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全自动酶免疫分析仪的基本原理和测定模式

2020.9.14

目前绝大部分全自动免疫分析仪所采用的测定原理是酶免疫试验,这些分析仪又可称为全自动酶免疫分析仪,这一类分析仪根据其所用试剂是否为专用,又可分为试剂“限定”和试剂“开放”两类,试剂开放的全自动酶免疫分析仪相对较少,如BIO-RAD公司的CODA和Per—sonal Lab等;而试剂限定的全自动酶免疫分析仪则种类较多,如Roche公司的COBASeCOREⅡ和ENZYME SYSTEM(ES),AOTT公司的AXSYM@和IMX,生物梅里埃的VIADS@,强生公司的VitrosECi@,BECKMANCOULTER公司的Acce@和DPC公司的IMMULITE④2000等。这两类全自动酶免疫分析仪均采用ELISA测定的基本原理,尤其是试剂开放类,其只不过是将加样、温育、洗板等ELISA基本测定过程由手工操作改为机器操作而已。如果根据最后的酶与底物的反应产物,又可将全自动酶免疫分析仪分为显色测定、荧光测定和发光测定三类。根据标记用酶也可分为辣根过氧化物酶(HRP)和碱性磷酸酶标记类。本处主要按照显色、荧光和发光测定方式对试剂限定的全自动酶免疫分析仪的基本测定原理和模式作一介绍。

一、显色测定类

Roche公司的COBASeCOREⅡ和ENZYME SYSTEM(ES)全自动酶免疫分析系统

Roche公司的COBAS*COREⅡ全自动酶免疫分析系统以塑料珠(直径0.6cm)作为固相载体,以辣根过氧化物酶(HRP)作为标记用酶,显色底物为四甲基联苯胺(TMB)。在固相上每完成一次抗原抗体结合反应,仪器内所安有特殊的洗涤装置即可快速滚动清洗塑料珠,以去除未结合的抗原、抗体和酶结合物。ES型全自动酶免疫分析系统则以链霉亲合素包被的聚苯烯塑料小管为固相载体,拟固相化的抗体或抗原可通过生物素而间接吸附,这种抗体或抗原的匿相化技术最初是Boehringer-Maheim公司的ZL。本系统的标记用酶也是HRP,但底物有所不同,用的是ABTS。

二、荧光测定类

(一)AOTT公司的IMX和AXSYM~全自动酶免疫分析系统

AOTT公司的IMX全自动酶免疫分析系统所采用的固相为表面多孔的塑料微颗粒,直径0.5tzm。标记用酶为碱性磷酸酶,酶底物为4—甲基伞型酮磷酸盐(4—MUP),由于4—MU正在碱性磷酸酶的作用下生成4—甲基伞型酮,其在360nm激发光的照射下,发出448nm荧光,因而最终根据所产生的荧光强度来计算所测物质的浓度。值得提一下的是这种酶免疫分析系统的洗涤分离过程,即抗原抗体结合反应在塑料微颗粒固相上完成后,仪器将微颗粒转移至特定的玻璃纤维上,加入洗涤缓冲液,没有结合的抗原或抗体被洗涤下去,而结合于塑料微粒固相上的抗原抗体则因微粒与玻璃纤维的不可逆结合而保留在玻璃纤维上。因此,这种洗涤分离的效果较好。

AOTT公司的AXSYM*全自动免疫分析系统其实是IMX和TDX(采用荧光偏振免疫分析方法)两种免疫分析仪的综合,因此,这种全自动免疫分析系统除了能进行IMX所具有的酶免疫分析外,还能进行TDX的荧光偏振免疫分析,对于临床一些小分子如药物的测定更为方便。

(二)生物梅里埃的VIADS@全自动酶免疫分析系统

该分析系统的测定基本原理与AOTT公司的IMX有些类似,即其也是以碱性磷酸酶作为标记用酶,以4—MUP作为酶的荧光底物,最后检测的也是荧光。所不同的是该系统的反应固相为塑料吸头(solidphasepeceptacle,SRP)的内表面,通过仪器自动进行地抽吸,而在吸头内表面完成抗原抗体结合反应、洗涤分离和荧光激发过程。

三、发光测定类

(一)强生公司的VitrosECi@全自动增强化学发光酶免疫分析系统

该酶免疫分析系统以子弹头型小孔管为固相载体,HRP为标记用酶,底物鲁米诺为HRF的发光底物,本系统使用了化学发光增强剂3—氯—4—羟基乙酰苯胺,其不但使化学发光强度比单独鲁米诺发光强,而且稳定,并持续时间长,增加了测定的敏感性。该测定系统的固相载体表面亦预先包被了链霉亲合素,抗体或抗原通过生物素而间接吸附。

(二)BECKMANCOULTER公司的Acce@全自动微粒子化学发光酶免疫分析系统

该系统以核心为三氧化二铁外包聚苯烯的顺磁性微粒子作为固相载体,以碱性磷酸酶作为标记用酶,使用一种新型的碱性磷酸酶底物AMD(dioxetanes)作为发光底物,这种底物的分子结构中有两个重要部分:一个是连接苯环和金刚烷的二氧环,它可以断裂并发射光子;另一个是磷酸基团,它维持整个分子结构的稳定。在碱性磷酸酶的作用下,这种底物迅速脱去磷酸基团,生成不稳定的中间体AMPD。AMPD很快自行分解,从高能激发态回到低能稳定态,同时发出光子。这种化学发光稳定,持续时间可达数小时,容易测定,也容易控?。由于该系统的固相为顺磁颗粒,在加入电磁场时,颗粒会迅速下沉吸附,达到固相与液相的分离,洗涤分离简单快速,加快了整个测定系统的测定速度。

(三)DPC公司的IMMULITE⑦2000全自动化学发光酶免疫分析系统

该系统以聚苯烯塑料珠为固相载体,以碱性磷酸酶作为标记用酶,同样以AMD为底物。将未结合的抗原或抗体及酶结合物从固相洗去的方法是离心洗涤。

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