化学发光酶

化学发光酶（精选八篇）

化学发光酶 篇1

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2012年5月-2014年5月笔者所在医院接诊的原发性肝癌患者47例作为研究对象 (研究组) , 将同期接待的正常体检者50例作为对照组, 两组对象皆签署知情同意书愿意配合本次研究。其中研究组患者全部为笔者所在医院接诊同时确诊并入院进行治疗, 而对照组对象皆排除患有癌症的可能。研究组:男25例, 女22例;年龄25~75岁, 平均 (59.7±5.4) 岁;病程1~22年, 平均 (8.2±4.3) 年。对照组:男26例, 女24例;年龄23~70岁, 平均 (58.2±5.7) 岁。两组患者年龄、性别等一般资料比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。

1.2 方法

两组对象皆选取他们晨空腹静脉血, 放于生化管中, 然后进行离心处理, 离心半径为15 cm, 离心速率为3000 r/min, 将血清分离出来。之后对血清中的肿瘤标志物α-L-岩藻糖苷酶 (AFU) 、铁蛋白 (SF) 、γ-谷氨酰转肽酶 (GGT) 、甲胎蛋白 (AFP) 、血清胆碱酯酶 (CHE) 等指标进行化学发光酶免疫分析方法检测, 所用分析仪为ROCHE E601电化学发光免疫分析仪, 试剂盒则为ROCHE公司生产, 相关操作均按照产品相关规范及操作规程执行。此外, 实验过程中皆带室内质控品, 并且检测结果皆在无失控条件下完成[4]。

1.3 阳性判断标准

观察记录两组对象AFU、SF、GGT、AFP、CHE等指标及阳性率 (阳性用+表示) 情况, 并进行对比分析。AFU阳性判断标准为>40 U/L;SF阳性判断标准为>16 mg/L;GGT阳性判断标准为>49 U/L;AFP阳性判断标准为>20 ng/L;CHE阳性判断标准为>25 000 U/L[5]。

1.4 统计学处理

采用SPSS 17.0软件对所得数据进行统计分析, 计量资料用均数±标准差 (±s) 表示, 比较采用t检验;计数资料以率 (%) 表示, 比较采用X2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 肿瘤标志物检测结果

研究组患者与对照组健康体检者经肿瘤标志物化学发光酶免疫分析方法检测后显示, 两组AFU、SF、GGT、AFP、CHE等指标水平比较, 差异有统计学意义 (P<0.01) , 详见表1。

2.2 肿瘤标志物阳性率检出情况

研究组五种指标单个检出阳性率要明显高于对照组 (P<0.01) , 同时五个指标联合检测所得阳性率也要明显高于对照组 (P<0.01) , 详见表2。

3 讨论

原发性肝癌 (PHC) 亦称肝细胞癌 (HCC) , 在世界范围内高居第五大常见癌症, 而其致死率则高居第三位, 可见必须引起高度重视。研究显示, 20世纪末, 全球每年大约有50万人确诊为PHC, 其中有近25万人死于该疾病[6]。据全球不完全统计, 欧美地区每10万人中就有5.5例肝癌患者, 而亚非地区则每10万人中就有14.8例肝癌患者[7]。由此可见, 亚非地区属于肝癌高发区, 而我国肝癌患者基本上占了全球近五分之二。尽早做好本病的诊断, 对于治疗及预后有着积极的意义。当前本病的诊断方法主要有两种, 其一为影像学检查, 其二为肿瘤标志物检测, 近几年化学发光酶免疫分析方法的应用逐渐广泛, 使得肿瘤标志物检测在原发性肝癌诊断中有了更好的应用。AFP检测在PHC诊断中有很高的临床价值, 但是实际诊断中仅仅依靠AFP与影像学检查, 依旧存在少量低浓度阳性或阴性患者漏诊。基于此, 为了提高PHC临床诊断, 就应予以辅助或弥补手段处理, 而肿瘤标志物相关指标检测就显得十分必要。

本次研究针对笔者所在医院接诊的原发性肝癌患者47例与健康体检者50例进行了对比分析, 皆采取肿瘤标志物化学酶免疫分析方法处理, 结果显示两组对象中AFU、SF、GGT、AFP、CHE等指标水平差异性显著, 差异有统计学意义 (P<0.01) ;研究组五种指标单个检出阳性率要明显高于对照组 (P<0.01) , 同时五个指标联合检测所得阳性率也要明显高于对照组 (P<0.01) 。笔者就这些结论作如下总结。

3.1 AFU

本次研究中可见肝癌患者体内AFU水平明显高于正常体检者 (P<0.01) , 可见当人体肝肾等组织出现病变后, 他们的血清中AFU活性会显著提高。从相关研究中可知, PHC患者给予积极的治疗后, 他们体内的AFU水平有显著下降 (P<0.01) 。基于此, 加强人体内血清AFU值监测对于PHC诊断与预后均有一定的价值。

3.2 SF

本次研究中, 肝癌患者体内SF水平也明显高于正常体检者 (P<0.01) , 分析原因在于肝脏中含有很多铁蛋白, 并且肝脏也是SF循环的主要清除场所, 因此一旦肝脏发生疾病, SF在肝脏中就会累积, 从而出现增高趋势[8]。如此看来, 加强体内铁蛋白的测定, 对于原发性肝癌的诊断也有一定的意义。

3.3 GGT

本次研究中, 肝癌患者血清中GGT含量明显比正常体检者更高 (P<0.01) 。GGT属于γ-谷氨酰循环中比较关键的酶, 在人体各个组织中都广泛存在。研究显示, 前列腺中GGT含量极其丰富, 同时可释放到血液中, 故而正常男性体内含量要稍微比女性更高。从各大研究中可知, 采取聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳将GGT分成13种同工酶, 而在肝癌患者中仅会出现特异肝癌同工酶, 为此将其作为肝癌患者的辅助诊断指标有着很高的敏感性与特异性。

3.4 AFP

本次研究显示, 肝癌患者体内AFP含量明显比正常体检者更高, 可见其敏感性很高。虽然AFP作为肝癌诊断指标已有很长的历史, 并且诊断价值已经得到广泛认可, 但是其依旧存有局限性, 因为部分肝硬化患者体内血清AFP含量在200μg/L以上[9]。国外有学者发现AFP对丙型肝炎患者相关敏感性与特异性分别在40%~60%、80%~95%;此外, 一些乙型肝炎表面抗原阴性PHC患者, 体内的AFP水平明显要低于乙型肝炎表面抗原阳性患者[10]。基于此, 本次研究将其余肿瘤标志物作为辅助诊断, 可提高临床确诊率。

3.5 CHE

本次研究中, 肝癌患者体内的CHE含量明显比正常体检者更高 (P<0.01) , 临床将CHE分成两类:其一, 乙酰胆碱酯酶或真性胆碱酯酶 (ACHE) ;其二, 丁酰胆碱酯酶或假性胆碱酯酶 (PCHE) 。CHE在人体肝、胰、中枢神经白质、子宫等处比较常见, 其属于血浆固有酶, 能水解丁酰胆碱[11]。但是, 人体血清中主要为假性胆碱酯酶, 该酶主要在人体肝脏生成, 之后进入到血液中, 其水平能反映出人体肝实质合成蛋白的能力。一旦肝脏出现损伤, 引发PHC, 则会导致血清胆碱酯酶的活性下降。基于此, 人体血清中的CHE水平测定对于PHC的诊断与预后有一定的价值。

综上所述, 原发性肝癌患者采取肿瘤标志物化学发光酶免疫分析方法检验有着很高的临床价值, 单个肿瘤标志物检测可检出阳性率情况, 而联合检验则检出阳性率更高, 值得借鉴。

