化學發(fā)光免疫分析(chemiluminescence immunoassay, CLIA) 是將具有高靈敏度的化學發(fā)光測定技術與高特異性的免疫反應相結合，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。

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

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

圖1 按標記物分類的三種化學發(fā)光方法的原理

按抗原或抗體包被方法的不同，化學發(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，能夠對抗原或抗體進行更充分的包被，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合的物質從而大幅提高檢測效率，因此磁微?；瘜W發(fā)光技術屬于國際先進的主流免疫診斷技術，也成為國內化學發(fā)光廠商研發(fā)的重點方向。

表1 三種化學發(fā)光技術的對比

由于與其他免疫診斷的方法比，化學發(fā)光具有以下幾個優(yōu)點：

1. 高靈敏度：靈敏度可達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. 寬的線性動力學范圍：發(fā)光強度在4-6個數(shù)量級之間與測定物質濃度間呈線性關系，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：光信號強度和待測物質濃度呈線性關系，據(jù)儀器的定標曲線，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. 結果穩(wěn)定、誤差小：化學發(fā)光技術樣本本身發(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，簡化了實驗操作。

所以在免疫診斷中，化學發(fā)光已成為了主流技術。

表2 化學發(fā)光與其他免疫診斷方法對比

化學發(fā)光作為免疫診斷最先進技術，國產技術蟄伏期已過，進入快速增長期。數(shù)據(jù)顯示，我國化學發(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)的化學發(fā)光免疫診斷技術已經(jīng)實現(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，尤其是三甲醫(yī)院對于高端免疫診斷的需求，化學發(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)免疫和化學發(fā)光市場規(guī)模相當，但到2015年，化學發(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 我國免疫診斷細分領域市場格局及趨勢

化學發(fā)光是免疫診斷中技術技術壁壘最高的細分領域之一，目前國內市場仍被羅氏、雅培、貝克曼、西門子四巨頭霸占，高端市場尤甚。2011年新產業(yè)推出第一臺全自動化學發(fā)光儀，國產發(fā)光公司加入市場競爭，目前國產約占10%市場份額，進口替代空間巨大。

近日，中科院國家納米科學中心蔣興宇課題組成功設計并加工了一種可應用于生物標志物現(xiàn)場檢測（Point-of-care testing, POCT）的化學發(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構，利用注塑成型工藝生產，集成了多個試劑存儲池、閥、反應區(qū)、廢液回收池等結構。

圖4 蔣興宇團隊的化學發(fā)光系統(tǒng)

為了在芯片上實現(xiàn)各種試劑定量進樣，進而完成多次孵育，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”結構的閥。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。在芯片另一端的負壓作用下，實現(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個點組成的點陣，使得此系統(tǒng)能夠實現(xiàn)單樣本多指標的檢測。

圖5 蔣興宇團隊的化學發(fā)光平臺的內部構造

（文章來源：醫(yī)業(yè)觀察 作者：湯明輝 轉載僅供參考學習及傳遞有用信息，版權歸原作者所有，如侵犯權益，請聯(lián)系刪除）