催化化学发光

催化化学发光（共7篇）

催化化学发光 篇1

前言

微/纳米反应体系[1,2]辣根过氧化物酶 (HRP) 催化化学发光检测所需试剂/样品用量少、反应快且高效灵敏, 在核酸[3]、抗原/抗体[4,5,6]等生物分子检测中应用广泛。由于微体系比表面积大、反应效率高、底物容量有限等因素, 即使晖光型底物也会被快速消耗[7]。由此导致的化学发光衰减增加了微体系HRP浓度与化学发光强度的量效关系分析难度。新型反应底物/稳定剂[8]、流动注射进样[9]和快敏检测器[10,11,12,13]等研究虽在一定程度上提高了微体系HPR催化化学发光稳定性, 但也增加了检测试剂成本和仪器价格。

为研究毛细管微体系内偶联HRP催化化学发光衰减趋势随HPR浓度的变化, 首先将不同浓度HRP通过核酸序列偶联于毛细管微体系内;再加入反应底物后进行HRP催化学发光反应, 检测其化学发光相对强度值 (RLUs) ;进而分析微体系内不同浓度HRP催化化学发光相对强度, 及其衰减率 (RLUs/T) 与HRP浓度的相关性。最终为微体系化学发光定量检测生物分子提供新的分析策略。

1 材料与方法

1.1 主要实验材料及仪器

链霉亲和素标记辣根过氧化物酶 (碧云天生物技术有限公司, 上海) , 化学发光反应底物 (赛默飞世尔科技有限公司, 美国) , 玻璃毛细管 (华西医科大学 (现四川大学医学院) 仪器厂, 成都) , 毛细管化学发光检测仪 (天隆科技有限公司/第四军医大学, 西安) , 核苷酸连接臂 (NH2-5’-T10-3’-biotin (生工生物工程有限公司, 上海) , 3-氨基丙基三甲氧基硅烷、戊二醛等硅烷化试剂、硝酸溶液、氢氧化钠等化学试剂 (SIGMA中国有限公司, 北京) , 超纯水 (Milli-Q Century超纯水系统, 美国) 。

1.2 实验方法和步骤

1.2.1 毛细管微体系内辣根过氧化物酶的固定玻璃毛细管内壁羟基化、氨基化、醛基化处理后, 经核苷酸序列 (NH2-5’-T10-3’-biotin) 将链霉亲和素-HRP固定于毛细管内壁。详细方法参照[14,15]。1. 玻璃毛细管 (长10.0cm, 内径300μm) 经HCl、Na OH处理进行羟基化;2. 经10% 的3- 氨基丙基三甲氧基硅烷 (APTES) / 甲苯溶液处理进行氨基化;3. 经10%戊二醛的磷酸缓冲液 (PBS, p H7.0) 进行醛基化处理;4. 检测端吸入20μM的5’氨基/3’生物素修饰寡核苷酸1.5μL (完成毛细管2cm区段标记) , 室温/避光水平放置24h;5. 以0.1% 十二烷基硫酸钠 (SDS) 溶液和水溶液清洗, 毛细管浸入5% 脱脂牛奶磷酸缓冲液 (PBS, p H7.2) 于37℃封闭2h ;6. 以1.5μL不同浓度链霉亲和素-HRP磷酸缓冲液 (PBS, p H7.2) 吸入毛细管标记端, 放置30min, PBS清洗, 48h内使用。

1.2.2 毛细管微体系内固定HRP催化化学发光将偶联有不同浓度 (3.5×10-4~6.7×10-7μg/μL) HRP的毛细管检测端吸入1.5μL现配化学发光底物A、B液等体积混合物, 检测化学发光相对发光强度, 并分析一定时期内RULs衰减率[ (RLUs1-RLUs2) / (T1-T2) , 简写为RLUs/T]。

1.2.3 统计学分析所有数据采用SPSS统计软件、Origin7.0 科学绘图软件完成实验中相对发光值 (RLUs) , RLUs/T分析, 数据作图处理。

2 结果与讨论

毛细管微体系内不同浓度 (3.5×10-4~6.7×10-7μg/μL) HRP催化1.5μL底物化学发光相对强度 (RLUs) 可分成急速衰减区、缓慢衰减区和平稳区, 具有不同RLUs衰减特征。

2.1 急速衰减区化学发光分析

毛细管微体系浓度为3.5×10-4~1.3×10-4μg/μL的HRP催化化学发光相对强度 (RLUs) 特征如图1。初始RLUs高于检测仪上限 (9999RLUs) , 但1~3min便衰减殆尽。其衰减速度随HRP浓度降低而放缓 (图1a) 。H R P浓度与化学发光衰减率 (R L U s/T) 明显线性相关 (R2=0.986) , 如图1b。高浓度HRP促使微量反应底物以极快速度在短时间内被消耗殆尽, 使得化学发光RLUs急速下降, 反应期短。且化学发光RLUs下降速度与HRP浓度相关-HRP浓度高, 单位时间内消耗底物量大, 因而其最初化学发光RLUs高、下降快。

