检验技术化学发光和荧光免疫技术及仪器精选PPT.ppt
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1、关于检验技术化学发光和荧光免疫技术及仪器1第1页,讲稿共47张,创作于星期二2第一节第一节 化学发光免疫分析技术化学发光免疫分析技术第二节电化学发光免疫分析第二节电化学发光免疫分析第三节时间分辨荧光免疫分析法第三节时间分辨荧光免疫分析法第四节荧光偏振免疫分析法第四节荧光偏振免疫分析法第五节化学发光免疫分析的临床应用第五节化学发光免疫分析的临床应用内容概述内容概述:第2页,讲稿共47张,创作于星期二3教学目标和要求教学目标和要求 掌握掌握化学发光免疫分析技术的基本原理、反应的底化学发光免疫分析技术的基本原理、反应的底物和标记方法以及反应类型。物和标记方法以及反应类型。熟悉熟悉电化学发光免疫分析的
2、基本原理和标记物,时间电化学发光免疫分析的基本原理和标记物,时间分辨荧光免疫分析法的基本原理及其标记物和螯合物。分辨荧光免疫分析法的基本原理及其标记物和螯合物。了解了解荧光偏振免疫分析法的基本原理和技术特点荧光偏振免疫分析法的基本原理和技术特点,化化学发光免疫分析的临床应用学发光免疫分析的临床应用 第3页,讲稿共47张,创作于星期二4第一节第一节 化学发光免疫分析技术化学发光免疫分析技术u基本原理基本原理u反应的底物反应的底物u标记方法标记方法u反应类型反应类型u相关仪器相关仪器第4页,讲稿共47张,创作于星期二5一、基本原理一、基本原理 化学发光,化学发光,是指伴随化学反应过程所产生的发光的
3、发射是指伴随化学反应过程所产生的发光的发射现象。某些物质在进行化学反应时,吸收了反应过程中所产现象。某些物质在进行化学反应时,吸收了反应过程中所产生的化学能,使生的化学能,使反应物分子反应物分子形成电子激发态,当电子从激发形成电子激发态,当电子从激发态返回到稳定的基态时,多余的能量就以光子的形式发射出来。态返回到稳定的基态时,多余的能量就以光子的形式发射出来。这一现象称为化学发光。这一现象称为化学发光。A +B C*+D,C*C +h 第5页,讲稿共47张,创作于星期二6(一一)产生化学发光反应的条件和过程产生化学发光反应的条件和过程u化学发光与荧光的区别化学发光与荧光的区别:化学能化学能 光
4、能光能u化学发光反应的条件化学发光反应的条件 :反应必须提供反应必须提供足够的激发能足够的激发能焓变焓变(H)(H)介于介于170170300 kjmol-1 300 kjmol-1 之间,才能在之间,才能在可见光范围观察到化学发光现象可见光范围观察到化学发光现象 吸收了化学能后吸收了化学能后处于激发态的分子或原子,必须以光子形式将能量释放出来处于激发态的分子或原子,必须以光子形式将能量释放出来,或者,或者将能量转移到另一种物质的分子上并使该分子激发将能量转移到另一种物质的分子上并使该分子激发,当被激发的分子回到基态,当被激发的分子回到基态时,也以光子的形式释放能量时,也以光子的形式释放能量
5、第6页,讲稿共47张,创作于星期二7(二二)化学发光效率化学发光效率化学发光反应的发光效率化学发光反应的发光效率(ClCl)又称为化学发光总能量的产生率又称为化学发光总能量的产生率 ClCl取决于生成激发态产物分子的化学激发效率取决于生成激发态产物分子的化学激发效率(CECE)和激发态产物分子的发射效率和激发态产物分子的发射效率(EMEM)。一般化学发光反应,一般化学发光反应,ClCl值约为值约为1010-6-6 第7页,讲稿共47张,创作于星期二8(三三)强度与反应物质浓度之间的关系强度与反应物质浓度之间的关系反应物的浓度反应物的浓度反应速度反应速度化学发光反应所发出的光的强度化学发光反应所
