第一节 化学发光免疫分析技术概述

免疫学是生命科学和医学中一门重要的基础和前沿学科，以免疫学理论和原理为基础的免疫学检验在临床疾病的预防、诊断、治疗及预后评估中发挥重要作用。免疫学检验是依据抗原与抗体特异性反应原理，借助于各种敏感的标记、示踪(放射性核素、荧光素、酶、镧系元素、发光物质、胶体金等)技术，特异地对患者体液中的免疫分子、微生物成分以及生物化学成分进行分析，通过检测各种生理和病理的免疫学指标，进行疾病的诊断、疗效的评估和预后判断。

近年来，随着生物高新技术和检验医学的交叉融合，许多高端的、自动化程度高的新型免疫检验设备相继被引进临床检验领域，极大的推进了免疫学检验的发展，如全自动荧光免疫分析仪、酶联免疫分析仪、化学发光免疫分析仪等。这些新型免疫学分析设备大大增加了分析指标的灵敏度和特异性，也显著提高了检测准确性和工作效率，尤其是全自动化学发光免疫分析仪，已成为目前临床检验中应用最广泛、发展最活跃的检验设备。

化学发光免疫分析技术 (chemiluminescence immunoassay, CLIA) 起步于20世纪80年代初，快速发展于20世纪90年代，成为继荧光免疫技术、放射免疫技术及酶联免疫技术后发展的一项新兴免疫检测技术。化学发光免疫分析技术是利用化学反应释放的自由能激发中间体，使其从激发态回到基态，当中间体从激发态回到基态时释放等能级的光子，再对光子进行测定而进行的定量分析技术。化学发光免疫分析技术主要具有灵敏度高、特异性强、试剂稳定性好且有效期长、检测线性范围宽、操作简单、方法稳定快速、检测项目多、自动化程度高等优点，该技术已成为目前免疫分析技术的主流方法，广泛应用于临床检验的各个领域。

化学发光分析是利用化学发光反应的发光现象,对化学发光物质由激发态跃迁回基态时发出的光信号进行测量的一种分析方法。根据免疫标记物不同，化学发光分析种类大致分为以下三类：

一、直接化学发光免疫分析

直接化学发光，其特点是采用吖啶酯（图2-1）、异鲁米诺衍生物ABEI（图2-2）等作为示踪物质标记抗原或抗体分子形成发光标记物，采用纳米微球为固相载体的分离方式，通过碱性液诱导结合标记物发光，并通过测定发光强度实现对超微量物质的定量分析。

图2-1 吖啶酯直接化学发光反应

图2-2 ABEI直接化学发光反应

二、电化学发光免疫分析

电化学发光免疫分析是以三联吡啶钌作为示踪物质标记抗原或抗体，并采用纳米微球为固相载体的分离方式，以三丙胺作为电子供体，通过电场作用诱导结合标记物发光，通过测定发光强度实现对超微量物质的定量分析（图2-3）。

图2-3 电化学发光反应

三、酶促化学发光免疫分析

酶促化学发光免疫分析以酶蛋白标记抗原或抗体制备酶结合物，利用酶催化发光底物反应所提供的能量诱导光信号的产生，最终通过测定光学信号实现对待测物质的免疫分析，简称“酶促发光免疫分析”。与酶联免疫分析相同，酶促发光免疫分析采用辣根过氧化物酶（HRP）和碱性磷酸酶（ALP）作为标记物，不同的是酶促发光免疫分析采用发光底物。酶促化学发光免疫分析的发光类型属于间接化学发光。（图2-4）。

图2-4 HRP酶促化学发光反应

化学发光免疫分析技术发展至今已成为主流诊断手段，市场份额逐年大幅递增，国外进口品牌占据90%的市场份额，其中代表厂家如罗氏、雅培、贝克曼、西门子等。随着化学发光技术不断突破和改进，国产化学发光厂家快速成长和发展，其中以深圳新产业为代表，其是中国第一台全自动化学发光免疫分析仪生产厂家，另外郑州安图、深圳迈瑞、苏州长光华医等国产厂家也快速成长。随着国家相关政策支持和国产厂家技术的不断完善，国产替代进口是化学发光行业的发展方向（如表2-1）。

表2-1 化学发光免疫分析分类

第二节 国内外化学发光免疫分析仪和试剂

化学发光免疫分析技术由Halaman创立于1977年[1]。20世纪80年代，美国的Ciaba Corning公司应用吖啶酯试剂开发出了全自动化学发光免疫分析仪ACS-180及配套吖啶酯标记试剂，为全球第一台化学发光免疫分析仪，后通过不断改进实现商业化生产和大面积推广。欧美等发达国家从80年代开始已经逐步由化学发光取代传统的放免和酶免方法，目前化学发光已经成为临床检验实验室广泛使用的主要检测技术。