图1化学发光急速衰减区HRP催化化学发光及其衰减率变化

2.2 衰减延缓区化学发光分析

毛细管微体系内浓度处于9.7×10-5~3.3×10-5μg/μL的HRP催化化学发光相对强度 (RLUs) 特征如图2。初始RLUs接近检测上限 (9999 RLUs) , 经6m i n或更长时间衰减为零。与急速衰减区类似, 无法从某时间点RLUs定量HRP浓度 (图2a) 。HRP浓度与化学发光衰减率 (RLUs/T) 明显线性相关 (R2=0.948) , 如图2b。随着HRP浓度下降, 单位时间消耗底物量开始下降, 导致此区化学发光初始RLUs下降, 反应期延长。为此出现不同浓度HRP化学发光RLUs变化出现交错。但HRP浓度与发光衰减率 (RLUs/T) 仍线性相关。

2.3 发光平稳区化学发光分析

毛细管微体系内浓度处于1.0×10-5~6.7×10-7μg/μL的HRP催化化学发光相对强度 (RLUs) 特征如图3。各浓度HRP初始RLUs和整个反应期的RLUs水平已有明显差异, 发光反应6.5min后的RLUs并未如急速衰减区和延缓衰减区衰减为零, 各浓度HRP的RLUs也未发生交错 (图3a) 。各浓度HRP化学发光衰减率 (RLUs/T) 如图3b, HRP>6.7×10-6μg/μL时, HPR催化化学发光衰减率 (RLUs/T) 与其浓度仍然具有线性相关性 (R2=0.948) 。HRP>6.7×10-6μg/μL, 即RLUs/T>0, HRP催化化学发光RLUs具有衰减趋势 (初始值RLUs T0>反应期T1时RLUs T1) 。RLUs/T≤0, H R P催化化学发光R L U s无变化或是有上升趋势, 此时的RLUs/T与HRP浓度间无线性相关性。

2.4 全程化学发光衰减率分析

微体系内浓度为3.5×10-4~6.7×10-7μg/μL的HRP催化化学发光特征包括急速衰减区、衰减延缓区和平稳发光等3个特征区, 其整体化学发光衰减率与HRP浓度的量效关系如图4。当HRP浓度大于6.7×10-6μg/μL, 即RLUs/T>0时, HRP浓度与其化学发光衰减率 (RLUs/T) 具有线性相关性 (R2=0.967) 。相对于以RLUs直接HPR定量, 以RLUs/T值作为微体系HRP催化化学发光定量检测的参考指标, 能明显提升其线性检测范围。

图2化学发光缓慢衰减区HRP催化化学发光及其衰减率变化

图3化学发光平稳区HRP催化化学发光及其衰减率变化

图4毛细管微体系内快速衰减、缓慢衰减及平稳区RHP催化化学发光衰减率分析

3 结论

微体系HRP化学发光分析具有试剂/样品用量少, 反应迅速, 检测灵敏度高等优势。在生物分子检测方面具有广阔应用前景。但受腔道容量限制, 所能容纳的底物量十分有限。其化学发光反应衰减迅速, 特别是较高浓度HRP情况下很难直接以发光强度值进行HRP定量分析。在前期研究基础上, 本研究以毛细管微通道为微反应体系模型, 模拟微体系HRP酶促化学发光定量检测偶联核酸序列浓度, 通过分析毛微体系内不同浓度HRP催化化学发光衰减特征, 发现HRP浓度与化学发光衰减率 (RLUs/T) 在较宽浓度范围具有线性相关性。 通过化学发光衰减率 (RLUs/T) 定量检测HRP浓度, 可有效解决直接基于化学发光强度进行微体系HRP定量检测范围窄, 检测期短等缺点。其不足在于, 如高浓度HRP催化化学发光RLU后期波动较大;化学发光衰减率需基于一定时期的RLUs差值与时间比值, 因而增加了检测的复杂度, 也降低了检测的时效性。但作为一种新的分析策略, 它为微体系HRP化学发光分析在核酸、抗原/抗体等生物大分子定量检测方面提供新思路。

催化化学发光 篇2

关键词：ZnO纳米线,气相沉积,自催化,光致发光

0 引言

近20年来,以半导体发光二极管(LED)为新光源的半导体灯因其比传统白炽灯能耗更低、寿命更长,而引起产业界与学术界的广泛关注[1]。氧化锌(ZnO)是一种直接宽带隙半导体(Eg≈3.3eV, 室温),与另一种重要的宽带隙材料氮化镓相比,它具有较大的激子束缚能(~60meV)、易制备高质量的块体单晶和更温和的生长技术条件等特点,被认为是除氮化镓外实现蓝光-紫外光发光器件的理想材料。另外,氧化锌与氮化镓具有相近的晶格常数,可用作外延法生长氮化镓单晶膜的衬底。

当材料尺寸小至1~100nm时,由于量子限域效应,材料的物理、化学等性能常表现出不同于块体材料的特性,而成为科学界研究的热点。2001年美国的Yang研究小组首次实现室温下氧化锌纳米线阵列的紫外光激光发射,从而掀起了以氧化锌为主的半导体一维材料的研究热潮[2]。

现在制备氧化锌纳米线的方法主要有化学/物理气相沉积法、金属有机物化学气相沉积法、水热法、脉冲激光沉积法、电化学沉积法等[3,4,5]。与其它制备方法相比,气相法具有设备简单、产品纯度高及结晶质量高等优点。现有的气相法主要是用金作催化剂,基于气-液-固生长机理制备氧化锌纳米线[6],该方法制备的氧化锌纳米线的生长端通常残留着催化剂,从而会影响氧化锌的半导体性能[7,8]。本实验采用了一种利用气相沉积法自催化生长氧化锌纳米线的方法,并研究了不同尺寸氧化锌纳米线的光致发光性能。