摘要：目的:探析原发性肝癌患者采取肿瘤标志物化学发光酶免疫分析方法的应用效果。方法:选取2012年5月-2014年5月笔者所在医院接诊的原发性肝癌患者47例作为研究对象 (研究组) , 将同期接待的正常体检者50例作为对照组, 皆采取肿瘤标志物化学发光酶免疫分析方法对α-L-岩藻糖苷酶 (AFU) 、铁蛋白 (SF) 、γ-谷氨酰转肽酶 (GGT) 、甲胎蛋白 (AFP) 、血清胆碱酯酶 (CHE) 等指标进行检测分析, 观察记录前述五种指标在两组对象中的水平 (均值) 及检测阳性率情况, 并进行对比分析。结果:两组对象AFU、SF、GGT、AFP、CHE等指标水平差比较, 差异有统计学意义 (P<0.01) ;研究组五种指标单个检出阳性率要明显高于对照组 (P<0.01) , 同时五个指标联合检测所得阳性率也要明显高于对照组 (P<0.05) 。结论:原发性肝癌患者采取肿瘤标志物化学发光酶免疫分析方法检验有着很高的临床价值, 单个肿瘤标志物检测可检出阳性率情况, 而联合检验则检出阳性率更高, 值得借鉴。

让化学在生活中发光 篇2

关键词： 生活化教学 初中化学 教学意义 教学对策

化学研究的是与人们日常生活息息相关的问题，对藏区初中学生来说，使用的教材不仅与实际生活严重脱轨，而且加上语言带来的障碍，很难调动其学习积极性，对他们来说化学学习是一个难题，普遍存在化学学习障碍。化学学习不仅不能为其参加中考加分，反而成为拉后腿的科目。在这样的背景下，教师有必要将化学教学与学生的生活实际联系在一起，积极引导学生在生活应用中理解化学知识，在培养对化学的学习兴趣的同时提升其化学水平。

一、在藏区初中化学课堂开展生活化教学的意义

（一）有效激发学生的学习热情。

生活化教学主张在课堂教学中积极引入身边生活知识，用学生都熟悉的场景进行教学，不仅能够有效丰富课堂教学内容，使课堂更接地气，还能够激发学生学习兴趣，使学生更好地将注意力投入到课堂中，提高学生的化学学习效率。

（二）有效提高课堂教学的实效性。

化学知识对学习基础不牢固的西藏学生来说并不容易理解，加上教材中普遍使用汉语编写，语言的障碍使得化学学习更晦涩难懂。开展生活化教学，将学生生活中常见的现象引入课堂，不仅使课堂更生动，而且直观、形象的解释比起教材上呆板的叙述更便于学生理解，从而使教学效果得到增强。

（三）真正落实学以致用的理念。

化学是一门关于生活的科学，学习的最终目的是解释、解决生活中的问题，做到学以致用。在课堂中引入实际生活中的内容，开展生活化教学，使化学学习与生活实现有效结合，学生就能真正运用化学知识解释生活现象，活学活用，在运用中理解化学理论，真正落实学以致用的理念。

二、如何有效开展生活化教学

（一）教学内容尽量贴近生活，激发学生学习兴趣。

化学研究内容与生活息息相关，将课堂教学与学生生活有效结合在一起能够有效帮助学生理解化学知识，因此教师在教学中需要尽量采用与学生生活息息相关的教学内容，从学生切实的生活体验中选择教学素材，开展化学教学，激发学生的学习兴趣。如研究生石灰与水发生的反应的过程中，可以给学生展示一次煮鸡蛋，将鸡蛋放进生石灰中，加入水，让学生仔细观察在这个过程中发生的实验现象，当水遇到生石灰冒出大量白色水蒸气的时候，提问学生：这些是什么？然后当着学生的面敲开鸡蛋，鸡蛋已经熟了，让学生带着“水遇到生石灰发生了什么”的问题进入新课，探讨相关化学反应过程。再如在研究木炭的吸附性质的过程中，可以利用墨水、木炭开展相关的实验，在实验中发现木炭具有的吸附能力。

上述小实验都是我们在生活中经常看到的现象，虽然可能学生并没有注意到，但是通过这样的实验能帮助学生将化学与生活联系在一起，更直观形象地理解记忆相关的化学知识点，更有效地调动学生的学习兴趣，更主动地投入到课程教学中。

（二）利用实验教学，积极开展探究式教学。

实验教学是化学学习过程中一个十分重要的环节，更是化学教学不可或缺的教学内容。化学并不是一门注重死记硬背的学科，更注重的是学生观察与探究能力培养，再加上初中阶段学生好奇心旺盛，是培养科学探究思维的关键时期，在教学中穿插实验教学，不仅能够满足学生的求知欲，还能培养探究精神。如进行铁钉生锈的研究之前，给每个学生分发一颗铁钉，让学生用小纸盒装起来放在教室，每天进行观察，并做好观察记录。经过一段时间后，上课的时候让学生分享自己观察到的现象，进行讨论，总结分析铁钉生锈的原因有哪些。这个过程中，学生亲身参与实验，在感受实验乐趣的同时培养观察能力。

开展实验教学还能够培养学生的创新能力，在探究过程中强化学生的学习自信心，提高化学学习兴趣，教师需要积极引导学生进行学习引导，鼓励学生表达自己的观点与看法，积极开动脑筋，培养其创造性思维能力。如研究二氧化碳的特性的过程中，可以开展二氧化碳倾倒实验，在密封的玻璃箱中分层点燃蜡烛，将制好的二氧化碳导入玻璃箱中，观察现象，发现蜡烛熄灭的顺序是由底层到顶层，以此判断二氧化碳比空气重，而且不能燃烧，更不支持燃烧。

（三）以微型实验代替传统实验，提高学生创新能力。

西藏地区受到经济与自然条件的影响，教育水平受限，在化学教学中很多实验器材缺乏，教师可以尝试引入微型化学实验，有效解决物质缺乏的制约，以最少的器材实现最佳的教学效果。这个过程中可以引导学生充分发挥自己的创造性思维，如用矿泉水瓶制作洗瓶等，在动手中感受到化学的奇妙，激发学生化学学习兴趣。

每个地方的教学都有其自身的特点，在西藏地区开展初中化学教学需要教师尊重当地实际情况，贴近学生的实际生活，灵活运用各种教学手段，运用实验教学、探究式教学等形式调动学生的学习热情，让学生更主动、更积极地参与教学过程，从而学好化学，开拓思维，培养自主创新能力。

参考文献：

[1]吴德刚.西藏教育研究[M].北京：高等教育出版社，2009.

