MSD 平台的电化学发光免疫分析技术
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一、技术概述

   

电化学发光(ECL)免疫分析技术作为新一代标记免疫测定技术,其核心是在电极表面通过电化学方法引发特异性化学发光反应,完美融合了电化学的可控性与化学发光的高灵敏性。该技术的出现填补了传统免疫分析技术的短板:既继承了放射免疫测定对微量物质的精准捕捉能力,又吸收了酶联免疫测定在样本处理通量和操作便捷性上的优势,因此在生命科学研究、临床诊断等领域得到了广泛应用,成为免疫分析技术发展史上的重要突破。
   

二、反应底物

   

2.1 三氯联吡啶钌 [Ru (bpy)₃]²⁺络合物

钌(Ru)作为一种稀有的铂系元素,地壳中含量仅约十亿分之一,天然存在 7 种稳定同位素。其物理特性显著:银白色金属外观,熔点高达 2310℃,沸点达 3900℃,密度为 12.37×10³kg/m³,这些特性使其在化学反应中能保持结构稳定。化学性质上,钌在常温下对空气、潮湿环境及多数酸(包括王水)表现出惰性,但在熔融的强碱、碳酸盐等介质中可溶解;同时,它具有强烈的配位倾向能与联吡啶形成稳定的 [Ru (bpy)₃]²⁺络合物,这一特性使其成为电化学发光反应的核心发光标记物
 
  
  

2.2 三丙胺(TPA)

三丙胺(TPA)作为反应体系中的关键共反应剂,在电化学氧化过程中扮演着 “电子供体” 的角色。它与 [Ru (bpy)₃]²⁺的氧化产物形成氧化还原对,通过电子转移驱动发光反应的进行,其化学性质的稳定性和反应活性直接影响发光信号的强度与持续性。
   

三、电化学发光反应原理

   

3.1 电化学反应

在阳极施加特定电压时,[Ru (bpy)₃]²⁺失去电子氧化为 [Ru (bpy)₃]³⁺;同时,TPA 被氧化为阳离子自由基 TPA⁺,后者迅速脱去质子形成具有强还原性的 TPA・。此时体系中同时存在强氧化性的 [Ru (bpy)₃]³⁺和强还原性的 TPA・,为后续反应创造了条件。
   

3.2 化学发光

[Ru (bpy)₃]³⁺与 TPA・发生剧烈氧化还原反应,[Ru (bpy)₃]³⁺获得电子被还原为激发态 [Ru (bpy)₃]²⁺。激发态分子不稳定,会以释放 620nm 波长光子的形式回到基态,产生可检测的发光信号,这一波长处于可见光范围,便于仪器捕捉。
  

3.3 循环过程

反应结束后,基态 [Ru (bpy)₃]²⁺和未反应的 TPA 可再次参与电化学反应,形成 “氧化 - 发光 - 再生” 的循环。这种循环机制使发光信号持续放大,显著提升了检测灵敏度,这也是 ECL 技术优于传统化学发光的核心原因。
 
  
     

四、MSD 平台的免疫原理

     

MSD 平台将电化学发光与免疫反应相结合:将 [Ru (bpy)₃]²⁺标记在抗体或抗原上,使其参与抗原 - 抗体特异性结合反应;反应后通过分离技术去除未结合的标记物,仅保留与待检物结合的部分。此时检测体系中 [Ru (bpy)₃]²⁺的浓度与待检物含量呈正比,通过测量发光强度即可定量分析待检物。平台采用的石墨微孔板是关键载体,其表面的碳电极既作为电化学反应的场所,又通过包被技术固定多种抗体,实现单孔内多指标的独立检测,解决了液相多因子检测中交叉反应的难题。
 
  
  

五、MSD 电化学发光特点

  

高灵敏度与宽线性范围:专利技术使检测下限低至 pg 甚至 fg 级别,线性范围覆盖 5 个数量级,可同时检测样本中浓度差异极大的物质(如低丰度细胞因子与高浓度蛋白),无需多次稀释,减少操作误差。

多因子检测优势:单孔可检测 10 种以上指标,150μL 样本即可完成 70 个指标的分析,大幅降低样本消耗量,尤其适合珍贵临床样本(如脑脊液、活检组织)的检测。

抗干扰能力与法规适配性:对复杂基质(如血清、唾液)的耐受性强,基质效应低;平台提供完整的 IQOQPQ 验证服务,软件符合 21CFR Part 11 和 GLP 规范,满足临床诊断和药物研发的严格要求。

 

     

六、Biomarkers 多因子检测应用

   

在 Biomarkers 检测中,MSD 平台展现出显著优势:能同时分析同一样本中多种肿瘤标志物、细胞因子、磷酸化蛋白等,为疾病分型、疗效监测提供全面数据。例如,在肿瘤研究中,可通过一次检测获得样本中 10 余种相关因子的表达水平,快速筛选出特异性 Biomarkers;在自身免疫病诊断中,能同步检测多种自身抗体,提高诊断准确性。其灵活的定制化服务可根据研究需求设计检测组合,有效解决了传统方法样本消耗大、检测指标单一的问题,推动了精准医疗和转化医学的发展。
 
  

     


   

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