均相化学发光免疫分析技术的研究进展及其在POCT中的应用前景分析

李阳敏 陈宇宁 刘小花

【摘要】 均相化学发光免疫分析技术由于灵敏度高、信号范围广、检测结果精准、无需洗涤等优点越来越多的受到关注。即时检测（point-of-care testing，POCT）顺应现代医学需求，由于其检测快速、方便携带的优点而得到快速发展，然而检测结果准确率低、重复性差，成为POCT发展的巨大阻碍。本文就均相化学发光免疫分析技术的研究进展及其在POCT上的应用前景进行分析，旨在为该技术的临床应用提供参考依据。

【关键词】 均相化学发光免疫分析技术;研究进展;POCT 应用前景

【中图分类号】 R249        【文献标识码】B     【文章编号】2095-6851（2020）06-132-02

1 均相化学发光免疫分析技术的发展

上世纪90年代中期，美国科学家Ullman等人和美国德灵公司发现了光氧通道免疫分析技术（Luminescent Oxygen Channeling Immunoassay，LOCI），揭示了单线态氧分子能量传递发光原理。1999年，美国PerkinElmer公司获得了开发LOCI技术的专有权并基于该技术建立了AlphaScreen/AlphaLISA（Amplified Luminescent Proximity Homogeneous Assay），用于药物的研究与开发，此外也开发了多款免疫检测试剂盒，用于研究关键的生物学通路和多种疾病状态的生物标志物。2004年，我国在学习国外技术的基础上，对LOCI技术从试剂及设备进行了改进并开发了光激化学发光检测系统（Light initiated chemiluminescence assay， LiCA），广泛应用于多种抗原物质的检测。2018年，包德泉等人在LOCI技术的基础上做了进一步创新，在微球的包被材料及方法做了进一步优化，开发了可以提升单线态氧分子能量的均相化学发光免疫分析技术，其在灵敏度、检测范围、准确率、精密度上均表现出较好的优点。

2 均相化学发光免疫分析技术原理及特点

均相化学发光免疫分析技术（homogeneous chemiluminescence immunoassay ）是基于纳米微球的化学发光、以时间分辨荧光为检测模式的新型免疫学检测技术，以其独特的能量转移机制和化学发光原理可实现均相免清洗，快速，高灵敏和高通量检测。

3 均相化学发光免疫分析技术的应用及其在POCT上的应用前景

3.1 均相化学发光免疫分析技术的应用

均相化学发光免疫分析技术应用广泛，不仅可以在免疫、分子诊断领域对抗原、抗体、核苷酸等进行定量分析，在药物筛选、食品安全检测等方面也扮演着重要的角色。

3.1.1 免疫診断领域

1996年，Ullman等人发现利用LOCI技术可以对临床上的重要分析物（环孢霉素、地高辛、雌二醇、叶酸、茶碱或TSH）等进行定量分析，并且样品用量少、反应时间短、灵敏度高、无需将结合物分离。随后，该技术便被用于多种生物标志物的检测。Poulsen 、Gruson等人的研究表明AlphaScreen技术对预测心力衰竭的NT-proBNP 、血浆胰岛素、纤连蛋白血管紧张素I等生物标志物含量的检测具有较好的检测结果，其检测时间短、样本用量少、检测范围广且检测结果精准。赵卫国等人也基于LICA技术原理开发出来的试剂对肌红蛋白、甲胎蛋白、心肌肌钙蛋白等的含量进行了检测，均表现出较好的灵敏度、准确度及精密度。目前，该技术已用于心肌标志物、肿瘤标志物、甲状腺激素、乙肝病毒抗原抗体、干扰素抗体、人胰岛素等的检测。此外，LOCI技术也被应用到了食品过敏反应的分子解析诊断中，Yan等人的研究表明LOCI技术为精确测定血清中的IgE含量的优良方法。

3.1.2 分子诊断领域

1999年，Patel 等人将LOCI技术与PCR扩增相结合，将寡脱氧核苷酸与乳胶微粒结合，通过连接探针与不同的DNA靶标杂交，从而实现了对DNA进行定量分析。SNP遍布于人类基因组中，SNP位点的发掘对于疾病的诊断和治疗具有重要意义，Beaudet等将LOCI技术与等位基因特异性扩增和等位基因特异性杂交结合后，建立了单核苷酸多态性分析平台，可对基因组DNA每个基因型进行精确定量，该技术灵敏度较高，大大减少了基因分型所需要的试剂及DNA样本量，为实现高通量基因分型检测提供了可行性。