化学发光酶 篇3

关键词：化学发光酶免疫法,免疫印迹法,胰岛自身抗体

糖尿病为一种以高血糖为主要特征的代谢性疾病,临床较常见。糖尿病的分型方法经过多次修订,目前最常用的是根据病因分为1型糖尿病(T1DM)、2型糖尿病(T2DM)、其他特殊类型和妊娠期糖尿病[1]。该分型方法主要依据为患者的临床表现和血胰岛素水平,对于成人隐匿性自身免疫性糖尿病具有局限性。随着糖尿病相关免疫标志物的研究逐渐深入,依据血清免疫标志物进行糖尿病分型逐渐成为临床主流趋势。糖尿病相关主要血清免疫标志物包括谷氨酸脱羧酶抗体(GADA)、抗胰岛β细胞抗体(ICA)、抗胰岛素自身抗体(IAA)[2]。目前,糖尿病自身免疫性抗体检测方法主要有放射免疫法、放射配体法、化学发光酶免疫法(CLISA)、免疫印迹法(IB)等[3]。该文通过对该院内分泌科2012年6月—2014年6月收治的142例糖尿病患者分别采用CLISA法和IB法检测糖尿病自身抗体,以比较两种方法的应用效果,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取该院内分泌科2012年6月—2014年6月收治的142例糖尿病患者,其中T1 DM患者15例,T2DM患者127例。T1DM患者中男7例,女8例,年龄为11～38岁,平均(20.18±7.56)岁;T2DM患者中男68例,女59例,年龄为15～56岁,平均(27.04±10.72)岁。所有患者均符合1999年WHO制定的糖尿病诊断标准,排除继发性糖尿病及妊娠糖尿病。另选取该院同期健康体检者50例,其中男26例,女24例,年龄为18～58岁,平均(28.19±11.25)岁;空腹血糖水平均正常,无糖尿病家族史。

1.2 检测方法

1.2.1 标本采集

清晨对受试着采集空腹静脉血2 ml,室温静置30 min待血凝固,以3000 r/min速度离心10 min,将血清分离出,-20℃贮存备用。

1.2.2免疫印迹法

糖尿病自身抗体免疫印迹试剂盒由深圳市伯劳特生物制品有限公司提供,依据说明书进行操作,5.8 kD区带位置显色即为IAA阳性,56 kD区带位置显色即为GADA阳性。

1.2.3化学发光酶免疫法

IAA和GADA化学发光酶免疫试剂盒由深圳市新产业生物医学工程有限公司提供,依据说明书进行操作。仪器选用半自动LUMINO发光仪。血清IAA水平>100 IU/ml即为IAA阳性,GADA水平>30 IU/ml即为GADA阳性。

1.3 统计方法

采用SPSS 20.0软件对所有数据进行统计学处理,计数资料组间比较采用χ2检验或者Fisher确切概率法,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血清IAA和GADA检测结果

T1DM组CLISA法IAA和GADA阳性率均明显高于健康对照组和T2DM组,差异有统计学意义(P<0.05)。T1DM组IB法IAA和GADA阳性率均明显高于健康对照组和T2DM组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2 敏感性和特异性

CLISA法检测IAA敏感性及特异性均明显高于IB法,差异有统计学意义(P<0.05)。CLISA法检测GADA敏感性明显高于IB法,差异有统计学意义(P<0.05),两种方法检测GADA特异性差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

3 讨论

糖尿病临床较常见,随着生活水平提高,其发病率呈逐渐上升趋势。糖尿病分为1型糖尿病(T1DM)、2型糖尿病(T2DM)、其他特殊类型和妊娠期糖尿病。T1DM为免疫介导的胰岛B细胞胰岛素生成功能受损所致,T2DM为胰岛素抵抗并胰岛素相对分泌不足所致。TIDM作为糖尿病的一种分型,在发病过程中血清中常存在一定量的胰岛细胞抗体[4]。所以,检测胰岛自身抗体成为糖尿病分型的重要依据。自1974年研究者通过免疫组织化学法在T1DM患者的血清中检出ICA以来,伴随着检验技术的发展与改进,GADA、IAA等其他胰岛自身抗体被陆续检测出来。胰岛自身抗体常用检测方法主要有放射免疫法、放射配体发、酶联免疫吸附法等。针对这几种抗体的试剂盒已经在市场上被大量供应,但是由于生产厂家不同,产品质量差异,加上实验室条件和实验人员操作技巧的不同,检测结果往往存在较大误差。

GAD为存在于人和动物胰岛、脑等组织中的生物合成酶,主要参与抑制性神经递质氨基丁酸的合成。目前已发现的GAD有两种分子异构形式,为65 kD的GAD65和67 kD的GAD67。人胰岛组织表达以GAD65为主,GAD67表达量极少,不易为一般方法检出。T1DM患者血清中GADA多为GAD65抗体,仅能识别GAD65,而GAD67则能结合GAD65,故采用GAD65作为抗原就可检出几乎所有GADA[5]。

IAA不是糖尿病特异性抗体,能与胰岛素发生结合,在甲状腺疾病患者、部分正常人以及胰岛素自身免疫综合征患者中也可被检测出阳性。据统计,新发T1DM患儿中IAA阳性率可达50%～70%,而在新发T1DM成年患者中只有20%～30%[6]。血清中IAA大多与胰岛素结合并形成抗原抗体复合物从而丧失原有生物活性。IAA为T1DM患者治疗提供重要参考,并成为药用胰岛素效果评价的较佳指示物。

化学发光法为一种分子发光光谱分析法,主要依据待检物浓度与检测体系的化学发光强度在一定条件下呈线性定量关系的原理,通过仪器检测体系化学发光强度,从而确定待测物含量。化学发光法具有灵敏度高、分析简单快捷、检测时间短等优势而在临床广泛应用[7]。免疫印迹法也称为酶连免疫电转移印斑发,是将免疫组织化学分析技术和高分辨率凝胶电泳相结合的一种杂交技术,可将待测抗原吸印并转移至膜上,然后检测能与其发生特异性结合的抗体。免疫印迹法具有敏感性和特异性高、分析容量大等优点,逐渐成为检测蛋白质特性、表达和分布的最常用方法,包括多肽分子的质量测定、组织抗原的定性定量检测、病毒抗体或抗原检测等[8]。

该研究通过对健康体检者、T1DM及T2DM患者分别采用CLISA法和IB法检测胰岛自身抗体,以比较两种方法的应用效果。结果显示,T1DM组CLISA法IAA和GADA阳性率均明显高于健康对照组和T2DM组,差异有统计学意义(P<0.05);T1DM组IB法IAA和GADA阳性率均明显高于健康对照组和T2DM组,差异有统计学意义(P<0.05)。这说明,T1DM患者胰岛自身抗体水平较T2DM患者和健康体检者高,两种方法均可作为分型依据。CLISA法检测IAA敏感性为40.00%,特异性为100.00%,明显高于IB法;CLISA法检测GADA敏感性为53.33%,明显高于IB法,两种检测GADA特异性无明显差异。该结果表明,CLISA法较IB法对胰岛自身抗体具有更高的敏感性和特异性。

综上所述,对于糖尿病患者胰岛自身抗体的检测,CLISA法较IB法具有更高的敏感性和特异性,值得临床推广应用。

参考文献

[1]《中国糖尿病防治指南》编写组.中国糖尿病防治指南[M].北京:北京大学医学出版社,2004:223.

[2]杜文胜,何应中.三种胰岛自身抗体联合检测对糖尿病诊断的临床价值[J].遵义医学院学报,2011,34(6):629,632.

[3]邹德辉,马悦,李晓璐.两种方法检测糖尿病自身免疫性抗体的结果比较[J].中国医疗前言,2011,6(1):70,78.

[4]Fourlanos S.A clinical screening tool identifies autoimmune diabetes in adults[J].Diabetes Care,2006,29(11):970-975.

[5]Katulanda P,Shine B,KatulandaGW,et al.Diabetes mellitus among young adults in Sri Lanka-role of GAD antibodies in classification and treatment:The Sri Lanka Young Diabetes study[J].Diabetologia,2008,51(8):1368-1374.

[6]徐晶.免疫印迹法检测1型糖尿病自身抗体的评价[J].中外健康文摘,2013(37):74-75.

[7]Wenzlau JM,Jubl K,Yu L,et al.The cation efllux transporter ZnT8(Slc30A8)is a major autoantigen in human type 1 diabetes[J].Proc Natl Acad Sci USA,2007,104(43):17040-17045.