6、发出的光的强度第8页,讲稿共47张,创作于星期二9(四四)化学发光的反应类型化学发光的反应类型直接化学发光直接化学发光 间接化学发光间接化学发光 1 1直接化学发光直接化学发光 化学反应释放的化学能激发的是反应产物分子化学反应释放的化学能激发的是反应产物分子 A +B C*+D,C*C +h 第9页,讲稿共47张,创作于星期二102 2间接化学发光间接化学发光(敏化的化学发光敏化的化学发光 )在化学反应中,激发能传递到另一个未参加化学反应在化学反应中,激发能传递到另一个未参加化学反应的分子上,使该分子达到电子激发态,再由激发态分子返的分子上,使该分子达到电子激发态,再由激发态分子返回到基态时发
7、光;或反应首先生成一种高能量的中间体,回到基态时发光;或反应首先生成一种高能量的中间体,此中间体再将能量转移给另一个未参加化学反应的分子,此中间体再将能量转移给另一个未参加化学反应的分子,使该分子达到电子激发态,再由激发态分子跃迁回到基态使该分子达到电子激发态,再由激发态分子跃迁回到基态时发光的过程。时发光的过程。A +B C*+D,C*+F F*+E,F*F+h 第10页,讲稿共47张,创作于星期二11二、反应的底物二、反应的底物(发光剂或发光底物发光剂或发光底物)在化学发光反应中,参与能量转移并最终以发射光子的形式释放在化学发光反应中,参与能量转移并最终以发射光子的形式释放能量的化合物能量
8、的化合物 发光免疫技术中常用的化学发光底物发光免疫技术中常用的化学发光底物:氨基苯二酰肼类氨基苯二酰肼类 主要有鲁米诺主要有鲁米诺(3-(3-氨基苯二甲酰肼,氨基苯二甲酰肼,luminol)luminol)和异鲁米诺和异鲁米诺(5-(5-氨基苯二甲酰肼,氨基苯二甲酰肼,iso lumino1)iso lumino1)及其衍生物。及其衍生物。2 2眯唑类化合物眯唑类化合物较常用的是较常用的是2 2,4 4,6-6-三苯基咪唑,即洛粉碱三苯基咪唑,即洛粉碱(lophine)(lophine)。3 3吖啶酯类吖啶酯类典型代表是典型代表是N N,N-N-二甲基二吖啶硝酸酯,即光泽精二甲基二吖啶硝酸酯,
9、即光泽精(1ucigenin)(1ucigenin)。4 4苯酚类化合物苯酚类化合物其中主要有邻苯三酚,即焦性没食子酸。其中主要有邻苯三酚,即焦性没食子酸。5 5芳香草酸酯类芳香草酸酯类主要有双主要有双-(2-(2,4 4,6 6,-三氯苯基三氯苯基)-)-草酸酯草酸酯(TCPO)(TCPO)和双和双-(2-(2,4-4-二硝基苯基二硝基苯基)-)-草酸酯草酸酯(DNPO)(DNPO)。6 6(金刚烷金刚烷)-1)-1,2-2-二氧乙烷及其衍生物二氧乙烷及其衍生物 第11页,讲稿共47张,创作于星期二12第12页,讲稿共47张,创作于星期二13三、标记方法三、标记方法化学标记化学标记 生物标记
