行业干货（五）：深度解读化学发光领域的方方面面

莺歌燕舞

作者：知乎
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导读：化学发光，IVD行业资本追捧的关键词。今天我们从专业的角度就化学发光的方方面面进行分享。化学发光相关专题及行业干货栏目，请查看文末总结！销售和市场方面更深入的学习可以进入体外诊断学院进行课程进阶！

01
免疫检测发展历程
60年代，使用的是放射免疫检测，优点：成本低、灵敏度高，但缺点很明显，存在放射性污染、有效期短、操作复杂。
70年代，出现胶体金技术，虽然操作简单快速，然而，灵敏度低这一问题，始终无法解决，这也是技术本身决定的
80年代，出现了酶联免疫法和时间分辨法，比如以上海科华为代表的。国产企业研发的，酶联免疫技术检测产品，成本低且性质稳定，这也是为什么到目前为止，该方法学一直沿用至今，而其灵敏度和精确度问题，也决定了他从此不能担当大任。而时间分辨法虽然一定程度上解决了灵敏度问题，而更多的缺点也暴露出来了，操作复杂，成本高，反应时间长，然而在化学发光还没有问世之前，比如以上海新波为代表的，时间分辨方法学为主的国产企业慢慢发展了起来。如今上海新波也早就被PE完成了战略收购。
90年代，化学发光开始问世，虽然在国内的推广经历了很长的过程，随着21世纪的到来，在国外技术的影响下，化学发光开始不断发展，尤其是2010年以后，化学发光逐步开始了大面积的，时间分辨方法学替换进程，如今在免疫检测市场，无疑化学发光是独树一帜，引领免疫检测市场，成为免疫诊断主流技术。

02
化学发光检测原理
关于化学发光检测原理，化学发光标记免疫分析又称化学发光免疫分析,是用化学发光剂直接标记抗原或抗体的免疫分析仪器。化学发光免疫分析仪包含两个部分，即免疫反应系统和化学发光分析系统。化学发光分析系统是利用化学发光物质经催化剂的催化和氧化剂的氧化，形成一个激发态的中间体，当这种激发态中间体，回到稳定的基态时，同时发射出光子,我们可以联想以下萤火虫，一闪一闪的，就是生物化学反应后发出的的光信号，而化学发光的原理也是类似的，无非是原理不同，但道理是一样的
当光子发出后，化学发光免疫分析仪器中核心探测器件也就是光电倍增管，由单光子检测并传输至放大器，并加高压电流放大，放大器将模拟电流转化为数字电流，数字电流将发光信号由R232数据线传输给电脑并加以计算，得出临床结果。
而免疫反应系统是将发光物质直接标记在抗原（化学发光免疫分析） 或抗体（免疫化学发光分析）上或酶作用于发光底物。
而关于免疫反应体系这里必须讲清楚，抗原抗体反应，这个里面是有未知和已知的关系，如果待测物是测抗原，则抗体是已经知道的，如果待测物是测抗体那抗原是已知的。而前面已经讲了化学发光现象，简单的讲就是光信号的强度和待测物浓度是成一定正比关系的，或者是可以通过，相关关系式换算出来的。当然大家也应该知道，任何免疫分析技术都离不开抗原抗体反应的。然而，只是单纯的抗原抗体显色反应，是没法知道待测物浓度，就像最早的酶联免疫技术，只能定性的知道阴性和阳性，不能进行定量分析。因为缺少一个换算浓度的关系式，而反过来说，需要有这个关系式，那就必须依靠某种方法学，通过一个中间体，产生这种关系式。
其实关于原理部分，我们清楚就行，不需要过于沉浸于基础知识之中。最重要的的还是了解自己公司的产品。

