一、概念
電化學發光免疫測定(Electrochemiluminescence immunoassay,ECLI)。
ECLI 是繼放射免疫、酶免疫、熒光免疫、化學發光免疫測定以後的新一代標記免疫測定技術。電化學發光法源於(yu) 電化學法和化學發光法,而 ECLI 是電化學發光(ECL)和免疫測定相結合的產(chan) 物,是一種在電極表麵由電化學引發的特異性化學發光反應,包括了電化學和化學發光二個(ge) 過程。
ECL 不僅(jin) 可以應用於(yu) 所有的免疫測定,而且還可用於(yu) DNA/RNA探針檢測。
二、反應底物
ECL 反應底物有兩(liang) 種:
·三氯聯吡啶釕[Ru(bpy)3]2+絡合物:
釕(Ruthenium, Ru),原子序數44,原子量101.07。元素名來自拉丁文,原意是"俄羅斯"。1827年俄國化學家奧讚在鉑礦中發現釕;1844年俄國化學家克勞斯肯定它是一種新元素。釕在地殼中的含量約為(wei) 十億(yi) 分之一,是鉑係元素中含量zui少的一個(ge) 。釕常與(yu) 其它鉑係元素一起分散於(yu) 衝(chong) 積礦床和砂積礦床中。釕有7種天然穩定同位素:釕96、98、99、100、101、102、104。
釕為(wei) 銀白色金屬,熔點2310℃,沸點3900℃,密度12.37×103/m3。
釕的化學性質不活潑,在空氣和潮濕環境中穩定;不溶於(yu) 酸和王水,溶於(yu) 熔融的強堿、碳酸鹽等;加熱到900℃,時能與(yu) 氧反應;加熱時能與(yu) 氟、氯、溴反應;釕有形成配位化合物的強烈傾(qing) 向,還有良好的催化性能。
釕是鉑和鈀的有效硬化劑;金屬鈦中加入0.1%的釕就可大大提高耐腐蝕性;釕鉬合金是一種超導體(ti) ;含釕的催化劑多用於(yu) 石油化工。
·三丙胺(Tripropylamine,TPA):
結構式:
三、電化學發光反應原理
電化學反應過程:在工作電極上(陽極)加一定的電壓能量作用下,二價(jia) 的三氯聯吡啶釕 [Ru(bpy)3]2+ 釋放電子發生氧化反應而成為(wei) 三價(jia) 的三氯聯吡啶釕 [Ru(bpy)3]3+,同時,電極表麵的TPA也釋放電子發生氧化反應而成為(wei) 陽離子自由基 TPA+ ,並迅速自發脫去一個(ge) 質子而形成三丙胺自由基 TPA·,這樣,在反應體(ti) 係中就存在具有強氧化性的三價(jia) 的三氯聯吡啶釕 [Ru(bpy)3]3+ 和具有強還原性的三丙胺自由基 TPA·。
化學發光過程:具有強氧化性的三價(jia) 的三氯聯吡啶釕 [Ru(bpy)3]3+ 和具有強還原性的三丙胺自由基 TPA· 發生氧化還原反應,結果使三價(jia) 的三氯聯吡啶釕 [Ru(bpy)3]3+ 還原成激發態的二價(jia) 的三氯聯吡啶釕 [Ru(bpy)3]2+,其能量來源於(yu) 三價(jia) 的三氯聯吡啶釕 [Ru(bpy)3]3+ 與(yu) 三丙胺自由基 TPA· 之間的電勢差,激發態 [Ru(bpy)3]2+ 以熒光機製衰變並以釋放出一個(ge) 波長為(wei) 62Onm 光子的方式釋放能量,而成為(wei) 基態的 [Ru(bpy)3]2+。
循環過程:上述化學發光過程後,反應體(ti) 係中仍存在二價(jia) 的三氯聯吡啶釕 [Ru(bpy)3]2+ 和三丙胺(TPA),使得電極表麵的電化學反應和化學發光過程可以繼續進行,這樣,整個(ge) 反應過程可以循環進行。
通過上述的循環過程,測定信號不斷的放大,從(cong) 而使檢測靈敏度大大提高,所以 ECL 測定具有高靈敏的特點。
四、電化學發光免疫原理
上述的電化學發光過程產(chan) 生的光信號的強度與(yu) 二價(jia) 的三氯聯吡啶釕 [Ru(bpy)3]2+ 的濃度成線性關(guan) 係。
將二價(jia) 的三氯聯吡啶釕 [Ru(bpy)3]2+ 與(yu) 免疫反應體(ti) 係中的一種物質結合,經免疫反應、分離後,檢測免疫反應體(ti) 係中剩餘(yu) 二價(jia) 的三氯聯吡啶釕 [Ru(bpy)3]2+ 經上述過程後所發出的光,即可得知待檢物的濃度。