1 实验

实验在石英管式炉中进行,以锌粒(直径2~3mm,分析纯)为锌源,纯氧气为氧源,纯氮气为载气,石英片为载体。称取约1.0g锌粒,将其置于石英舟中,并在锌粒表面覆盖0.2g的石墨粉。将石英舟置于石英管式炉中央,载体放置于锌源的气流下方3cm处。在氮气流量为1.0L/min和氧气流量为2mL/min时,将管式炉升温至650~800℃,保温30min后取出载体,并使其自然冷却至室温。

采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM,Hitachi S-4800)、X射线粉未衍射仪(XRD,Philips PW3040/60)、透射电子显微镜(TEM,JEM2100F)表征氧化锌纳米线的形貌及结构,采用荧光光谱仪(PL, Edinburgh Instruments FLSP920)分析光致发光性能。

2 结果与讨论

2.1 形貌与结构

图1为不同反应温度时产物的SEM图。从图1中可以看到,产物的直径和长度随着反应温度的升高而增加。在650℃、700℃、750℃和800℃,产物的直径分别为5~10nm、10~30nm、30~60nm及50~90nm。产物的长度则由650℃时的约1μm、700℃的2~4μm、750℃的5~10μm增长到800℃时的几十微米以上。从图1还可以发现,纳米线的生长端都连接有氧化锌颗粒,同时从一个氧化锌颗粒上可能生长出一根或多根氧化锌纳米线,且随温度的升高而增加。

图2为产物的XRD(铜靶,Kα线λ=0.154nm)表征结果。从图2中可以看到,产物具有P63mc对称的六方纤锌矿结构,与标准氧化锌XRD(PDF#36-1451)谱图一致。其晶胞参数为a=0.325nm、c=0.521nm,在2θ=26.3°处的峰源于载体石英。

图3是氧化锌纳米线的低倍TEM图,插图是纳米线的高分辨透射电镜(HRTEM)图,晶面层间距为0.52nm,对应于氧化锌(001)晶面。HRTEM结果表明氧化锌纳米线是沿着〈001〉方向生长的,与大部分文献报道的结果相同[6,9]。

2.2 生长机理

因为实验中未使用任何催化剂,氧化锌纳米线的生长机理应遵循气-固生长机理[3]。从以上的讨论中可以推测氧化锌纳米线的生长应经过以下两个过程:(1)从室温开始升温到保温温度过程中,由于锌蒸气量相对很小,锌迅速被氧气氧化形成氧化锌颗粒;(2)在保温阶段,锌源的蒸发量达到最大,能够为氧化锌纳米线的生长提供足够、稳定的锌蒸气源量,从而在前面形成的氧化锌颗粒表面上生长出纳米线。

2.3 PL性能

PL表征采用Xe灯作激发源(室温,激发波长λ=325nm)。图 4为所制备的不同尺寸的氧化锌纳米线的PL光谱图。从图4中可以发现,产物都同时具有紫外光发射峰(380nm)和绿光发射峰(500nm)。在380nm处的紫外光发射峰是由于禁带附近自由激子的复合产生的[6];氧化锌绿光发射峰的产生源自于离子化的氧空位,是占据氧空位的电子与在禁带中光激发产生的空穴之间复合的结果[10]。从图 4还可以看出,随着纳米线尺寸的减小,绿光发射强度增强,说明尺寸越小,其氧空位越多;特别是当纳米线直径为5~10nm时,其绿光发射强度明显强于其它大尺寸的发射强度。L. E. Brus 的研究表明,当氧化锌的尺寸小至6nm时,因量子效应的影响其性能开始明显不同于块体材料[11]。因此,本课题组认为直径只有5~10nm的氧化锌纳米的绿光发射强度远强于其它大尺寸应归因于量子尺寸效应。

3 结论

采用气相沉积法,提出了以金属锌为锌源自催化生长尺寸均匀的氧化锌纳米线的方法。SEM表征结果表明,氧化锌纳米线的直径与长度随生长温度的升高而增加。TEM及HRTEM表征结果表明,氧化锌纳米线沿着〈001〉方向生长。讨论了氧化锌纳米线的生长机理,锌蒸气量在氧化锌纳米线的生长过程中起决定作用。氧化锌纳米线的光致发光性能受纳米线尺寸的影响,当纳米线直径小于10nm时具有非常强的绿光发射,这可能源于量子效应。本研究有助于进一步了解氧化锌纳米线的生长及发光机理。

参考文献

[1] Xiao Zhiguo(肖志国).Progress in research of color conver-sion phosphors for solid-state lighting(半导体照明中光色转换用发光材料的研究进展)[J].Mater China(中国材料进展),2009,28(7-8):57

[2] Huang M H,Mao S,Feick H,et al.Room-temperature ul-traviolet nanowire nanolasers[J].Science,2001,292(5523):1897

[3] Law M,Goldberger J,Yang P.Semiconductor nanowiresand nanotubes[J].Annual Rev Mater Res,2004,34:83

[4] Ozgur U,Alivov Y I,Liu C,et al.A comprehensive reviewof ZnO materials and devices[J].J Appl Phys,2005,98(4):041301

