。

系统特色可以24小时待机使用标本条码扫描功能试剂条码扫描功能单个E模块的每小时处理能力为170个试验自动保养功能自动复查功能自动发出定标信息自动标本稀释功能系统辅助的操作流程一个E模块具有25个温控的试剂通道1个模块可以安放672个反应杯1个模块可以安放672个加样头双向数据传输接口运行条件：水质要求◆无菌(< 10 cfu/ml)，去离子水◆ 1.5 M?电阻值(最大1.0 Ms/cm)◆15-25 磅/英寸2 (0.5~3.5 kg/cm2 或49~343 kpa)◆耗水量：每E170模块消耗18升/小时环境条件◆无灰尘的、良好通风的环境◆无直接日照◆地面水平(角度：<1/200?o)◆地面足够坚硬能够承受仪器的重量(详细情况请见本章中的系统特点)◆温度：18~32摄氏度◆当系统启动时，温度的改变应该小于2度/小时◆屋内湿度：45%~85%◆电源电压没有明显的波动◆在附近没有会产生电磁波的仪器◆有接地的三相电源E170由三个类型的硬件单元组成：控制单元、核心单元以及检测单元。

控制单元介绍包括：触摸屏幕的电脑键盘打印机仪器管理电脑终端核心单元介绍核心单元将所有的标本从入口端经过E170仪器到出口端或者复查缓冲区。

下面所列位核心单元的组成部分。

加样端标本架转运通道复查缓冲带出口端中心控制区电源开关(在进样端的左侧面上)检测单元介绍分立式、随机进样的每小时170试验的免疫检测系统。

下面所列为E170模块的组成部分：◆试剂区位于分析模块的左边部分,它包含以下部分:1.一个试剂盘,温度控制在20?3℃; 有25个试剂通道2.一个用来将试剂以及磁珠从试剂盘中加入的试剂针,将之加到孵育器的反应杯中3.一个条码扫描器,用来阅读试剂盒上的二维条码4.一个用于试剂盒盖的开关的机械装置,以避免试剂的挥发5.一个用于混匀磁珠的搅拌器.当磁珠被加入之前或额外的混匀步骤中,搅拌棒用来搅拌磁珠6.两个用来清洗探针以及搅拌器的冲洗站7.一个探针清洗站,它含有两瓶探针洗液用来清洗探针的内部◆测量区位于分析模块的中部,它含有以下几个部分：1.一个孵育器,含有54个孵育位,用来进行免疫反应孵育池有54个孵育位置,位于仪器的中心部分,当标本和试剂加入到反应杯中后,该孵育池的温度维持在37℃±0.3℃.当一个反应在准备测定时,该孵育盘需旋转,将反应杯转至需要的位置,在此处,适宜的单位将执行相应的功能.2.一个用来将标本从标本容器中加入到反应杯中的标本探针标本探针位于仪器的后面,邻近核心系统.标本探针用来转运标本,定标液,指控液然后加入到孵育器的标本中,探针使用一次性的加样头以控制标本间的交叉污染,并且探针有探测液面,凝块的功能.液面探测通过电容的变化感知,凝块探测通过压力的改变来探测.每一个新的加样步骤都使用;一个新的加样头不要用裸露的手接触探针的表面,否则会留下痕迹在探针的表面上,这样会影响探针的功.如果碰触到了探针,应该立即使用蘸有酒精的纱布进行擦拭,然后使用去离子水再擦拭干净.1.两个反应液的吸样针,用来将反应好的抗原-抗体复合物从反应杯中加入到测量池中,以进行检测2.两个吸样针的冲洗站,在两个不同的吸样步骤间用来对吸样针进行清洗3.2个测量池消耗品区位于分析模块的右边,它含有以下几个部分:1.一个机械手,将标本杯和反应头从物品架上加到孵育器上和放标本反应吸样头处2.搅拌站,在此处反应杯中的反应液被混匀成乳浊液3.含有一个处置口的吸样头站,在这里反应过的吸样头备扔弃进入相应的固体废物箱中;还有一个吸样头的缓冲区,在此处机械手将一个待用的吸样头放置于标本加样探针处4.