03
化学发光的技术分类
技术分类是根据发光体系也就是发光剂的不同进行分类，可分为：间接化学发光、电化学发光、直接化学发光、光激化学发光。今天我们主要讲讲前三类目前主流的发光技术。
一、关于间接化学发光或者说酶促化学发光
·他是用参与催化某一化学发光反应的酶如辣根过氧化物酶（HRP)或碱性磷酸酶（ALP)来标记抗原或抗体，在与待测标本中相应的抗原（或抗体）发生免疫反应后，形成固相包被抗体-待测抗原-酶标记抗体复合物，经洗涤后，加入底物（也就是发光剂）,酶催化和分解底物发光，由光量子阅读系统接收，光电倍增管将光信号转变为电信号并加以放大，再把它们传送至计算机数据处理系统，计算出测定物的浓度。
优势：发光过程中作为标记物的酶基本不被消耗，发光信号强而稳定，且发光时间较长；检测方式简单、成本较低。
关于间接化学发光，我们要明白以下三点：1、是用酶进行标记抗原或抗体；2、标记复合物反应过程中加入底物也就是发光剂后，经催化和分解产生发光；3、光信号转化为电信号，并由计算机进行处理和换算得到实验结果。代表厂家：贝克曼、迈瑞、西门子、安图等。
二、关于直接化学发光
它是用吖碇酯等直接标记抗体（或抗原）,与待测标本中相应的抗原（或抗体）发生免疫反应后，形成固相包被抗体-待测抗原-吖碇酯标记抗体复合物，这时只需加入氧化剂过氧化氢和氢氧化钠形成碱性环境，吖碇酯在不需要催化剂的情况下分解、发光。
优势：试剂稳定性好，易于保存；标记物为小分子，对标记的抗原/抗体的空间位点几乎不造成影响；本底低，灵敏度好，结果稳定。代表厂家：雅培、新产业、索灵等。
关于直接化学发光，我们需要明白以下三点：1、用压吖啶酯等标记物标记抗原或抗体；2标记复合物反应过程中加入氧化剂过氧化氢和氢氧化钠形成碱性环境进行分解和发光。；3、光信号转化为电信号，并由计算机进行处理和换算得到实验结果。
三、电化学发光
是以电化学发光剂三联砒锭钌标记抗体(或抗原),以三丙胺(TPA)为电子供体,在电场中因电子转移而发生特异性化学发光反应,它包括电化学和化学发光两个过程。
优势:可控的反应体系快速检测时间高精密度和高灵敏度宽广的检测范围
关于以罗氏为代表的电化学发光，我们需要明白以下三点：1、用电化学发光剂标记抗原或抗体；2、电化学反应过程中因电子产生转移而出现化学发光；3、光信号转化为电信号，并由计算机进行处理和换算得到实验结果。
以上就是我们化学发光的三种主流化学发光反应方法学介绍

04
化学发光的临床应用
接下来我们来讲讲化学发光临床应用的诊断领域。主要从疾病分类和对应的疾病细分人群进行讲解
一、性腺类疾病
主要针对男女性不孕、女性闭经、预测排卵、孕检、多囊卵巢综合征、男性性功能
二、甲状腺类疾病
主要针对对甲亢、甲减、自身免疫性甲状腺疾病的诊断的患者；新生儿甲减检查的人群
三、糖代谢类疾病
一型和二型糖尿病的诊断及监测、妊娠期高血压检测的人群
四、贫血类疾病
主要用于贫血的诊断及缘由判断的人群
五、肝炎病毒类
主要针对乙肝、丙肝病毒感染检测、治疗监测的患者
六、优生优育类疾病
主要针对优生优育，孕前或孕早期检查，产前感染的鉴别诊断的人群
七、肾功能类疾病
主要用于肾脏疾病的诊断、肾脏功能监测的人群
八、骨代谢类疾病
主要针对高低钙血症、骨损伤后骨质合成、骨质疏松的患者；VD的骨外应用方面：心血管系统疾病、糖尿病、肿瘤、免疫系统产前筛查唐氏综合症和神经管缺陷的产前筛查的人群
九、肝纤维化类
主要针对肝纤维化病变的诊断及监测的患者
十、肿瘤标志物类
用于肝癌、结直肠癌、肤腺病、胃癌、食道癌、肺癌、乳腺病、卵巢癌、子宫病、前列腺增生或乳腺癌等筛选、诊断、术后肿瘤标记监测的患者
十一、免疫球蛋白类
用于类风温性关节炎、风湿性关节炎的鉴别、过敏性疾病及一些免疫性疾病检测的患者
十二、药物监测类
用于器官移植的排斥反应监测，指导用药，提高器官移植的成功率的患者
十三、心血管及心肌标记物类
用于心肌梗死/损伤、心力衰调、肺栓塞、深静脉血栓、心脏病、高血压的诊断患者
十四、炎症监测类
用于败血症、脓毒症、细菌性和病毒性感染鉴别、抗生素应用指导的患者
十五、EB病毒类
主要用于鼻咽癌的筛查，诊断及治疗监测的患者
十六、其他内分泌激素类
如巨人症、缓小症、皮质醇增多症、肾上腺功能不全；衰老、前列腺增生、胃上腺肿瘤，多囊卵巢合症的患者
通过以上讲解我们可以知道化学发光广泛应用于医院内诊断领域，检测内容涵盖肿瘤标志物、心脏标志物、甲状腺、胰岛素、糖尿病、感染性疾病、细胞因子、激素、过敏反应和治疗药物浓度监测等。

05
全国化学发光厂家拆解
目前国内化学发光市场主要由我们常说的四大家垄断，即雅培、罗氏、贝克曼、西门子等。近10年来，以新产业为首，国内涌现出一大批化学发光厂家，向进口厂家发起了冲击。中国市场估计有接近一百家化学发光厂家，并且依然不断有新的玩家进入该市场。

从现在的市场环境来看，竞争已经进入白热化阶段，早期的厂家基本上已经完成了仪器的开发以及市场布局，但是迈瑞、安图、万泰、新产业、迈克等厂家依然在不遗余力的在试剂升级上进行投入。同时推出生化免疫级联、生化免疫流水线作为储备力量，最终目的是完成进口替代。作为医院检验科的重器，化学发光承担着大部分检验科的检验筛查，因此其核心竞争力就在于试剂和仪器的质量。那么，在这样一场厮杀当中，谁能够突出重围呢？我们拭目以待。




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