[5] Park W I,Kim D H,Jung S W,et al.Metalorganic vapor-phase epitaxial growth of vertically well-aligned ZnO nano-rods[J].Appl Phys Lett,2002,80(22):4232

[6] Huang M H,Wu Y,Feick H,et al.Catalytic growth ofzinc oxide nanowires by vapor transport[J].Adv Mater,2001,13(2):113

[7] Liu X,Wu X,Cao H,et al.Growth mechanism and pro-perties of ZnO nanorods synthesized by plasma-enhancedchemical vapor deposition[J].J Appl Phys,2004,95(6):3141

[8] Zhu Z,Chen T L,Gu Y,et al.Zinc oxide nanowires grownby vapor-phase transport using selected metal catalysts:Acomparative study[J].Chem Mater,2005,17(16):4227

[9] Wei M,Zhi D,MacManus-Driscoll J L.Self-catalysed gro-wth of zinc oxide nanowires[J].Nanotechnology,2005,16(8):1364

[10]Vanheusden K,Warren W L,Seager C H,et al.Mecha-nisms behind green photoluminescence in ZnO phosphorpowders[J].J Appl Phys,1996,79(10):7983

化学发光免疫分析方法与应用进展 篇3

1 化学发光免疫分析方法类别

1.1 化学发光免疫分析

化学发光免疫分析方法主要是由化学发光剂, 对抗原或者抗体进行直接标记的免疫测定方法之一。当前比较常见的化学发光免疫分析方法主要有吖啶酯类化学发光剂和鲁米诺类化学发光剂。一般情况下, 吖啶酯以及吖啶磺酰胺类的化合物均属于化学发光免疫分析方法, 能够在加入适量的CTAC后, 大大的增强发光效果。其次, 鲁米诺类物质的发光原理主要为氧化发光。含有鲁米诺类物质的碱性溶液, 能够在催化剂的辅助下实现基态, 进而发出光子。

1.2 化学发光酶免疫分析

化学发光酶免疫分析主要采用没进行生物活性物质的标记, 以此判断其免疫反应。出现免疫反应后, 复合物上的酶便会再次对发光底物产生作用, 利用信号试剂等进行发光。当前, 化学发光酶免疫分析当中比较常见的标记酶应该为碱性磷酸酶, 以及辣根过氧化物酶。其中, 碱性磷酸酶主要在酶联免疫分析、核酸杂交分析当中得到了广泛的应用。具有反应速度较快, 分析时间较短, 结果较为正确可靠等优点。而辣根过氧化物酶主要将鲁米诺及其相应的衍生物作为主要的发光底物, 在使用过氧化酶的情况下, 对抗体进行标记。在此基础桑, 通过过氧化酶将发光试剂启动, 将能够起到一定的发光标记作用。金茂俊等 (2012) 在其研究中认为, 该种方法比较传统, 发光强度比较低, 且测量不便。但是, 在长时间的研究下, 已经能够长时间的保证发光新高增强, 分析灵敏且准确[1]。

1.3 电化学发光免疫分析

电化学发光免疫分析主要有电化学原理产生的反应, 引起了一定的化学发光过程。国外著名学者Leland曾在其研究中, 对三联必定钌体系当中所存在的电化学发光机理进行比较全面的且深入的研究。经过研究发现, 当三联吡啶钌作为发光的底物, 三病案作为激发光反应物质时, 阳极的表面会出现两种物质同时失去电子的情况。若三联吡啶钌出现了衰减, 并在衰减的过程中能够发出比较长的, 例如波长为620mm的光子, 其将能够重新恢复成为基态的三联吡啶钌。在此过程当中, 电极的表面将能够产生比较连续的、稳定的、高效的、增强的发光现象。

2 化学发光免疫分析方法的应用

2.1 食品安全检测中的应用

在当前食品安全问题十分严重的情况下, 必须采用有效的方法对食品安全进行检测。洪亮 (2015) 在其研究中表示, 当前化学发光免疫分析方法已经能够在食品安全检测当中得到良好的应用[2]。不仅能够有效的对生物毒素进行检验, 防止人们食入病毒而引起中度时间, 及时发现有毒因素。亦能够对病原微生物等进行检测, 既节省操作时间, 有具有良好的灵敏度。此外, 对于兽药、农药等环境污染物亦能够有效检测, 防止因农药、兽药等药物残留引起中度事件的发生。

2.2 临床诊断中的应用

临床诊断中亦对化学发光免疫分析方法进行了有效的、广泛的应用。尤其在对甲状腺疾病患者进行甲状腺球蛋白浓度的检测当中, 更能够通过该方法有效的提升假阳性和假阴性的检测率。例如, 刘洪玲等 (2015) 在其研究当中, 采用化学发光免疫分析方法对甲状腺患者的假阴性、假阳性检测结果、以及灵敏度、特异性等, 与放射免疫法进行了对比分析[3]。结果发现化学发光免疫方法的检测效果更佳。由此可见, 化学发光免疫分析方法能够在临床诊断中发挥比较良好的效果, 为临床诊断提供有力依据, 值得临床应用并推广。

3 结语

综上所述, 近年来, 化学发光免疫分析方法及其应用的研究逐渐增多, 发展非常迅速。化学发光免疫分析方法的类别主要有化学发光免疫分析、化学发光酶免疫分析、电化学发光免疫分析等。同时, 该方法凭借其自身的优势广泛应用于食品安全检测、临床诊断当中。但是, 未来的研究更应该致力于在降低成本、提高质量、扩大应用范围等方面。以此促进化学发光免疫分析方法获得更加良好的、快速的发展和应用。

参考文献

[1]金茂俊, 邵华, 金芬, 等.化学发光免疫分析方法的研究及应用[J].农产品质量与安全, 2012, 05 (02) :42-46.