一个物品架的升降器,用来将放入模块中的消耗品盒转运至模块的表面以便于机械手的抓取5.固体废物箱,盛装使用过的反应杯和吸样头6.指示灯,提示物品架升降器的状态7.系统试剂以及清洗液被放置在模块的内部,在仪器前门的后边,有CleanCell,8.Procell,PreClean M.Procell 和Cleancell 瓶两瓶Procell和两瓶Cleancell位于前门后的特定位置.Procell是一种缓冲液,成分是TPA(三丙胺).瓶盖的颜色为白色.Cleancell为KOH 溶液,用来清洗测量池.瓶盖的颜色为黑色.Procell和Cleancell的位置非常重要以确保加入正确的试剂,每瓶系统试剂含有2升液体,除了最初的灌注外,每套试剂可以进行1000个测试,两瓶系统试剂在不影响仪器操作的情况下,允许更换.当更换完新的系统试剂之后,不要忘记按下相应的绿色键,登记系统试剂的更换情况.◆前清洗区1.该区位于仪器的后边的中部,包括:2.对于试验要求进行前清洗的项目,探针吸入清洗液3.分配探针用来分配PreClean M 溶液4.反应杯的控制装置有四个极向不同磁场,以便在清洗过程中保护磁珠5.混匀站用来混匀反应液6.冲洗站用来清洗探针以及分配探针◆试剂包装概念每个试剂盒在两端均有一个2D条码,尽管E170指示阅读其中一个.试剂的管理信息可以全自动进行登陆.不必要手工输入额外的信息.即用型试剂可以放置于试剂盘的25个试剂通道上.当扫描过后,试剂即可以应用.罗氏的定标液和指控液的处理同于试剂.多数定标液是即用型的,干粉状的定标液和指控品必须复溶后装入特定的小瓶中.对于定量的分析,定标液和指控液的耙值储存于条码中.对于定性的检测,所有的定标信息储存于试剂的条码中.试剂盒图A-56 电化学发光的试剂盒该图片显示了应用于E170上的试剂的模型.每个试剂均为即用型的.试剂盒含有3个部分:白色的透明瓶中装的是磁珠黑色的瓶,灰色的盖的瓶中装的是试剂R1黑色的瓶,黑色的盖的瓶中装的是试剂R2试剂盒在盘中的放置是有方向的,所以不会造成放置的错误.试剂盒的标记大标记中包含有试剂的储存温度,内容物,货号;小标记中包含批号,效期,以及2D条码的号码.这个条码用来登陆,仪器不能自动使用.试剂条码试剂的条码中包含运行所需的信息,信息包括下面的内容,但不仅限于此:试验号码批号母定标曲线仪器设置定标液的批号以及耙值效期定标频率还包括以下内容:◆货号◆试剂盒号◆试剂条码号码◆批号◆效期试剂盒上的条码采取的是独一无二的格式.只有条码被损伤时,条码才不会阅读,可以通过手工输入的方式确认试剂的批号.◆定标液和质控液1.多数的电化学发光检测项目的试剂和定标液是分开的.每个定标液和质控品的盒中含有一个可以直接使用的条码.多数的定标液是液体的即用型的,不需要任何特殊处理,当定标时,将其放于仪器上即可.2.多数的质控品和少数定标液是干粉的,使用前需要溶解然后转入特定的小瓶中.复溶后的定标液和质控瓶可以储存于特定的塑料小瓶中.3.定标液和质控品有彩色的盖子,以帮助用户的识别.白色/亮棕色的瓶盖分别为定标液/质控品的1浓度;黑色/暗棕色的瓶盖分别代表定标液电化学发光反应原理：电化学发光（electro－chemiluminescence，ECL)是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应，实际上包括了电化学和化学发光两个过程。

