化学发光原理及应用1.ppt

化学发光原理及其应用化学发光原理及其应用 主要内容 n化学发光基本原理 n化学发光的分类 n化学发光法的临床应用 n化学发光免疫测定的特点 Part I. 化学发光基本原理 一、化学发光原理一、化学发光原理：伴随化学反应的光发射现象：伴随化学反应的光发射现象 某些物质在进行化学反应过程中，由于吸收了反应产生 的化学能而被激发，从激发态返回基态时，发射出一定波长 的光，这种吸收化学能使分子发光的过程称为化学发光 (chemiluminescence) 。 化学发光反应存在于生物体(萤火虫、海洋发光生物)中 ，称生物发光(bioluminescence)。 生物发光的本质是化学发光生物发光的本质是化学发光 § § 18771877年年 洛粉碱洛粉碱CLCL § § 19051905年年 洛粉碱类似物洛粉碱类似物 § § 19281928年年 鲁米诺鲁米诺 § § 19351935年年 光泽精光泽精 发现许多有机反应可产生发现许多有机反应可产生CLCL 生物体化学发光现象的研究起源于古代，但生物体化学发光现象的研究起源于古代，但 是，直到十九世纪末，这种现象与简单的有机反是，直到十九世纪末，这种现象与简单的有机反 应相联系才得到解释。应相联系才得到解释。 二、化学发光反应发生的条件二、化学发光反应发生的条件 ØØ化学反应是放热反应。化学反应是放热反应。 ØØ必须存在形成电子激发态的通道。必须存在形成电子激发态的通道。 ØØ激发态分子必须以辐射光子的形式回到激发态分子必须以辐射光子的形式回到 基态基态, , 或将能量传递给荧光分子。或将能量传递给荧光分子。 能量，通道，荧光物质 北京源德化学发光分析仪 MAGLUMI 化学发光分析仪 Part Part . .化学发光的分类 n按化学反应类型可分为：酶促化学发光和 非酶促化学发光两类 n按发光持续时间可分为：闪光和辉光两类 Part III. Part III. 化学发光法的临床应用化学发光法的临床应用 Ø 甲状腺功能的免疫分析 Ø 糖代谢紊乱的免疫分析 Ø 常见肿瘤标志物及其免疫分析 Ø 常见传染性疾病的免疫检测 n病毒性肝炎 nHIV感染 n严重急性呼吸综合征（SARS) Ø其他免疫检测项目 甲状腺功能的免疫分析 n甲状腺机能的常见评价指标及其临床 意义 1.甲状腺机能亢进 2.甲状腺功能减退 3.低T3和低T3、T4综合征 一、甲状腺机能亢进 1972年提出T3型甲亢的诊断标准： 1.甲亢的症状和体征，常无突眼征，但心血管症状较明显 ； 2.血清TT4、FT4值正常； 3.TT3、FT3值升高； T3型甲亢在临床上并非罕见，特别是缺碘地区患功能自 主性腺瘤的部分患者，或用T3治疗后出现的碘甲亢，目前 认为T3型甲亢不能算作一种独立疾病，因为发现T3型甲亢 病人中有一部分虽然TT3升高但FT3正常或低于正常，因 此改称高T3综合征为妥。 T4型甲亢，即T4毒症患者血清T3、FT3浓度正常；而T4 、FT4浓度升高。TSH值为正常低值或低于正常，并伴甲 亢临床症状。 二、甲状腺功能减退 n甲减为甲状腺激素分泌不足引起的代谢性疾病。 临床上分为原发性甲减，又称魏甲状腺性甲减； 以及继发性甲减，又称垂体-下丘脑甲减两类。血 循环中甲状腺激素浓度的测定在诊断甲减方面， TSH和FT3、FT4是灵敏的诊断指标，明显优于总 甲状腺激素，如TT3、TT4等。其价值依次为 TSH= FT4TT4FT3TT3. 