10、生物标记 化学标记化学标记:用于化学发光用于化学发光(酶酶)免疫测定免疫测定直接用直接用发光物质发光物质(如鲁米诺、吖啶酯类等如鲁米诺、吖啶酯类等)标记标记抗体或抗原抗体或抗原以以催化剂催化剂(如如HRPHRP、GODGOD等等)和或协同因子和或协同因子(如如ATPATP、NADNAD等等)标记标记抗体抗体或抗原或抗原 u按照标记物的应用按照标记物的应用:第13页,讲稿共47张,创作于星期二14u按照被标记物的结构或性质按照被标记物的结构或性质 :对小分子物质对小分子物质(如甾体激素、药物等如甾体激素、药物等)的标记的标记对大分子抗原、抗体的标记对大分子抗原、抗体的标记(如蛋白质、核酸等如蛋白
11、质、核酸等)以及对某以及对某些配基和载体的标记些配基和载体的标记 第14页,讲稿共47张,创作于星期二15u按照标记反应的过程和形成结合物的结构特点按照标记反应的过程和形成结合物的结构特点:直接偶联直接偶联间接偶联间接偶联 通过偶联反应,使标记物分子中的反应基团通过偶联反应,使标记物分子中的反应基团直接连接在被标记分子的反应基团上。直接连接在被标记分子的反应基团上。在标记物与被标记物之间插入一条链或一个在标记物与被标记物之间插入一条链或一个基团,使两种物质通过这种引入的基团,使两种物质通过这种引入的“桥桥”连连结成结合物结成结合物碳二亚胺缩合法、过碘酸盐氧化法、重氮盐偶联法和混合酸酐法碳二亚胺
12、缩合法、过碘酸盐氧化法、重氮盐偶联法和混合酸酐法 琥珀酰亚胺活化法、琥珀酰亚胺活化法、O-(O-(羧甲基羧甲基)羟胺法、异硫氰酸酯衍生物和戊二醛法羟胺法、异硫氰酸酯衍生物和戊二醛法 第15页,讲稿共47张,创作于星期二16第16页,讲稿共47张,创作于星期二17常用的标记方法常用的标记方法 1 1碳二亚胺(碳二亚胺(EDCEDC)缩合法)缩合法 此法可用于蛋白质分子中的游离羧基或游离氨基的标记。此法可用于蛋白质分子中的游离羧基或游离氨基的标记。常用的缩合剂有常用的缩合剂有l-l-乙基乙基-3-(3-3-(3-二甲氨基丙基二甲氨基丙基)-)-碳二亚胺碳二亚胺(EDC)(EDC)和和二环己基碳二亚
13、胺二环己基碳二亚胺(DCC)(DCC)直接偶联直接偶联 第17页,讲稿共47张,创作于星期二18 2 2重氮盐偶联法重氮盐偶联法(又称重氮化法又称重氮化法)此法简易、成本低、重复性好,但不适用于脂肪伯胺基此法简易、成本低、重复性好,但不适用于脂肪伯胺基发光剂,因其生成的重氮盐不稳定,即使在发光剂,因其生成的重氮盐不稳定,即使在也会生成氮也会生成氮气。此外,气。此外,ABEIABEI等伯胺基位于侧链者也不适用此法。等伯胺基位于侧链者也不适用此法。芳香伯胺芳香伯胺 直接偶联直接偶联 第18页,讲稿共47张,创作于星期二193 3过碘酸盐氧化法过碘酸盐氧化法 标记物可用发光剂或催化剂,适用于芳香伯胺
14、或脂肪伯胺发光标记物可用发光剂或催化剂,适用于芳香伯胺或脂肪伯胺发光剂,标记方法稳定标记物不易脱落,但此法不适用于无糖基的蛋白剂,标记方法稳定标记物不易脱落,但此法不适用于无糖基的蛋白质和含有糖基但氧化后会影响免疫学活性的蛋白质。质和含有糖基但氧化后会影响免疫学活性的蛋白质。直接偶联直接偶联 第19页,讲稿共47张,创作于星期二204 4戊二醛法戊二醛法 间接偶联间接偶联芳香伯胺基 氨基 由于戊二醛在溶液中以单体和聚合体形式存在,后者占由于戊二醛在溶液中以单体和聚合体形式存在,后者占多数,所以在标记反应中双方分子间构成较大的距离,减少多数,所以在标记反应中双方分子间构成较大的距离,减少了在抗原