3.1.3 药物筛选

激酶是高通量药物筛选中最重要的靶点之一，激酶抑制剂对治疗炎症性疾病、免疫紊乱和癌症具有重要作用。Greg等人的研究表明AlphaScreen技术可以较好的用于激酶定量检测以及激酶抑制剂等药物的高通量筛选。LOCI技术在细胞生物学领域用于测定信号转导分子的含量，Niebel等人发现可以检测G蛋白开关的激活状态：定量测定细胞裂解物中活化的GTPases，为确定不同的GTPases在不同生物学环境中的激活状态提供指导。Wang等人对cAMP浓度检测研究发现，无需腺苷酸环化酶激活剂的刺激也能检测到细胞中微量的cAMP的浓度，为药物的发现和信号转导研究提供了技术指导。

3.2 均相化学发光免疫分析技术在POCT上的应用前景

随着人类对健康要求的提高，检验医学面临越来越多的挑战，要求更快的检验结果、更低的检测成本、更便携的检测设备。操作简单、携带方便、检测快速、可以由非检验专业人员操作且就近患者实施检测的POCT应运而生。2017年底，国家卫生计生委、国家中医药管理局发布的《关于印发进一步改善医疗服务行动计划（2018-2020年）的通知》中提出在地级市和县的区域内，建立胸痛中心、卒中中心、创伤中心、危重孕产妇救治中心、危重儿童和新生儿救治中心，这五大中心的建立均为在危急状态下进行救治，周转时间的缩短异为重要，POCT为五大中心提供了优良的选择。然而，POCT自诞生以来，对于其检测结果仅仅设置最低标准，检测结果准确率往往与临床检验存在一定误差，结果不稳定，限制了POCT的进一步发展。

均相化学发光免疫分析技术以其独特的优势广泛应用于生物、医学等领域，然而目前基于均相化学发光免疫分析技术研发用于检测的仪器均为大型仪器，体积庞大，占地面积较广，不能随身携带至诊疗现场，使技术的应用场景受到了极大的限制，所以仪器的微型化将是LOCI技术未来的发展方向。

4 结束语

随着医学水平的提高，对于临床检测的结果要求也越来越高，只有高度精准化的设备才能适应未来的需求。均相化学法技术作为化学发光技术中的新型技术，以其独特的原理实现了彻底免洗，同时也实现了检测结果的精准，这在免疫分析方法上是一重大革新，然而该技术只能应用于大型仪器，使得应用场景受到了限制，作为体外诊断细分领域之一的POCT发展的困境使得该技术成为理想选择，二者相辅相成。

二十一世纪，科学技术得到飞速发展，随着信息化、智能化时代的到来，分析技术将融入更多的先进科技。均相化学发光免疫技术作为一种先进技术与生物化学、免疫学、光电子学、人工智能、大数据、云计算等各领域的先进技术的结合将是进一步发展的必然要求，未来将形成智能化的自动化系统，实现检测精密自动化，通过网络化、个性化的智慧信息数据给患者进行个性化的检测分析，可以达到精准治疗，互联网、人工智能技术的融合，通过云端第一时间拿到检测结果，可以实现快速诊断和治疗。

参考文献：

[1] 王兰兰. 化学发光免疫分析技术简介与应用进展[C]. 全國临床免疫检验研讨会暨全国临床免疫学术会议. 2009.

[2] 程治军，史玲玲. 化学发光免疫分析在临床检验中的应用价值探讨[J].中国疗养医学. 2018， 27（07）： 758-760.

[3] 高云朝，赵卫国. 光激化学发光法检测甲胎蛋白实验性能评价[J].检验医学.2009， 24（8）： 578-581.

[4] Plebani M. Does POCT reduce the risk of error in laboratory testing？[J]. Clinica Chimica Acta. 2009， 404（1）： 59-64.

[5] Goldsmith B M. New POCT （point-of-care testing） guide establishes testing uniformity[J]. Mlo Medical Laboratory Observer. 1995， 27（8）： 50.

[6] Ullman E F， Kirakossian H， Singh S， et al. Luminescent oxygen channeling immunoassay： measurement of particle binding kinetics by chemiluminescence[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1994， 91（12）： 5426-5430.