三、低T3和低T3、T4综合征 n低T3综合征是一种由于非甲状腺疾病 造成的甲状 腺激素异常，其发生与机体的代谢状态，基础疾 病的性质和严重程度以及外来因素，如用药等有 关。代谢状态差、基础病情加重时其发生率随之 增高；当病情好转、机体健康状况趋于正常时， 低T3状态可自行消失。 四、其他与甲状腺疾病有关的免疫 学指标 n抗甲状腺球蛋白抗体（TGAb） 多见于桥本氏甲状腺炎、自身免疫性甲状 腺疾病、原发性甲状腺功能减退、甲状腺 功能亢进患者等。 n抗甲状腺微粒体抗体（TMAb） 多见于桥本氏甲状腺炎、自身免疫性甲状 腺疾病、原发性甲状腺功能亢进、原发性 甲状腺功能减退。 小结 n综上所述，若对甲状腺功能 指标进行全面 评价，则上述各项指标对甲亢的诊断价值 依次为FT3FT4TT3TT4；各项指标对甲 减的诊断价值依次为 FT4=TSHTT4FT3TT3 二、糖尿病的免疫学检测 以下是临床上常见的有关糖代谢紊乱的免 疫分析指标： 1. C肽 2.胰岛素 3.胰岛素抗体 4.谷氨酸脱羧酶抗体（GAD-Ab） 5.胰高血糖素 C肽 C肽测定用于了解II型糖尿病人是否需要胰岛素治疗，如 果C肽水平较低，葡萄糖刺激反应差，则表示表明立即或 最终需要胰岛素治疗，也可用于评价糖尿病酮症酸中毒病 人的胰岛功能。C肽的另一个重要的临床用途是各种低血 糖病因的鉴别。C肽水平升高科见于轻型糖尿病患者，常 见空腹血糖升高不多者C肽大多高于正常。胰岛素瘤患者 ，如血中存在胰岛素抗体，血清C肽大都增高。胰腺肿瘤 患者行胰腺切除后，如血清C肽仍可测出，提示手术未能 全部切除胰腺组织。如果手术后一度阴性，后又称为阳性 ，提示肿瘤复发或转移。 在肝硬化时，血浆胰岛素有升高趋势，其原因在于肝脏摄 取和降解胰岛素减少；但空腹血糖正常。 胰岛素 胰岛素在糖尿病的分型和诊断中意义重大，其中 I 型又称胰岛素依赖型糖尿病（IDDM），空腹血浆 胰岛素较低，口服葡糖糖试验（OGTT)或馒头餐 后上升及下降极缓慢，甚至无任何变化，说明其 胰岛细胞功能极差。II型又称非胰岛素依赖型糖 尿病（NIDDM），包括需胰岛素治疗和不需胰岛 素治疗两类，其特点为空腹高胰岛素血症；OGTT 后胰岛素释放延迟，高峰后移，但总释放量不低 ，约12%的病人呈低反应或延迟反应说明II型糖 尿病和I型糖尿病有本质的区别。 另外胰岛素对肝病、胰岛素瘤、甲状腺功能亢进 的诊断也有一定的意义。 常见肿瘤标志物及其检测 n胚胎性肿瘤标志物 n含糖物质类标志物 n酶类标志物 n激素类标志物 胚胎性肿瘤标志物 n这一类肿瘤标志物是 指那些原本只能在胎 盘期出现，但在机体 发生肿瘤时，其基因 表达被再度激活，从 而重新再成年个体出 现的蛋白，其常见的 检测标志如下： 标志名称生化本 质 相关肿瘤的组织 细胞来源 甲肽蛋白糖蛋白 肝细胞、胚细胞 癌胚铁蛋白 糖蛋白 肝 癌胚抗原糖蛋白 结肠 、直肠、胰 腺、肺、乳腺 胰癌胚抗原糖蛋白 胰腺 鳞状细胞 抗原 糖蛋白 肺、皮肤、头和 颈部 组织 多肽 抗原 细胞 角蛋白 乳腺、结肠 CEA n原发性结肠癌，患者CEA升高者占45-90%. n胰腺癌、胆管癌、胃癌、食道癌、肺癌、乳腺癌和泌尿系 肿瘤，阳性率50-70%。 n结肠癌患者手术切除后1-3周内血中CEA水平可降至正常水 平。如术后CEA持续阳性，说明手术切除不完全或癌肿发 生转移，提示病人预后较差或者有复发的可能。 n良性肿瘤、炎症和退行性疾病，如结肠息肉、溃疡性结肠 炎、胰腺炎盒酒精性肝硬变病人CEA也有部分升高，但远 远低于恶性肿瘤，一般小于20g/L.