电化学发光(ECL),是继放射免疫、酶免疫、荧光免疫、化学发光免疫测定以后的新一代标记免疫测定技术。
说新,其实也不新。世界上第一台应用电化学发光免疫技术的全自动免疫分析仪是1996年德国宝灵曼公司推出的Elecsys 2010系统;1998年罗氏公司收购宝灵曼公司,在2001年推出电化学发光免疫模块E 170,在2006年推出电化学发光免疫模块e 601……至今20多年以来,罗氏公司一直致力于电化学发光免疫模块及配套试剂的研发,并且不断地给我们带来惊喜!
神秘的电化学发光,不再神秘啦!让我们揭开她羞答答的面纱。先看看什么是ECL?
所以顾名思义,电化学发光(ECL)是电场参与化学发光所产生的结果,是指通过施加一定的电压进行电化学反应:
体系中电极表面的三丙胺TPA释放电子,进而释放质子成为自由基 TPA*,同时,二价的三联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+ 释放电子成为三价的三联吡啶钌 [Ru(bpy)3]3+。
具有强氧化性的三价的三联吡啶钌 [Ru(bpy)3]3+ 和具有强还原性的三丙胺自由基 TPA*发生氧化还原反应,结果使三价的三联吡啶钌 [Ru(bpy)3]3+ 还原成激发态的二价的三联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+,激发态 [Ru(bpy)3]2+衰变并以释放出波长为 620nm 光子的方式释放能量,而成为基态的 [Ru(bpy)3]2+。
上述化学发光过程后,反应体系中仍存在二价的三联吡啶钌 [Ru(bpy)3]2+ 和三丙胺TPA,使得电极表面的电化学反应过程可以继续进行。这样,整个反应过程可以不断循环,测定信号不断放大,从而使检测灵敏度大大提高,所以 ECL 测定具有高灵敏的特点。
接下来,以双抗体夹心法为例,让我们来分解电化学发光(ECL)过程即原理,分解步骤如下:
1. 试剂/样本加入反应杯
第一抗体标记生物素(与微磁珠结合)
第二抗体标记钌Ruthenium(产生光信号)
2. 两种抗体皆能与靶抗原特异性结合,生成抗原抗体复合物
3. 加入链霉亲和素包被的磁珠
磁珠直径2.8um, 表面凸凹,链霉亲和素包被,与生物素结合,生物素-链霉亲和素特异亲和作用是目前已知的最牢固的非共价生物结合作用。
4. 最终在反应杯里形成磁颗粒连接的抗原抗体复合物
5. 反应杯中的复合物被转移至测量池
测量池中启动磁场,吸附磁颗粒连接的免疫复合物。
加入Procell溶液,去除反应体系杂质并提供三丙胺TPA 。
6. 在测量池电场环境下TPA提供电子,激发钌发出光信号
7. 测量池中的工作电极采集光信号
数字信号转化成浓度,报结果。The end!
七步过程总结,是否让您明确ECL无悬念?
参考资料
1. CC region - CPS好培训项目资料:电化学发光检测技术原理
2. e 411 COBI Version 1.1
内容来源:dialog.roche.com 电化学发光(ECL)检测原理