鲁米诺化学发光分析研究综述 篇4

鲁米诺 (5-氨基-2, 3-二氢-1, 4-二杂氮萘二酮, 也称3-氨基邻苯二甲酰肼) 因其结构简单、易合成、水溶性好, 以及发光量子效率高等特点, 鲁米诺是最常用的液相化学发光试剂之一。自从1928年Albrecht首次报道了鲁米诺与氧化剂在碱性溶液中的化学发光反应以来, 人们对该化学发光体系的研究就一直十分活跃, 使得该化学发光体系被应用于许多领域之中。

White等通过比较鲁米诺体系的化学发光光谱和3-氨基邻苯二甲酸根离子的荧光光谱, 提出鲁米诺化学发光反应的发光体。在碱性条件下, 鲁米诺首先被氧化为叠氮酮, 然后形成桥式六元环过氧化物中间体, 分解后以光子的形式释放出能量产生化学发光。下面笔者简要介绍鲁米诺化学发光反应的机理, 详细地总结近五年来鲁米诺化学发光体系的应用进展。鲁米诺化学发光体系的分析应用主要基于以下几个方面。

鲁米诺-过氧化氢化学发光体系应用最为广泛。许多过渡金属离子对鲁米诺-过氧化氢化学发光反应具有很好的催化作用。李正平等发现铁蛋白催化luminol-H2O2反应, 产生很强的化学发光信号, 建立简便灵敏的检测铁蛋白的化学发光方法。方法的线性范围为0.5~10μg/L, 检出限为0.36μg/L, 为铁蛋白作为纳米粒子标记物及直接检测提供一种新的途径。戴路等报道了一种新的测定雌性激素的流动注射化学发光方法。在碱性条件下, 金银复合纳米粒子能显著地增强鲁米诺-过氧化氢化学发光, 而雌性激素能明显地抑制该体系的化学发光强度, 建立了测定天然雌激素 (雌酮、雌二醇和雌三醇) 的化学发光方法。该方法已用于孕妇尿样中雌激素总量的测定。刘振波等基于人的血清白蛋白对鲁米诺-过氧化氢-叶绿素铜钠化学发光体系的抑制作用, 采用流动注射技术建立了一种简单、快速、可连续测定人的血清白蛋白的新方法。

鲁米诺-铁氰化钾化学发光体系。陈效兰等发现在碱性介质中, 铁氰化钾氧化鲁米诺产生化学发光, 头孢拉定对该体系有显著的增强作用。基于此并结合流动注射技术建立了测定头孢拉定含量的化学发光新方法。该方法的线性范围为0.16~160mg/L, 检出限为0.028mg/L。本法已用于胶囊中头孢拉定的测定。邓娜妮研究了盐酸阿比朵尔在鲁米诺-K3Fe (CN) 6化学发光反应体系中的后化学发光反应。据此建立了测定盐酸阿比朵尔的流动注射后化学发光分析法。在对这一后化学发光反应的动力学性质、化学发光光谱、紫外可见吸收光谱, 以及一些相关问题研究的基础上, 提出了可能的反应机理。申婧等基于阿魏酸对鲁米诺-铁氰化钾化学发光体系的抑制作用, 建立了阿魏酸的流动注射抑制化学发光分析法, 阿魏酸浓度在4.0×10-7~4.0×10-6mol/L之间时与化学发光强度减小值呈现良好线性关系, 检出限为2.4×10-7mol/L, 将其应用于复方当归注射液中阿魏酸含量的测定, 结果令人满意。

鲁米诺-高碘酸钾化学发光体系。王瑞琪等发现在碱性介质中, 镧 (III) 对鲁米诺-高碘酸钾体系的化学发光反应有显著的增敏作用。据此, 建立了测定镧 (III) 的反相流动注射化学发光新方法, 并将此法用于合成样品的测定。屈颖娟等基于蒽醌类药物在碱性条件下对高碘酸钾-鲁米诺体系的化学发光信号有强烈的抑制作用这一现象, 结合流动注射技术建立了一种直接测定蒽醌类药物的流动注射化学发光分析新方法。马明阳发现, 当向已充分反应的高碘酸钾与鲁米诺混合溶液中注入异烟肼时, 又可以产生一个新的化学发光反应并检测到较强的化学发光信号, 建立测定异烟肼的流动注射后化学发光分析法。

鲁米诺-高锰酸钾化学发光体系。高锰酸钾是化学发光反应中常用的强氧化剂。Fernando等基于在碱性介质中, N-甲基氨基甲酸酯类农药, 西维因、克百威和灭虫威对Luminol-KM-n O4化学发光体系有增强作用, 结合反相高效液相色谱法分离并同时测定了三种农药在水样和蔬菜中的残留量。沈祥根据次黄嘌呤对高锰酸钾-鲁米诺-SO32-体系化学发光具有增敏作用, 建立了SO32-的化学发光方法。余宇燕等发现在碱性条件下茶多酚对鲁米诺-KMn O4化学发光体系具有较强的抑制作用, 据此建立了茶多酚的流动注射化学发光测定法。Easwaramoorthy等利用在p H=12.0磷酸介质中, KMn O4可以氧化鲁米诺产生稳定的发光, 扑热息痛的加入会抑制发光, 建立了扑热息痛的流动注射化学发光法, 并用于片剂中扑热息痛的测定。吕九如等人发现, 当把碱土金属离子Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+注入已充分反应的鲁米诺和高锰酸钾混合溶液中时, 又发生了新的化学发光反应。牛卫芬等利用高锰酸钾-鲁米诺后化学发光体系, 建立了测定奋乃静的高选择性分子印迹-后化学发光分析方法, 所建方法的线性范围为1.0×10-4~1.0×10-2g/L, 检出限为3×10-5g/L, 已用于人尿液中奋乃静含量的测定。

鲁米诺-溶解氧化学发光体系。李菁菁等人采用溶胶—凝胶法制得平均粒径约10nm Sn O2粒子, 将该纳米粒子加入到碱性鲁米诺-溶解氧化学发光体系中, 体系的化学发光强度明显增强, 这种增敏作用与纳米Sn O2的加入量以及体系中溶解氧的浓度有关, 可用于溶解氧的测定。

鲁米诺的其他化学发光体系。宋正华等人发现肌红蛋白能够与鲁米诺在碱性条件下反应产生化学发光, 建立了克林霉素的化学发光法。鲁米诺-NBS/NCS化学发光体系[152,153,154,155,156,157,158]已成功应用于药物、食品、及环境分析中。石文兵利用鲁米诺-Au Cl4-化学发光体系建立了测定氨苄西林、阿莫西林钠、盐酸雷尼替丁、美诺西林钠、双嘧达莫和盐酸奋乃静的流动注射化学发光新方法。瞿鹏等建立了流动注射抑制化学发光法测定头孢曲松钠的化学发光法。

化学发光免疫分析方法与应用进展 篇5

关键词：化学,化学发光免疫分析

近几年, 伴随着我国经济水平的迅速发展和科学技术的迅速提高, 化学发光免疫分析方法由于其自身的优势特点, 很多领域都将其作为主要的分析方法, 其重点的体现领域在临床医学和环境、食品等领域。化学光免疫分析方法在进行实际的应用的过程, 对一些复杂样品的分析具有很重要的技术支持作用。由此, 本文笔者以化学发光免疫分析方法和应用作为文章的主要阐述主体, 并做出如下论述:

1 化学发光免疫分析方法

化学光分析主要是根据物质的化学反应过程中所产生的一种辐射光的强度进行相关物质的含量程度的分析方法。化学发光免疫分析是将化学光系统与免疫反应相结合。化学发光分析方法主要用化学的发光的相关物质进行物质中相关抗体的标记或者对其产生的抗原进行标记。当被测的物质中的抗原或者其相应的抗体进行反应之后, 经过具体的分离方法对产生化学发光的相关物质进行标记。有四种标记方法, 分别是采用鲁米诺、一鲁米诺和一些衍生物以及过氧化物酶等。在进行化学光分析方法的过程中, 大多时候会利用酶对一些物质进行标记。随着时代的发展, 这种以酶作为标记物质的方法成了化学免疫分析方法中的重要且关键的方法。通常进行标记物质的酶有两种, 一种是碱性磷酸酶, 另一种是辣根过氧化物酶。这两种酶之所以能够得到广泛应用, 是因为在临床的试验的过程中, 这两种酶体现了很好的稳定性和开发催化活性。这两种酶在临场医学、环境学、食品研发等领域进行了大规模的适用。化学发光免疫分析方法中标记技术是近几年免疫分析方法进步和发展的关键技术。新型的标记免疫分析技术是利用很多的纳米粒子的生物相容性, 将标记免疫的分析技术发生巨大的进步和转变。这种标记免疫分析技术具有非常明显灵活的高度灵敏性和较高的特异性。高速发展的标记免疫分析技术促使化学发光免疫分析方法的迅速提高[1]。

2 化学发光免疫分析方法的应用

2.1 对免疫检测方法进行加速

传统的免疫方法耗时较长, 往往需要数小时方可完成, 而且在较长时间的温育下, 还会使免疫试剂吸附在管道内壁上, 使测定中的信号出现交叉的现象, 从而对样品的检测质量以及对免疫进行分析的方法产生了一定的限制。为了弥补这些不足, 并且实现高通量的免疫分析, 可以通过加快抗原以及抗体等传质速率、加强反应体系温度使免疫反应动力学得到加速。主要方法包括外场驱动、对溶液进行混合策略等, 进而使免疫检测较为快速[2]。

2.2 对化学发光免疫进行多组分

近年来, 免疫分析的关注、研究重点主要为如何通过较短时间、较少消耗、较低成本而达到较高通量。这也是免疫分析所追求的长期目标。多组分的免疫分析模式以同时检测和顺序检测两种模式为主, 并结合相关的空间辨析技术以及检验器来进行对多个待检物的同时检测。空间分辨技术是一种通过免疫反应器在其不同区域固定出不同的组分来进行相应的免疫试剂, 使不同位置的不同组分的免疫反应在一定的时间内发生[1]。空间分辨技术的运用有利于多组分检验的实现。多组分免疫分析方法具有较高的使用价值, 已经在免疫分析领域被越来越多的学者所应用。

2.3 灵敏的免疫分析技术

目前, 在实际的检验运用中, 现有检验手段已经不能满足检验要求, 灵敏度以及特异性相对较低, 追求高敏度的检验方法也越来越平常。纳米技术的产生使高敏感的化学发光免疫的分析方法有了发展基础, 纳米技术已经在生物标记的分析中被广泛应用, 对多种信号进行放大的方法对构建高灵敏的免疫分析方法有着重要的作用。期望在未来的发展模式中, 研究人员可以利用纳米技术开创更为先进、更为科学的化学发光免疫分析方法[3]。

3 结论

化学发光的免疫分析方法在最近几年被广泛应用在环境、食品、临床等检测中, 并以其灵敏度较高、选择性能好、设备简洁、高速度分析等优势被人们所认可。本文对化学发光免疫的分析方法还不够完善。随着科技的进步、分子生物学的发展, 化学发光免疫分析法将会在实践中不断得到充实与完善, 开发出稳定性更高、催化活性更强的分析技术, 为人类社会做出贡献。

参考文献

[1]肖勤, 林金明.化学发光免疫分析方法的应用研究进展[J].分析化学, 2015, 11 (6) :929-938.

[2]陆龙飞, 葛胜祥, 张军.化学发光免疫分析法研究进展[J].分子诊断与治疗杂志, 2015, 12 (5) :289-295-284.

化学发光在水质分析中的应用 篇6

(1) 化学发光是指在没有任何光, 电, 热的作用, 只是靠吸收化学反应产生的化学能产生光的辐射而进行的发光形式。最简单的化学发光反应是由两个关键的步骤组成:激发和辐射。

(2) 化学发光反应的必须条件包括。

(1) 化学反应必须释放足够的能量, 使发光处于激发态。

(2) 化学反应历程应有利于激发态产物的形成而不至于将能量转化为热能。

(3) 激发态物质必须能辐射光或将能量传给另一种发光体而使此发光体被激发。

(4) 由于激发态的瞬时性, 激发能必须由某一步骤单独提供, 否则, 前一步反应所释放的能量将会因分子振动而被消耗掉。

2 流动注射分析原理 (FIA技术)

(1) FIA技术是将一定体积的试样溶液注入到以一定流速连续流动的载流中, 再流经反应器时, 试样与试剂之间相互渗透而形成一个个分散带, 同时发生化学反应, 在流经检测器时被检测, 记录仪读出一组峰形信号。即物理分散状态和化学反应状态的综合反应。虽然FIA技术样品与载流试剂的混合不完全的, 然而对于一个固定的实验装置来说, 只要流速不变, 在一定的留存时间的分散状态都是高度重现的。因此可以得到重现良好的分析结果, 为实现自动化分析奠定了基础。

(2) FIA分析技术的特点。

(1) 广泛的适应性; (2) 高效率; (3) 低消耗; (4) 高精度; (5) 设备简单。

(3) 流动注射化学发光法的特点。

(1) 装置简单; (2) 灵敏度高; (3) 线性范围宽; (4) 重现性好; (5) 选择性好; (6) 反应条件容易控制。

3 流动注射化学发光在水质分析中的实际应用

3.1 流动注射化学发光测定水中的一些金属离子

(1) 测定水中的Mn (Ⅱ) 。

在碱性介质中, Mn (Ⅱ) 对催化剂高碘酸钾氧化镁试剂I (对硝基苯偶氮间苯二酚) 的褪色反应有显著作用。据此建立了测定痕量Mn (Ⅱ) 的流动注射停留催化光度法。优化了流动注射条件, Mn (Ⅱ) 在2μg/L~10μg/L, 10μg/L~160μg/L, 160μg/L~1000μg/L范围内符合比尔定律, 检出限0.12μg/L, 相对标准偏差 (RSD) 4.9% (n=6) 。用于环境水样中Mn (Ⅱ) 的检测, 回收率为95.5%~102%。

(2) 胶束增溶-流动注射分光光度法测定环境水样中的铜离子。

流动注射胶束增溶法测定水环境中的铜, 方法简便快速, 便于水环境中铜离子的测定。在硼砂-盐酸缓冲溶液中, 铜与铬天青S以及溴化十六烷基三甲基铵 (CTMAB) 反应生成黄绿色的络合物, 在605nm波长下可以检测。在最佳检测条件下, 运用该方法测定铜离子可以得到线性良好范围广的标准曲线, 检测范围为5μg/L~40μg/L;40μg/L~200μg/L.检出限为0.76μg/L相对标准偏差为1.59μg/L (n=11) , 回收率为90.2%~104%。

3.2 流动注射微波在线消解分光光度法可以测定水中的总磷

环境水中总磷含量的高低, 标志水质污染的程度。苏苓、张海涛等人利用微波在线消解水样, 将流动注射分析技术与分光光度法相结合, 建立了一种在线测定水中总磷的快速分析方法。通过实验条件的优化, 分析速率达36个/时, 检出限为0.015mg/L, 线形范围为0~2.0mg/L, 对0.634mg/L总磷标准溶液测定11次, RSD为1.0%。应用于环境水样的测定, 结果令人满意。