所以测定CEA可作为良 性与恶性肿瘤的鉴别诊断依据。 n吸烟也可能导致CEA升高。 AFP n原发性肝癌：AFP作为原发性肝癌重要指标之一 ，特异性强，灵敏度高。因此AFP为十分有价值 的临床检查及普查项目，阳性率达90%。血清含 量大于400g/L作为原发性肝癌的诊断阈值。 n孕妇血清AFP与胎儿状态 当胎儿患低氧症、宫内死亡、遗传缺陷、先天性 神经管畸形、无脑儿、脊柱裂等，母体血清AFP 异常增高。 n其他肿瘤 有报道指出，68%-92%卵黄囊肿瘤患 者血清AFP上升 含糖物质类标志物 nCA125 是上皮性卵巢癌和子宫内膜癌的标志物 nCA153 存在于多种腺癌内，如乳腺癌、肺癌、肺胰癌及 卵巢癌等，是检测乳腺癌比较重要的抗原 nCA199 通常作为胰腺癌和结、直肠癌的标志物 nCA50 是胰腺和结、直肠癌的标志物 nCA72-4 其检测结果与CEA有互补作用，可用于检测原发 性乳癌、胃癌、直结肠癌以及卵巢癌患者残余肿瘤细胞， 可与CA-125联合用于卵巢肿瘤的诊断及复发检测，可与 CA-199联合应用于胃癌的诊断以提高阳性率，也可用于胃 癌术后监测早期复发。 nCA242 可用于胃肠道恶性肿瘤病人的治疗监控和复发检 测。 酶类标志物 n前列腺特异性抗原 PSA是前列腺癌的特 异性标志物，也是目前少数几个器官特异 性肿瘤标志物之一。前列腺癌是男性泌尿 系统的主要囊性肿瘤，血清PSA定量测定的 阳性临界值大于10g/L,此时前列腺癌的诊 断特异性达90-97%。 n神经元特异性烯醇化酶（NSE） 对小细胞 肺癌的诊断，鉴别诊断、病情判断及疗效 的估计都有实际的意义。 激素类标志物 n降钙素 ：（1）甲状腺髓样癌 此种癌起源于甲状 腺滤泡旁细胞，可产生多种生物活性物质，其中 以降钙素为主，患者血清降钙素水平高于正常数 十到数百倍。（2）肺小细胞癌 n人绒毛膜促性腺激素（HCG） HCG测定对葡萄胎、绒癌的诊断和化疗后的疗效观 察，以及葡萄胎终止后的随访有重大意义，一般 而言，良性葡萄胎、恶性葡萄胎、绒癌治疗前 HCG均增高，其升高顺序为：绒癌恶性葡萄胎 良性葡萄胎。 常见传染性疾病的免疫检测 n病毒性肝炎 nHIV感染及艾滋病（AIDS） n严重急性呼吸综合征 病毒性肝炎 n甲型病毒性肝炎 通过粪-口途径传播引起的急性 传染性肝炎，目前尚未发现有慢性病例。 n乙型病毒性肝炎 是由乙型肝炎病毒（HBV）引起 的肝脏炎性损害，是我国当前流行最广泛、危害 最严重的一种转染病。乙肝常见免疫学指标有：A 、潜伏期,HBsAg阳性或伴有乙肝病毒脱氧核糖核 酸聚合酶(HBVDNAP)和HBsAg阳性。B、急性期， HBsAg，HBeAg,HBcAg,HBV-DNA, HBVDNAP，前 S蛋白均可阳性。 乙肝定量检测的方法及其优点 a. 检测方法：目前有时间分辨，荧光定量PCR定量检测，化学发光法。 由于乙肝病毒容易发生变异，再加上乙肝定性实验的局限性，会出现 假阴性结果，导致不能及时发现乙肝的感染，也就不能及时的得到治 疗，对医护人员和其他的患者也存在被传染的威胁。乙肝五项定量检 测目前最先进的化学发光法，避免了假阴性和漏检的问题，而且准确 ，尤其对乙肝病人的疗效观察提供了依据，这是检验发展的趋势。 