罗氏发光法四代罗氏发光法是一种常用于生物化学研究和医学诊断的方法，通过测量特定化学物质或分子的荧光强度来确定其浓度和活性。

第四代罗氏发光法是近年来发展起来的一种高灵敏度和高选择性的检测方法，相比于传统的酶联免疫吸附测定法（ELISA）具有许多优势。

第四代罗氏发光法通过特定的光源激发样品中的荧光分子，这些荧光分子可以是荧光标记的抗体、DNA探针或其他分子。

被激发的荧光分子会发出发射波长的光信号，这种发射信号会被光电倍增管接收并转化为电信号，最后通过计算机处理得到样品中目标物质的浓度。

相比于传统的ELISA，第四代罗氏发光法有以下几个优点：1. 高灵敏度：由于荧光信号可以被高效地激发和接收，第四代罗氏发光法可以检测到非常低浓度的目标物质。

这使得它在许多应用中具有更高的灵敏度和检出限。

2. 高选择性：第四代罗氏发光法可以选择性地标记目标物质，将荧光标记物只与目标物质结合，并排除其他干扰物质的影响。

这样可以提高检测的准确性和可靠性，从而避免了误判和误诊。

3. 宽动态范围：由于测量荧光强度的原理，第四代罗氏发光法可以在较广的浓度范围内进行准确测定，无需进行稀释和重测。

这对于那些浓度差异较大的样品非常有用。

4. 快速分析：与传统的ELISA相比，第四代罗氏发光法具有更高的分析速度。

由于荧光信号的实时检测和计算机处理，可以在短时间内完成大量样品的检测，提高工作效率。

5. 自动化程度高：第四代罗氏发光法可以与自动化样品处理系统结合，实现高通量的样品分析。

这对于大规模的临床诊断、药物筛选和生物研究非常有用。

综上所述，第四代罗氏发光法是一种高灵敏度、高选择性、宽动态范围、快速分析和高自动化程度的检测方法。

它在生物化学研究和医学诊断中具有广泛的应用前景，可以为科研人员和医生提供更准确、更快速的实验结果，有助于推动生命科学的发展。

电化学发光免疫测定（Electrochemiluminescence immunoassay,ECLI）是继放射免疫、酶免疫、荧光免疫、化学发光免疫测定以后的新一代标记免疫测定技术，是电化学发光（ECL）和免疫测定相结合的产物。

它的标记物的发光原理与一般的化学发光（CL）不同，是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应，实际上包括了电化学和化学发光二个过程。

ECL与CL的差异在于ECL是电启动发光反应，而CL是通过化合物混合启动发光反应。

ECL 不仅可以应用于所有的免疫测定，而且还可用于DNA／RNA探针检测。

其检测原理（以TSH检测为例）：第一步：结合了活化的三联吡啶钌衍生物即[Ru(bpy)3]2++ N 羟基琥珀酰胺酯（NHS）的TSH抗体和结合了生物素的TSH抗体与待测血清同时加入一个反应杯中孵育9分钟。

第二步：将被链霉亲和素包被的磁珠加入反应杯中，再次孵育9分钟，使生物素通过与亲和素的结合将磁珠、TSH抗体连接为一体，形成双抗体夹心法。

下一步，蠕动泵将形成的 [Ru(bpy)3]2+－抗体－抗原－抗体－磁珠复合体吸入流动测量室，此时，磁珠被工作电极下面的磁铁吸附于电极表面。

同时，游离的TSH抗体（与生物素结合的和与[Ru(bpy)3]2+结合的抗体）也被吸出测量室。

紧接着，蠕动泵加入含三丙胺（TPA）的缓冲液，同时电极加电压，启动ECL反应过程。

发光剂 [Ru(bpy)3]2+和电子供体TPA在阳极表面可同时各失去一个电子而发生氧化反应，使二价的[Ru(bpy)3]2+被氧化成三价，后者是一种强氧化剂；另一方面，TPA 被氧化成阳离子自由基TPA+●，后者很不稳定，可自发失去一个质子（H+），形成自由基TPA●，这是一种很强的还原剂，可将一个电子给三价的[Ru(bpy)3]3+，使其形成激发态的[Ru(bpy)3]2+，而TPA自身被氧化成二丙胺和丙醛。

激发态的[Ru(bpy)3]2+通过荧光机制衰减，发射出一个波长620nm的光子，重新生成基态的[Ru(bpy)3]2+。