3.3 水中氨氮的流动注射分光光度法在线检测

目前, 我国水体氨氮污染因子浓度值上升, 全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化。水体氨氮的传统分析方法主要有纳氏试剂比色法和离子色谱法等。这些方法存在操作复杂或仪器昂贵的缺点, 而且都不能用于现场检测。尤希伟, 吴霆取在流动注射体系中加气体扩散装置的方法, 让水样中的氨氮与氢氧化钠载液反应生成氨气后透过气体分离膜, 再在溴-百里酚蓝吸收液中反应变色, 用分光光度法测定。结果表明, 在0~50mg/L区间内浓度与吸光度成良好的线性关系, 其相关系数为0.995。本法测定水中的氨氮含量, 回收率达99%。

3.4 水中有机污染物的流动注射法测定

3.4.1 苯胺

当水体中的苯胺类物质超标时, 不仅会影响水体性状, 还会严重危害人们的生命健康。因此, 研究水体中的苯胺类物质的检测方法具有现实的意义。苯胺的测定方法主要有分光光度法, 荧光法和电化学分析法等。李莉等人基于在多聚磷酸介质中, KMnO4氧化苯胺能产生强化学发光, 建立了流动注射化学发光测定苯胺的新方法。在优化条件下, 化学发光强度I与苯胺的浓度在2.0×10-9mol/L~~1.0×10-6mol/L范围内呈良好的线形关系, 检出限为5.0×10-10mol/L, 对1.0×10-7mol/L的苯胺进行测定, RSD为0.8% (n=11) 已经用于环境水样的测定, 回收率在95.1%~105%之间。

3.4.2 酚类

酚类是环境科学及食品加工业等领域必须严格检测的有机物, 含酚废水也是世界各个国家环保局列为优先控制的污染物, 含酚废水在我国水污染控制中被列为重点解决的有害废水之一, 环境样品中酚类物质的测定一直是人们十分关注的课题, 大力开展含酚废水的污染防治研究是保护环境和造福人类的重要任务。章君才等人基于苯酚在铂电极上的氧化和不可逆电对的双安培检测原理, 建立了流动注射双安培测定环境水样中酚含量的新方法。通过偶合苯酚在一支铂电极上的氧化和高锰酸钾在另一支铂电极上的还原这两个不可逆电对, 构建双安培检测体系, 在外加电位差为0时苯酚的氧化电流与其浓度在1.0×10-6mol/L~1.0×10-4mol/L范围内呈良好的线形关系, 检出限为5.0×10-7mol/L, 连续测定30次2.0×10-5mol/L的苯酚, RSD为1.4%。

3.5 水环境中的腐殖酸

多羟基酚类化合物广泛应用于农药, 药品, 显影剂, 抑制剂和合成染料等, 对环境和人体的毒害作用很大。因此土壤, 水体中的痕量酚的测定对加强环境监测和环境保护具有重要意义。

综上所述, 流动注射化学发光是水质分析中, 最简便, 最灵敏, 线形范围最广的分析方法。而且对于探讨水体修复机理, 发展污染修复技术具有重要意义。

摘要：化学发光是在没有光、电、磁、热、声源等激发的情况下, 通过化学反应产生的一种光辐射。以此为基础的分析, 灵敏度高, 线形范围宽。同时, 仪器简单, 便宜, 易微型化。因此, 化学发光分析法在无机物、有机物痕量和超痕量领域得到了广泛应用。对于水环境中水质的分析, 化学发光尤其是流动注射化学发光有着很重要的作用, 它可以快速, 准确地测定水中所含的无机离子, 有机物质的含量。

关键词：化学发光,流动注射分析,化学发光体系,化学发光分析水质

参考文献

[1]国家环保局水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社, 1989:407.

[2]徐华, 陈剑宏.分析化学[J].1994, 22 (1) :38.

[3]倪翠芳, 王建华.分析实验室[J].1999, 18 (6) :75.

化学发光免疫分析仪测量系统的改进 篇7

化学发光免疫分析仪是现代临床检验和生命科学研究的重要设备之一,对肿瘤、糖尿病等多种疾病的诊断、治疗及愈后评估具有重要意义。它利用血液样品与标记了化学发光物质的抗体进行免疫反应,然后加入发光底物激发反应混合物发出荧光信号。根据化学发光标记物与发光强度的关系,可对照标准工作曲线计算出血液样品中被测物质的浓度。

化学发光免疫分析仪采用单光子计数技术[1]设计其测量系统。但是,由于光子脉冲堆积效应的存在,使测量系统的测量精度受到影响。因此,为改进化学发光免疫分析仪测量系统的性能,有必要对光子脉冲堆积效应进行补偿。

1 测量系统的工作原理

在测量系统工作时,过氧化氢溶液(H2O2)作为氧化剂,氢氧化钠溶液(NaOH)作为发光底物,异硫氰酸荧光素(FIFC)作为发光物质标记抗体,与待检血液样品中的抗原进行免疫反应,发出一定强度的微弱荧光,接着使用荧光检测元件——光电倍增管(PMT)测量荧光的发光强度[2,3,4,5,6]。测量系统的工作原理如图1所示。

化学发光免疫分析仪采用单光子计数技术测量微弱荧光,利用的是微弱荧光的量子特性。化学发光免疫反应的微弱荧光是由光子组成的光子流,其功率为10-15 W-10-17 W。该光子流中的单个光子经过光电倍增管后,会被倍增放大,形成一个一个的单光子电压脉冲,简称单光子脉冲[4]。这个单光子脉冲经过放大器、甄别器后,形成一个计数脉冲而被计数器所识别。单光子计数的工作原理如图2所示。

光子计数是微弱荧光比较先进的测量方法,但是由于光子脉冲堆积效应的存在,影响了测量系统的测量精度。

2 光子脉冲堆积效应补偿方法

2.1 光子脉冲堆积效应

化学发光免疫分析仪采用的荧光检测元件为光电倍增管,具有一定的分辨时间tR。当在分辨时间tR内相继有两个或两个以上的光子进入光电倍增管时,光电倍增管只能响应一次,输出一个脉冲。这种分辨时间内多光子输入单脉冲输出的现象,称为光子脉冲堆积效应,如图3所示。此时输出的脉冲称之为多光子脉冲,以区别在分辨时间内只入射一个光子时形成的单光子脉冲。光子脉冲堆积效应多发生在光子流过大时,此时单位时间内出现的光子较多,容易发生脉冲堆积现象。

由光子计数的脉冲堆积效应的形成原理可知,在光子流过大时,光电倍增管检测到的输出脉冲数比实际的光子数要少。

课题组设计的测量系统选择型号为R7306P的端窗式光电倍增管,其光谱响应的范围为300 nm～650 nm,分辨时间tR为8 ns。该光电倍增管的光子计数工作曲线具有线性和非线性部分,其最大线性测量范围为100万/3 s,如图4所示。当免疫反应过程中荧光强度过大时,即3 s内的光子数超过100万时,光电倍增管进入非线性工作区,出现光子数漏计的情况,此时需要进行光子脉冲堆积效应的补偿。

2.2 传统的补偿方法

光子计数的脉冲堆积效应传统的补偿方法采用的是从理论上进行计算然后修正的方法。修正公式[5]为:

式中,n为实测计数率,tR为光子计数器的分辨时间,N1为修正后的计数率。

传统补偿方法的补偿效率η1定义为:

当N1=1/tR时,由公式(1)推算得n=N1/2,误差率为0.5,可见该公式仅为近似公式。而tR是统计平均值,由于光子脉冲幅值不同,很难精确测定。因此,这个修正公式的实际应用中,误差仍较大,且人为的因素太明显。

2.3 本文的补偿方法

设n为探测系统探测到的光子脉冲个数,其中包括单光子脉冲个数n1,以及多光子脉冲个数n2、n3、n4 ……,那么:

设N2为应探测到的真实光子脉冲数,则:

把公式(3)代入公式(4)得:

公式(5)中方括号中的光子脉冲个数即为漏计的光子个数。可见,只要能测算出n2、n3、n4等等多光子脉冲的个数就能进行补计,从而有效地解决探测的脉冲堆积问题。

多光子脉冲的特性和单光子脉冲的特性有很大区别,普遍认为多光子脉冲的幅值或脉宽较单光子脉冲的大,因为每个光子通过光电倍增管倍增后所形成的脉冲在光电倍增管的输出端会出现幅值叠加或脉宽叠加。因此,测量多光子脉冲时,可以从其幅度变化或脉宽变化入手。由于光子计数的速率高达100 万/3 s,采用数据采集卡对每个光子的脉宽进行采样,以重建和分析其脉宽。这种工作量对普通的数据采集卡是很难实现的,而高精度的数据采集卡由于干扰的缘故对环境的要求又非常高。因此,课题组采用对幅度检测的方法来对光子计数脉冲堆积效应进行补偿。

以双光子脉冲为例,其幅度分布如图5所示。

当两个光子刚刚挨着时,其幅度依然和单光子脉冲的幅度差不多,如图5中所示的小幅度双光子脉冲;当两者挨得很近时,出现中幅度脉冲;当两者完全重合时,可以看做两者的幅度完全叠加。假设单光子脉冲的幅度为h,则双光子脉冲的幅度在(h,2h)范围内变化。同样,三光子脉冲、四光子脉冲……依然会出现这种情况,三光子脉冲的幅度在(h,3h)范围内变化,四光子脉冲的幅度在(h,4h)范围内变化。

由以上分析可知,多光子脉冲的幅度是不定的,有的脉冲的幅度很大,可以达到单光子脉冲的整数倍,有的脉冲的幅度很小,和单光子脉冲的幅度一样。因此,很难用不同的门限电压把双光子脉冲、三光子脉冲、四光子脉冲……直接测量区分出来。

但是,由于微弱荧光的光子出现情况满足泊松分布,因此可以认为多光子脉冲中的最高幅度脉冲和其他脉冲具有固定的比例系数[6]。

当检测光子数为i的多光子脉冲时,其最大幅度为ih,幅度为ih的光子脉冲个数为ai,其脉冲电压为Vi,则可以通过甄别电压为Vi的甄别电路把它检测出来。因为i-1光子脉冲的脉冲电压最大只能为其脉冲电压的undefined,所以检测i光子脉冲时,只要其甄别电压大于undefined就行。设i光子脉冲的其他幅度脉冲和最大幅度脉冲的个数比例系数为Ki,则可知最大幅度脉冲的个数ai时,其全部光子数为i的多光子脉冲个数ni为:

把(5)式代入(4)式得:

多光子脉冲的其他脉冲幅度和最大脉冲幅度的个数比例系数Ki是通过大量的实验确定的。课题组所设计的光子计数补偿只考虑了四光子脉冲及四光子以下脉冲的情况,对五光子脉冲及其以上的多光子脉冲忽略不计。光子脉冲实验的步骤为:

①针对不同的多光子脉冲,选择不同的甄别电压,用于测量最高幅度光子脉冲的个数。

②针对不同浓度的样品,测量其多光子脉冲个数,分别得到其单光子脉冲个数n1、双光子脉冲个数n2、三光子脉冲个数n3、四光子脉冲个数n4。

③相同倍数地稀释不同浓度的样品,使其测量时多光子数的输出接近暗噪声值,即使多光子脉冲的个数趋近于零。假设稀释的倍数为j,测得的单光子数表示为undefined。反复测量多次,取其平均值,以降低误差。

④把② 、ii步测得的数据代入公式(7)中,得到以下方程:

⑤重复② 、ii、ii步两次,构成一个三元一次方程组,求解得到系数K2、K3、K4。

⑥分析该补偿方法的补偿效率η2,其定义为:

3 两种补偿方法对比

在其他条件不变的情况下,化学发光强度和样品浓度基本成正比关系。因此,在样品浓度过大时,往往采用稀释整数倍j的方法来降低其发光强度,然后再把测得的发光值undefined乘于稀释倍数当做原始浓度样品的实际发光值M。

因此,传统方法补偿后的光子数N1相对于实际光子数M的偏差e1为:

undefined (11)

本文方法补偿后的光子数N2相对于实际光子数M的偏差e2为:

undefined (12)

4 硬件实现

光子脉冲堆积效应补偿的关键是正确地识别出噪声脉冲,并且准确地测量出各种多光子脉冲,这可以通过甄别电路和计数电路来实现。另外,光电倍增管输出光子脉冲的幅值是毫伏级的,不利于甄别电路和计数电路的识别。因此,从光电倍增管输出的光子脉冲首先需要经过放大电路进行放大。

4.1 放大电路

光电倍增管内部阻抗非常大,往往可看作一个恒流源,所以可以通过加大负载电阻来得到较大的输出电压信号。但是输出电压过大时,会降低阳极上的电压,从而影响到阳极的接收特性,产生线性偏差。另外,作为高内阻的电流源负载阻抗越小其输出特性越好,即负载获取信号的能力越强。根据理想的运算放大器的特性,采用运算放大器OPA643作为光电倍增管的负载,既可以减小光电倍增管的等效负载电阻,也实现了电流信号到电压信号的转变。由OPA643构成的光电倍增管光电转换电路采用二级放大方式,如图6所示。

4.2 甄别电路

本文选择了PHILPS公司的高速双差分比较器——NE531D芯片设计了检测机构的脉冲电压甄别电路,如图7所示。其中,Va放大电路输出的光电子电压脉冲和噪声电压脉冲,VT为阈值电压,经过RC滤波电路,输入NE531D的2脚。脉冲电压甄别后的结果电压经过两片D触发器芯片74HC74D输出,具有一定的抗干扰效果。另外,该甄别电路阈值电压的调整也是很容易的,只需调节电压比较器NE521D的比例电路R12、R15的比值就可达到调节阈值电压的目的,具有方便模块化的优点。

在本文设计的甄别电路中,阈值电压的调整也是很容易的,只需调节电压比较器NE521D的比例电路R12、R15的比值就可达到调节阈值电压VT的目的,因此该电路便于实现多路不同阈值多光子脉冲的识别,具有方便模块化的优点。

5 实验结果

考虑到硬件设计的难度,本文只对四光子脉冲及其以下脉冲进行补偿。实验测得各光子脉冲的阈值电压分别是1.127 V,2.251 V,3.384 V,4.508 V。

以甲胎蛋白(AFP)的测量为例,分别测量浓度为150 ng/ml、142 ng/ml、136 mg/ml的原质控品,和稀释一倍后浓度分别为75 ng/ml、71 ng/ml、68 ng/ml的质控品。其中,测原质控品时需要测量单光子脉冲个数ni1、双光子脉冲个数ni2、三光子脉冲个数ni3、和四光子脉冲个数ni4,而稀释一倍后的质控品只需要测量单光子脉冲个数undefined,其中下标中的i代表的是第几次测量,则系数K1、K2、K3可以用下列三元一次方程组求出。

undefined

实验结果如表1所示,把所测得的数据代入公式(13),计算得其系数值:K2=0.17,K3=0.08,K4=0.02。

测量140 ng/ml的AFP质控品的多光子脉冲,然后测量稀释一倍后70 ng/ml该质控品的单光子脉冲。本文采用光电倍增管的分辨时间tR为8 ns,根据公式(1)、公式(2)、公式(7)、公式(9)、公式(10)、公式(11)、公式(12)计算其结果如表2所示。