[2]洪亮.化学发光免疫分析技术在食品有害因素检测中的应用[J].化学工程与装备, 2015, 10 (11) :216-218.

超微弱化学发光体系的研究及应用 篇4

关键词：超微弱化学发光,过氧化氢,无机盐

1 超微弱化学发光体系的基本原理

化学发光主要是指由两种物质在化学反应的情况下所产生的电磁辐射现象, 造成这种现象的原理是由于基态分子在吸收相应的能量后把产生的激发态分子通过光辐射的方式转回到基态分子, 从而产生化学发光的现象。

化学发光分析法作为化学发光研究中的主要方法, 在一定程度上促进了我国化学专业的发展。化学发光分析法所利用的设备简单, 并且灵敏度高, 测量的范围广, 从而得到了化学研究人员的广泛使用。化学发光体系中比较常见的便是鲁米若化学发光体系、过氧化草酸酯发光体系以及高锰酸钾化学发光体系, 这类化学发光体系以其高度的灵敏度被运用与化学领域之中。但是, 这类化学发光体系也存在一定的缺点, 比如说, 在研究中所使用的反应试剂价格比较昂贵, 并且具有一定的危险性, 选择性低。因此, 人们研究与关注的焦点逐渐朝着超微弱化学发光体系的方向发展。超微弱化学发光试剂不仅价格便宜, 并且试剂以温和的条件在化学反应的氧化机理中产生了重要作用, 并且这一过程也逐渐被人们认为是生物体系中最具可能性的氧化机理。因此, 对该机理的研究, 成为了提高化学发光能力的基本研究。

2 对超微弱化学发光体系的研究及应用

2.1 过氧化氢———碳酸氢盐体系

碳酸氢盐作为化学发光体系的重要缓冲溶液, 已经在研究人员的研究中成为了化学发光的主要发光试剂。在20世纪80年代, 人们就已经发现碳酸氢根在中性条件中与过氧化氢产生过氧碳酸盐, 并且过氧碳酸盐的反应动力学原理已经被人们进行了相关的报道。特别是林金明研究组在试验中对两者进行结合从而产生超微弱化学发光体系。

人们利用化学发光光谱以及荧光光谱与电子自选共振光谱, 对化学发光的反应机理进行了研究与推测, 其中, 当溶液中的过氧化氢与HCO3-进行反应中会在一定条件下形成烃基自由基以及碳酸根自由基。除此之外, 当溶液中的自由基参与化学反应就会产生二氧化碳二聚体发光体, 激发态物质辐射能量重新回到基态, 从而产生化学发光的现象, 其中所产生的反应机理下图:

林金明研究组在研究中发现该化学反应不具备危害性与污染性, 在此基础上, 研究组利用其原理对金纳米增强、荧光染料增强以及碳纳米球增强进行了研究与分析, 从而建立了流动注射化学发光分析法。其中, 碳纳米球增强在对自来水以及雪水的检测中得到了应用, 这种方法不仅灵敏度比较高, 并且抗扰性比较小。

2.2 过氧化氢———亚硝酸盐体系

亚硝酸盐与过氧化氢结合会产生过氧亚硝酸。过氧亚硝酸作为一种性质较强的酸性物质, 会在一定条件下失去一个质子从而产生过氧亚硝酸盐, 这种反应机理是比较常见的。而过氧亚硝酸盐是一种活性较大, 且性质稳定的氧化剂, 在与化学物质进行反应时速度是比较快的, 并且如果在增敏剂存在的条件中可以使化学发光的强度得到增大。

除此之外, 相关人员把二氧化碳加入过氧亚硝酸盐中, 这种方式可以让化学发光体系在利用表面加强的作用下得到加强, 这种方法也逐渐被人们运用到实验之中, 比如用来测定在水中的亚硝酸, 从而使亚硝酸的选择性得到加强。

化学发光体系在碱性溶液中所发出的强度比较大, 但是在碱性溶液中过氧化氢会非常容易被相应的离子进行分析, 会对化学发光的现象造成一定的干扰。国外Starodubtseva在对此研究的报道中可以得知, 如果在非碱性溶液之中, 过氧化氢与NO2-在反应中会形成HOONO。HOONO在反应的前期会发生物态的变化, 并且在生成硝酸盐的时候会产生化学发光, 这种情况是比较微弱的。但是很多研究人员认为化学发光的主要载体是1O2。林金明研究组在静态注射的研究中发现这两种物质会在一定条件下产生比较微弱的化学发光现象, 并利用电子自旋共振的理论对这一实验进行了证实, 并且把两者通过流动的方式注入到溶液之中, 可以在一定程度上加大化学的发光体系。

3 结论

化学发光的研究已经经历了几十年的时间, 在这段时间里, 化学发光的理论基础得到了加强, 并且化学发光体系的应用范围也得到了加强。由于化学发光分析法所利用的设备价格比较昂贵, 且具有一定的局限性, 从而无法得到人们的认可。随着科技的发展, 在近几年, 人们研究出了过氧化氢与无机盐共同结合所产生的超微弱化学发光体系, 这种体系的价格比较便宜, 并且具备一定的绿色、环保性能, 所产生的反应条件比较温和, 在反应中与化学反应所产生的氧化机理成为了人们研究的主要对象, 并且逐渐成为人们关注的焦点。本文阐述了超微弱化学发光体系的研究现状, 并且所提出的体系与理论可以为以后化学发光的研究提供基础保障, 从而促进其发展。

参考文献

[1]薛伟.亚硫酸氢钠——过氧化氢超微弱化学发光体系增敏剂的探索, 制备及应用研究[J].北京化工大学, 2012.