近些年来，我国化学发光免疫分析技术处于飞速发展的阶段，市场上应用的化学发光产品大部分为进口品牌，但是国产企业已现峥嵘，替代进口大势所趋。在我国免疫诊断产业中，全自动化学发光仪器和试剂已进入高速成长期阶段，代表厂家有深圳新产业、苏州长光华医、深圳迈瑞、郑州安图、四川迈克、苏州达成、上海科华等。

第三节 化学发光发展新趋势

一、技术升级替代

化学发光以其灵敏度高、线性范围宽、特异性好、精确定量等优势，逐步替代传统的酶联免疫和定性产品，同时早期的微孔板式化学发光也逐步被磁微粒化学发光技术所取代。从目前化学发光市场占有率和主流技术应用看，非酶参与的直接化学发光、电化学发光占比高于酶促化学发光，直接化学发光标记物分子量很小，便于对小分子物质进行标记，能检测的项目多于酶促化学发光，在临床检验应用更广泛。

二、国内企业跨洋出海，扩大海外影响力

国内企业积极推动海外销售，国内较大的化学发光生产厂家如深圳新产业、四川迈克等厂家积极参加美国临床化学年会暨临床实验室医疗设备博览会（简称AACC），阿拉伯国际实验室设备展览会（简称Medlab Middle East）等大型实验室医疗设备博览会。深圳新产业于2017年成为中国第一家通过美国FDA 510(k)的化学发光厂家。

三、化学发光仪器向高通量、流水线化发展

化学发光仪器向高通量、模块化、支持多项目联机全线流水化发展，进口厂家的流水线发展较早，包括罗氏、雅培、贝克曼、西门子都有自己成熟的流水线，目前罗氏的cobas e601单模块检测速度170测试/小时，国内厂家深圳新产业推出的Maglumi 4000 Plus 单模块检测速度达280测试/小时，第一个测试16分钟，且能和同型号仪器、生化分析仪、电解质组合互联，拼接组成全自动生化免疫流水线Biolumi 8000。随着化学发光仪器系统向高通量、流水线化发展，将极大缩短样本周转时间，提升实验室工作效率。

四、化学发光项目日益完善

化学发光项目越来越丰富，覆盖肿瘤标志物、甲状腺功能、激素、心肌标志物、糖尿病、传染性疾病、贫血等免疫检测，为更多的临床科室及科研院所提供完整的检测方案，目前罗氏诊断可提供超过90种免疫检测菜单，而国内企业也不断研发和创新，推出新的项目，深圳新产业目前有化学发光注册证103项，迈克生物有40多个项目，目前国内厂家项目既有常规项目，同时也有一些特色项目，如肝纤维化、肿瘤标志物糖类抗原CA50、CA242，自身免疫类等，差异化项目也能够使国产仪器更快进入三甲医院。

第四节 总结与展望

2017年国内体外诊断市场规模预估600亿人民币，体外诊断增长迅速，行业空间巨大，作为体外诊断重中之重，“黄金细分”的化学发光市场规模将近300亿，已经成为医院科室、检验公司的发展重点。化学发光行业以每年约25%的复合增长率增长，其发展趋势我们可以初窥端倪：

一、化学发光分析系统向高通量、流水线化发展

大三甲医院对流水线的需求是确定的，随着分级诊疗的推进，门诊量不断下压基层，一些二级及以上医院样本量增加，二级医院甚至发达区域的县级医院对于流水线都有强烈需求，因此，流水线整体的需求在不断增长。

二、项目更加全面完善、更加满足临床需求

目前进口厂家项目主要集中在常规的甲状腺功能、肿瘤标志物、激素等项目上，而国产厂家成功弥补了进口厂家的短板，在肝纤维化、肿瘤特色项目、自身免疫类等项目取得突破，进一步丰富了化学发光的检测菜单，更加贴近临床，满足临床需求。

三、国内企业创新发展提速，进口替代有望加速

为减少病人负担，控制不合理费用支出，支持民族品牌，国家陆续推出政策支持国内企业发展，另外随着国内企业化学发光技术日益成熟，国内企业不仅是通过特色项目对进口作补充，常规项目也可满足大型医院要求，因此，国内化学发光市场替代进口有望进一步提速。

总之，化学发光技术是免疫诊断检测领域的未来发展方向，国产化学发光近年来快速提升，整个化学发光免疫分析系统都取得较大进步，未来国产化学发光将在试剂项目全面化、产品流水线化、系统智能化上进一步发展和完善，加速参与国际化竞争。