n乙肝五项定量检测的独特优点： 一、对于乙肝患者而言： 1、通过定 量检测乙肝标志物，能直观地显示体内五项指标的具体情况，不再是 简单的“阴性”和“阳性”，有利于动态观察病情，为选择治疗方案提供 重要依据； 2、定量检测方法更灵敏，能测出低水平复制的样本，特 别是“窗口期”的感染者，定量检测法可以有效检出，能减少漏诊； 3 、定量检测的测定范围更宽，定性检测时候，高浓度的乙肝表面抗原 样本需要稀释，否则会有假阴性出现，但是，定量检测能有效检出高 浓度的乙肝表面抗原样本。 二、对正常体检者而言： 1、可反映HBV -抗体的浓度变化，有利于对机体免疫状况进行评估，对注射乙肝疫 苗有指导意义。 几种常见的乙肝模式 HBsAgHBsAbHBeAgHBeAbHBcAb临床意义 1+-+-+急性期、慢性期、有较强传染性，俗称“大三阳” 2+-+急性或慢性期，传染性较强 3+-+恢复期，传染性弱，长期持续易癌变，俗称“小 三阳” 4-+-+既往感染。仍有免疫力，非典型恢复期 5-+既往感染，急性乙型肝炎恢复期，基本无产燃性 （少数仍有传染性） 6-+急性窗口期，既往过后康复期 7-+-注射乙肝疫苗后，乙肝感染后已康复，有免疫力 8-+-+急性感染期后康复期，既往感染，具有免疫力 9-未感染过乙肝 几种少见模式 HBsAgHBsAbHBeAgHBeAbHBcAb临床意义 1+-急性HBV感染早期，慢性携带者，传染性弱 2+-+-慢性期，传染性弱 3+-+-早期HBV感染者或慢性携带者活动期，传染性 强 4+-+急性感染，趋向恢复，慢性乙肝携带者 5+-亚临床型乙肝感染早期，不同亚型乙肝二次感 染 6+-+亚临床型乙肝感染早期，不同亚型乙肝二次感 染 7+-+-亚临床型或非典型肺炎 8+-+亚临床型感染或非典型性感染早期 9-+-非典型性急性感染 10-+-+非典型性急性感染 11-+急性乙肝感染中期 12-+-+-乙肝感染已恢复 13-+-非典型性或亚临床型乙肝感染 14-+-+非典型性或亚临床型乙肝感染 病毒性肝炎 n丙型病毒性肝炎 是由丙型肝炎即HCV感染 所致。其传播途径与乙肝类似，主要包括 血液传播、性接触传播、母婴传播、日常 生活接触等。 其他检测项目 n临床常见药物的浓度检测 1.抗心甙类：西地兰、地高辛、洋地黄毒等； 2.抗癫痫药：苯妥英、苯巴比妥、酰胺咪嗪、乙琥胺等； 3.三环类抗抑郁药：丙咪嗪、去甲丙咪嗪、去甲替林、阿米替林、多虑平等； 4.茶碱：氨茶碱； 5.抗心律失常药； 6.氨基甙类抗生素：链霉素、庆大霉素、卡那霉素、丁胺卡那霉素； 7.环孢素A。 n肾上腺激素：儿茶酚胺类激素等 n性激素测定：促黄体生成素、卵泡刺激素、垂体泌乳素、睾酮、孕酮、雌二 醇。 n内分泌免疫分析：腺垂体激素、生长激素、促肾上腺皮质激素等。 Part Part . .化学发光免疫检测的特点化学发光免疫检测的特点 n敏感度高，甚至超过RIA n精密度和准确性均可与RIA相比 n试剂稳定，无毒害 n测定耗时短 n发展成自动化系统 n有专家做过试验，用化学发光法和放射免疫法同 时测定60例甲胎蛋白（AFP）含量，结果表明， 两种方法的相关性良好（=0.995），但化学发 光免疫法的精密度和准确性均优于放射免疫法。 另外，化学发光免疫技术具有发光检测的高度敏 感性，又具有免疫分析的高度特异性，化学发光 试剂作为标记物进行定量检测，其试剂具有稳定 性高和无毒性等优点，可缩短测定时间，能满足 临床的要求，化学发光标记物已广泛用于抗原、 半抗原、抗体的检测。 n免疫学技术的迅速发展对精密度的要求越来越高 ，一般的酶免技术已逐渐无法适应形势需求。发 光免疫技术70年以来得到快速发展，国际上已实 现商品化，可以分为化学发光、电化学发光等。 谢谢！