全自动化学发光分析仪性能评价 篇5

1 材料

1.1 仪器

Abbott i2000SR美国雅培公司生产, 加样器:法国吉尔森, 经过较准。

1.2 试剂

1.2.1 ARCHITECT AFP controls, level 2, 84ng/mL;ARCHITECT HCG controls, level 1, 25mIU/mL, ARCHITECT CEA controls, level 3, 100ng/mL。

1.2.2 雅培原装试剂

2 方法与结果

2.1 精密度

取ARCHITECT AFP controls, level 2, 靶值84ng/mL;ARCHITECT HCGcontrols, level 1, 靶值25mIU/mL;ARCHITECT CEAcontrols, level 3, 靶值100ng/mL一天内对上述项目进行20次测定。每天测定一次, 连续测定20d, 结果见表1。

结果可见, 天内变异系数<4%, 天间变异系数<5%, 精密度良好。

2.2 准确度

对仪器进行保养、调标后对ARCHITECT AFP controls, level 2, 靶值84ng/mL;ARCHITECT HCG controls, level 1, 靶值25mIU/mL;ARCHITECT CEA controls, level 3, 靶值100ng/mL进行测定, 然后与靶值比较, 计算出偏差, 结果见表2。结果表明定值质控血清靶值与实测值的比较, 原装试剂偏差最低为0.1%, 最高为4%。准确度较高。

2.3 线性试验

将3个HCG高浓度病人血清充分混合重复测定三次为期望值, 再对该血清用生理盐水进行对倍稀释, 产生6个浓度, 上机测定, 进行测定值与期望值之间的比较, 结果见表3。依据所测结果得回归系数:1.07, 测定项目期望值与测定值的相关系数线性良好。

单位:mIU/mL

2.4 携带污染试验

取HCG controls, level 1, 靶值25mIU/mL、controls, level3, 靶值5000mIU/mL, AFP controls, level 1, 靶值25ng/mL, controls, level 3, 靶值191ng/mL, 连续测定低值三次, 再测定高值三次, 共循环测定4次, 结果见表4。

单位:mIU/mL

根据公式:

1.55%, LH=0.02%。可知, 总的携带污染率较低。高值对低值的携带污染率相对较大, 但低值对高值几乎不影响。说明该机具有良好的内外冲洗能力和防携带系统.

3 讨论

以上实验结果表明, 该仪器具有良好的线性, 且线性范围宽 (AFP:0～87500;β-HCG:1.2～225000) , 如此宽的线性范围完全可以适应临床的需要;从表1可知, 无论是中值AFP, 高值CEA, 低值HCG, 其天内CV值均较低, 具有很好的重复性, 天间CV值也较小, 说明仪器的稳定性很好;高值标本对低值标本HCG检测的携带污染率较低, 低值对高值几乎可以忽略不计。总之, 从仪器检测的相关性, 重复性或线性等主要性能来看, Abbott i2000SR全自动化学发光分析仪是大、中型医院临床实验室比较理想的免疫分析仪之一。

关键词：Abbott i2000SR,性能与评价,精密度,稳定性

参考文献

[1]余立江, 吴锦华, 杨树德.NCCLS文件推荐的评价仪器精密度性能方法的应用[J].中华医学检验杂志, 1992, 15 (3) :54-56

催化化学发光 篇6

1 ECLIA的工作原理

电化学发光免疫分析是采用三联吡啶钌[Ru (bpy) 3]2+作为标记物, 在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应。其工作原理是结合了标记物的生物分子与配体发生特异的结合反应后进入流动测量室, 电发光过程被启动。其化学发光主要是基于[Ru (bpy) 3]2+络合物和三丙胺 (TPA·) 两种电化学活性底物在反应中引起的光子发射。含三丙胺 (TPA) 的缓冲液进入测量室, 同时电极加电, 化学发光剂[Ru (bpy) 3]2+和电子供体TPA在阳电极表面同时各失去一个电子发生氧化反应。二价的[Ru (bpy) 3]2+被氧化成三价。TPA被氧化成阳离子自由基TPA+, 并迅速自发地脱去一个质子 (H+) , 形成自由基TPA·。由于[Ru (bpy) 3]3+是强氧化剂, 自由基TPA·是强还原剂, 两个高反应基团在电极表面迅速反应, [Ru (bpy) 3]3+被还原形成激发态的二价[Ru (bpy) 3]2+, TPA·自身被氧化成二丙胺和丙醛。接着激发态的[Ru (bpy) 3]2+衰减成基态的[Ru (bpy) 3]2+同时发射一个波长620nm的光子。这一过程在电极表面周而复始地进行, 产生许多光子, 光电倍增管检测光强度, 光强度与[Ru (bpy) 3]2+的浓度呈线性关系, 可测出待配体的含量。