15、抗体反应时的空间位阻;但因偶联不易定量控制且了在抗原抗体反应时的空间位阻;但因偶联不易定量控制且缺乏特异性等而未得到广泛应用缺乏特异性等而未得到广泛应用 双功能偶联剂 第20页,讲稿共47张,创作于星期二215 5琥珀酸酐法琥珀酸酐法(环内酸酐法环内酸酐法)间接偶联间接偶联 此法没有双功能交联剂的不良反应,能实现标记物和蛋此法没有双功能交联剂的不良反应,能实现标记物和蛋白质分子间的单向定量缩合,标记效率高,已有商品化试剂白质分子间的单向定量缩合,标记效率高,已有商品化试剂供应。供应。第21页,讲稿共47张,创作于星期二226 6异硫氰酸酯衍生物法异硫氰酸酯衍生物法 此法标记温和、稳定,获得的标
16、记物不易脱落,且不损失蛋此法标记温和、稳定,获得的标记物不易脱落,且不损失蛋白质等的生物活性白质等的生物活性 发光标记物发光标记物 标记物标记物 间接偶联间接偶联第22页,讲稿共47张,创作于星期二237 7 O-(O-(羧甲基羧甲基)羟胺法羟胺法 O羧甲基衍生物 8 8混合酸酐法混合酸酐法 第23页,讲稿共47张,创作于星期二24四、反应类型四、反应类型 化学发光免疫分析化学发光免疫分析化学发光酶免疫分析化学发光酶免疫分析微粒子化学发光免疫分析微粒子化学发光免疫分析根据发光免疫分析中发光反应的不同体系和标记方法不同根据发光免疫分析中发光反应的不同体系和标记方法不同 第24页,讲稿共47张,创
17、作于星期二251.1.化学发光免疫分析化学发光免疫分析(chemiluminescence immunoassay(chemiluminescence immunoassay,CLIA)CLIA)用用化学发光剂直接标记抗原或抗体化学发光剂直接标记抗原或抗体,免疫反应后生成标记的免疫复合物免疫反应后生成标记的免疫复合物,通过启动发光试剂通过启动发光试剂(NaOH-H(NaOH-H2 2O O2 2)作用于作用于AEAE而发光,发光强度依赖于免疫反应物中而发光,发光强度依赖于免疫反应物中化学发光剂的浓度。化学发光剂的浓度。原理原理:常用化学发光剂常用化学发光剂:吖啶酯吖啶酯(acridinium
18、ester(acridinium ester,AE)AE)类化合物类化合物 反应特点反应特点:CLIACLIA检测小分子抗原采用竞争法;大分子抗原则采用夹心法。与大分子的结检测小分子抗原采用竞争法;大分子抗原则采用夹心法。与大分子的结合不会减小所产生的光量,从而增加灵敏度。合不会减小所产生的光量,从而增加灵敏度。强烈的直接发光在强烈的直接发光在1 s1 s内完成,为快速的闪烁发光。内完成,为快速的闪烁发光。应用应用:第25页,讲稿共47张,创作于星期二26 1)1)直接化学发光使用吖啶酯直接化学发光使用吖啶酯(AE)(AE)作为标记物,无需附加催化剂作为标记物,无需附加催化剂。AEAE氧化直接
19、发光,氧化直接发光,氧化反应在氧化反应在430 nm430 nm处快速发光并在处快速发光并在1s1s内达到峰值。发光强度是内达到峰值。发光强度是I I125125在在1min1min内发光强度内发光强度的十万倍,因此系统该具有高速度、产光强等特点。的十万倍,因此系统该具有高速度、产光强等特点。2)AE2)AE有甲基,增加了试剂的稳定性有甲基,增加了试剂的稳定性,使试剂的稳定性好,有效期更长。,使试剂的稳定性好,有效期更长。3)AE3)AE作为化学发光标记物,作为化学发光标记物,对温度及对温度及pHpH等外界环境的变化不敏感,等外界环境的变化不敏感,故其具有很故其具有很高的精密度。高的精密度。4
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