表2表明,本文设计的补偿方法使光子计数的补偿效率提高了6.67%,大于传统方法的0.9%;其补偿偏差为1.3%,小于传统方法的4.11%。

6 结 论

光子脉冲堆积效应使化学发光免疫分析仪的测量结果较实际结果要小。课题组采用设计的甄别电路,通过测量多光子脉冲的方法,对微弱荧光的检测进行了有效的补偿,提高了化学发光免疫分析仪的测量精度,改进了测量系统的设计。

摘要：化学发光免疫分析仪采用单光子计数技术实现了免疫反应微弱荧光的测量系统。针对测量系统存在光子脉冲堆积效应的问题,设计了多光子脉冲的甄别电路和计数电路,对光子脉冲堆积效应进行了补偿,改进了测量系统的性能。实验表明,该设计的补偿方法使光子数的测量效率提高了6.67%,补偿的相对偏差值为1.3%,有效地提高化学发光免疫分析仪测量系统的测量精度。

关键词：化学发光免疫分析仪,光子脉冲堆积,甄别电路,计数电路

参考文献

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[5]陆同兴,路铁群.激光光谱技术原理及应用[M].合肥:合肥中国科大出版社,1999:137-141.

农药残留检测中的化学发光技术论述 篇8

1 化学发光技术的概述分析

化学发光就是反应系统中的一些物质分子将反应释放的能量被吸收, 从基态发展到激发态, 然后再由激发态返回基态, 价格能量通过光辐射的形式释放出来, 出现化学发光的现象。在分子发光强度和被检测物质的含量之间建立的方法就是化学发光分析法。通常发光反应的速度是比较快的, 需要使样品和发光试剂能够有效、高度、快速的混合, 化学发光法分析技术方法的灵敏性比较高, 线性范围比较宽, 其自动化的效果比较好, 重现性强, 这种化学发光分析方法在农业、环境等分析方面得到了广泛的应用。

化学发光方法是对样品中一段时间发光分子的数量进行检查, 而不是需要检测样品的溶液颜色, 能够使得农药残留的检出限得以降低, 这是一种比较成熟的检测技术和方法, 但是却没有在农产品的质量检测, 特别是农药残留检测领域中得到真正有效地应用。

对这种化学发光技术进行研究, 能够与农产品检测相结合, 通过实验研究, 找到检测中的规律性, 摸索出检测方法, 开发配套的检测试剂, 使其在实践检测中得以应用, 实现良好的效果。

2 化学发光技术方法在农药残留检测中的应用

2.1 Luminol化学发光体系的应用

当前化学发光体系中, Luminol化学发光体系是应用作为广泛, 研究最为透彻的方法, Luminol化学发光体系有着很高的发光效率, 并且能够溶于水, 适合在水中检测各种物质。碱性介质中, Luminol能够被氧化剂氧化, 进而出现化学发光, 它和氧化还原反应耦合, 能够对各种物质进行检测。

王娟等以K2S2O8为基础, 在紫外光催化作用下, 将有机磷消解为正磷酸盐, 在酸性条件下, 能够与钼酸盐、钒酸盐发生反应形成具有氧化性的磷钼钒杂多酸, 能够直接对碱性Luminol产生氧化作用, 进而出现比较强的化学发光, 再与流动注射技术相结合, 形成一种能够对农药残留量进行检测的化学发光方法。

范顺利等通过氧乐果的水解反应与巯基化合物发生化学发光反应, 将罗丹明B作为增敏剂, 形成痕量氧乐果流动注射化学发光分析技术方法。高建磊等通过酸性介质中的草甘膦和大量的NO2-反应产生比较稳定的N-亚硝胺, 剩下的NO2-快速的将亚铁氰化钾氧化为铁氰化钾, 与Luminol-铁氰化钾, 化学发光反应相偶合, 以此形成新的反相流动注射化学发光法。

2.2 过氧化草酰酯类型的化学发光

在非生物直接化学反应中, 过氧化氢氧化芳香烃的草酰酯有着较高的应用, 这种方法的原理就是在化学反应中产生能量较高的荧光核, 1, 2-环己烷双酮同时释放出电子, 给中间体, 电子转回到荧光核时使其能够处于激发态, 使其回到基态, 出现化学发光。E.Orejuela等使用二草酸盐与HPLC技术相结合, 对苹果汁、柚子汁等中的甲萘威、残多威等进行检测, 通过苯胺灵以及氯苯胺灵水解的产物等利用HPLC进行分离, 通过化学发光与TCPO相结合, 对成熟马铃薯中的苯胺灵以及氯苯胺灵进行检测。

2.3 直接氧化发光

高锰酸根、高碘酸根以及过氧化氢等是强氧化剂, 它们在不同的介质和还原剂中能够出现化学发光。一般而言, 氧化剂分析能够出现荧光物质, 氧化被测物能够出现化学发光。M.Palomeque等通过三价铁催化涕灭威关解, 酸性介质中, 使用高锰酸钾氧化光解产物出现化学发光, 利用这种严厉对矿泉水中的涕灭威进行检测。

2.4 化学发光免疫分析方法

这种化学发光分析技术方法灵敏性比较高, 但是选择性不强, 使得技术应用受到限制。为了使这个不足得以弥补, 就需要利用化学发光方法, 将待测物质与基质通过抗原抗体的特异性反应进行分离, 利用化学发光方法检测, 这种方法在药物以及林场检验中得到了广泛的应用。

J.V.Samsonova通过三种农药, 即莠去津、草净津和莠灭津的方法研究多分析物的酶联免疫化学发光技术方法, 对环境水样中的农药残留进行检测。R.Pande等在光纤表面固定碱性磷酸酶, 制作成光纤传感器对硫磷进行测定。将酶在维生素H共轭的作用下, 在硅烷化的毛细管中固定硅烷化, 对其内部的对硫磷和甲基对硫磷进行测定。S.M.Lee等通过农药能够使得体内的大肠杆菌的发光, 利用DNA重组技术对环境样品中的叠氮化钠、氟乙酸以及残留的除草剂和杀虫剂进行检测。M.S.Ayyagari等通过有机磷, 能够使得碱性磷酸酶的活性得以有效地抑制, 避免大环化合物脱磷酸作用下出现的化学发光原理制成了很多生物传感器, 对体液中的对硫磷和甲基对硫磷进行检测。

3 结语

总而言之, 化学发光技术方法能够有效地检测农药残留情况, 使得目前农药残留检测检出限比较高的问题得到有效地解决, 这种检测方法不仅能够检测样品的表皮, 还能够对其内部组织进行检测, 使得检测的范围以及检测的准确性得到提升, 同时也能够减少色谱检测工作的数量。

化学发光法的灵敏性比较高, 特异性较强, 能够对有害物质进行有效地检测, 当前已经在环境、医疗以及药物等领域得到了广泛的应用。但是这种方法在农药残留领域中的检测应用还没有达到理想的效果, 所以需要政府相关部门以及工作人员加强对农产品质量的关注程度和重视。化学发光技术方法是一种成熟的检测技术, 在农药残留检测中能够很好的应用, 并取得良好的检测效果。

参考文献

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