电化学发光免疫分析采用链霉亲和素—生物素包被技术, 这是一种新型生物反应放大系统。以直径为2.8μm的磁性球作为载体, 反应面积比板式扩大了20~30倍, 利用生物素-链霉素亲和素的牢固结合力, 免疫放大能力和反应系统中的磁分离功能, 使免疫反应在微球表面快速进行。并且, 电发光过程产生许多光子, 使光信号得以增强。因此, 其检测灵敏度大为提高, 可达到检测浓度小于1 Pmol/L的超微量物质, 线性范围也可达6个数量级。

2 ECLIA在临床中的应用

2.1 检测细菌及病毒

除病毒外, 细胞的是一切生命活动的基本组成单位, 人体就是细胞的集合体, 每个细胞就是一个独立的小生命, 而执掌着细胞的核心物质就是核酸, 核酸作为遗传物质基础, 具有贮存、传递和表达遗传信息的功能。因此对标本中的核酸进行定量分析, 能为临床准确, 及时的诊断疾病, 监测治疗效果显得十分必要。由于普通的细菌培养方法往往存在培养时间过长等诸多缺陷, 因此, 现在很多实验室都在寻求快速、灵敏的检测方法。研究表明用放大核酸序列分析的方法对食物中沙门杆菌进行检测, 结果表明, 应用ECLIA技术在18 h后就可得到明确的结果;应用ECLIA技术对H5N1型病毒进行核酸序列放大分析, 与传统的鸡胚培养法比, ECLIA技术与其在灵敏度上高度一致, 结果与胚胎培养完全相同[1]。ECLIA检测食品和环境污染物中大肠杆菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌, 克服了传统细菌培养速度慢, 检出率低等弱点[2]。同时用ECLIA检测法还可以检测艾滋病病毒抗原和艾滋病病毒抗体;检测乙肝病毒表面抗原和抗体、e抗原和e抗体、乙肝核心抗体、甲肝抗体和甲肝IgM抗体、丙肝抗体以及风疹病毒和弓形虫的IgG和IgM抗体等。

王利娜, 姚智等[3]用ECLIA法检测乙肝表面抗原 (HBsAg) 的研究中发现:ECLIA法检测HB-sAg精密度, 最大批内变异≤8.30%, 最大日间变异≤15.33%, HBsAg灵敏度0.05 ng/ml。

说明ECLIA检测HBsAg灵敏度高, 重复性好, 检测范围宽。

2.2 检测肿瘤标志物

肿瘤是威胁人类生命健康的主要因素之一, 也是死亡率最高的疾病之一。肿瘤发生的隐匿性及发展的侵袭性, 多数患者在确认时已有远处转移, 因此早发现、早诊断、早治疗是提高肿瘤患者生存率和治愈率的关键。肿瘤标志物作为肿瘤的特有标志, 对其的动态观察及测定, 可为肿瘤的诊断、治疗及预后提供可靠的依据。ECLIA法可以对CA199、NSE、CEA、CA242、ferritin、β-HCG、AFP、F-PSA、PSA、CA125、HGH和CA153等十几种肿瘤标志物进行测定。Sakizono等[4]用ECLIA法检查了36例肝细胞癌, 肿块直径小于2cm的患者, 其中有17例血清PIVKA-Ⅱ升高, 提示该检测法适用于检测血清微量PIVKA-Ⅱ, 有利于肝癌的早期诊断。黄琛, 汤汉红等[5]在ECLIA法检测与蛋白质芯片法多肿瘤标志物结果差异的研究中显示:两种方法有较好的相关性 (P<0.05) , 且E-CLIA法能更精确检测肿瘤标志物。卢业成等[6]在ECLIA法定量检测血清AFP的临床应用及其优越的研究中, 显示ECLIA法和RIA法具有良好的相关性 (r=0.981, P<0.05) ;回收率均在95%以上, ECLIA法明显高于RIA法 (P<0.05) ;ECLIA法的线性范围 (>500μg/L) 较RIA法 (<500μg/L) 要宽。ECLIA法定量检测AFP的准确性和精确度都明显优于RIA法, 较RIA法更能满足临床需要。说明ECLIA法在检测肿瘤标志物时具有准确度高、灵敏度高、检测速度快的特点, 能充分满足临床和科研试验的需求, 尤其适用于临床急诊检测。

2.3 检测激素

激素是体内含量很少但却是不可缺少的物质, 很多代谢性疾病就是由于激素的代谢紊乱而引起的。对于激素的检测, 传统的方法多为放射免疫法, 其对于工作人员的损害及公共环境的污染是不言而喻的。ECLIA检测系统可对甲状腺激素、性激素等多种激素进行测定, 可给临床诊断、治疗、预后提供可靠的实验室数据。张瑞等[7]在应用ECLIA法定量检测血清绒毛膜促性腺激素 (HCG) 的临床应用及其优越性的研究中显示:ECLIA法明显优于RIA法;ECLIA法和RIA法具有良好的相关性 (P<0.05) ;回收率均在95%以上, ECLIA法明显高于RIA法 (P<0.05) ;ECLIA法的线性范围较RIA法要宽。说明ECLIA法定量检测HCG的准确性和精确度都明显优于RIA法, 较RIA法更能满足临床需要。Golla等[8]在糖尿病的研究中, 应用多种免疫学方法对大鼠模型血清中胰岛素进行分析, 结果表明, ECLIA可动态测定5 pg~5 ng范围的胰岛素水平, 相对于其他方法来说ECLIA是一种非常灵敏、可信且没有放射污染的均质分析方法。

综上所述, ECLIA分析系统是一套有效性好、准确度高、灵敏度高、系统精度良好、检测速度快的自动化免疫分析系统, 能充分满足临床和科研试验的需求, 尤其适用于临床急诊检测。相信随着医学技术的不断发展, 研究的不断深入, 该法在临床及基础研究领域的应用前景将是十分广阔的。

参考文献

[1]田润华, 郑春喜, 等.电化学发光免疫分析与临床应用[J].齐鲁医学杂志, 2004, 19 (5) :464-465.

[2]董伟.新型的电化学发光免疫分析及其临床应用[J].标记免疫分析与临床, 2001, 8 (1) :31-33.

[3]王利娜, 姚智, 等.电化学发光免疫分析技术检测乙肝标志物的应用[J], 天津医科大学学报, 2008, 14 (1) :48-50.

[4]Sakizono K, Oita T, Shibata Y, et al.Clinical usefulness ofserumPIVKA-Ⅱlevels determines by ECLIAsystemas atu-mor marker for heptocellular carcinoma[J].Rinsho Byori, 1998, 46 (9) :36-41.

[5]黄琛, 汤汉红, 等.蛋白质芯片技术与电化学发光技术检测多肿瘤标志物结果的评价[J].天津医药, 2008, 36 (12) :942-944.

[6]卢业成, 刘丽儿, 等.电化学发光免疫分析法在AFP定量检测中的应用[J].标记免疫分析与临床, 2003, 10 (4) :232-233.

[7]张瑞, 贾良勇, 等.电化学发光免疫分析法在HCG定量检测中的应用[J].延安大学学报 (医学科学版) , 2008, 6 (3) :108-109.

催化化学发光 篇7

1 材料与方法

1.1 试剂

Architect i1000 HBs Ag自动稀释检测试剂 (批号25540) , Architect i1000 HBs Ag手工稀释检测试剂 (批号25064) 。

1.2 仪器

雅培Architect i1000全自动化学发光分析仪。

1.3 方法

收集30例HBs Ag定量为30~250 IU/m L的阳性标本, 分为3个浓度组 (30~100 IU/m L、101~200 IU/m L、201~250 IU/m L) 分别以自动稀释模式1∶500倍、手工稀释模式血清∶生理盐水1∶500倍进行检测, 与原倍血清检测结果进行比较。

1.4 统计学方法

计量资料以表示, 采用方差分析, P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

3个浓度组HBs Ag定量30~250 IU/m L的阳性标本自动稀释模式与原倍血清检测结果相比差异无统计学意义 (P>0.05) , 手工稀释模式与原倍血清测定结果差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表1。

注:手工稀释模式与原倍血清检测结果比较q值分别为2.55, 2.48和2.42, P均<0.05;自动稀释模式与原倍血清检验测结果比较q值分别为1.97, 2.04和1.12, P均>0.05。

3讨论

近年来, 随着化学发光免疫检测技术与试剂的快速发展, 使HBV抗原检测的敏感性得到提高[2], 化学发光定量测定HBs Ag以其快速、准确、自动化程度高、无放射性污染等优点受到越来越多实验室的认可。目前对HBs Ag化学发光法定量检测国际上普遍认可的有雅培公司的Architect HBs Ag检测试剂与罗氏公司的Elecsys HBs AgⅡ检测试剂[1], 雅培公司的检测试剂线性范围在0~250 IU/m L, 对超过250 IU/m L的标本要求进行稀释, 在推出自动稀释模式试剂以前, 实验室往往采用生理盐水或蒸馏水对标本进行手工稀释[3], 操作复杂且容易产生误差。本文通过对自动稀释模式与手工稀释模式下HBs Ag定量检测的对比分析, 认为自动稀释模式不仅方便实验室操作且误差小, 应该取代手工稀释模式。

摘要：目的 探讨化学发光法定量检测乙肝表面抗原 (HBsAg) 自动稀释模式的可行性。方法 将30例HBsAg定量为30250 IU/mL的阳性标本分为3个浓度组 (30100 IU/mL、101200 IU/mL、201250 IU/mL) 分别以自动稀释模式1∶500倍、手工稀释模式1∶500倍进行检测, 比较两种模式与原倍血清测定结果。结果 3个浓度组的阳性标本自动稀释模式与原倍血清测定结果差异无统计学意义 (P>0.05) , 3个浓度组手工稀释模式与原倍血清测定结果差异有统计学意义 (P<0.05) 。结论 自动稀释模式操作简便, 试验误差小, 应该替代手工稀释模式。

关键词：HBsAg,化学发光法,自动稀释模式,手工稀释模式

参考文献

[1]朱东, 陈俊梅, 魏红, 等.自动稀释模式下乙型肝炎表面抗原定量检测的临床应用及分析[J].中华检验医学杂志, 2013, 36 (2) :180-182.

[2]王兰兰.临床免疫学检验现状与发展趋势[J].中华检验医学杂志, 2013, 36 (1) :29-31.