在现代医学检验领域,准确检测各种生物标志物对于疾病的诊断、治疗监测和预防至关重要。酶联免疫吸附试验(ELISA)和化学发光法作为常用的免疫检测技术,各自发挥着重要作用。但很多民众可能对它们并不了解,今天就带大家深入了解一下这两种检测方法,看看它们究竟谁更胜一筹。
一、ELISA的奥秘
(一)基本原理
ELISA基于抗原与抗体的特异性结合特性。简单来说,就是将已知的抗原或抗体固定在固相载体表面,比如聚苯乙烯微量反应板的孔壁上。当加入待检样品后,如果样品中含有相应的抗体或抗原,就会与固定在载体上的抗原或抗体发生特异性结合。之后再加入酶标记的第二抗体(针对待检抗体的抗体)或酶标记的抗原(针对待检抗原的抗原),它会与已结合的抗原 - 抗体复合物进一步结合。最后加入酶的底物,酶催化底物发生反应,产生可检测的信号,通常是颜色变化,通过比色法来测定样品中目标物质的含量。
例如,在检测乙肝表面抗体时,将乙肝表面抗原固定在反应板孔中,加入待检血清,如果血清中有乙肝表面抗体,就会与固定的抗原结合,后续步骤产生颜色反应,颜色深浅与抗体含量成正比。
(二)操作流程
1. 包被:将抗原或抗体吸附到固相载体上,这一步是为后续的抗原 - 抗体结合做准备,就像搭建舞台等待演员登场。
2. 封闭:用无关蛋白质(如牛血清白蛋白)填充固相载体上未被包被的位点,防止在后续反应中其他非特异性蛋白的结合,起到“打扫舞台,排除干扰”的作用。
3. 加样:加入待检样品,让样品中的抗原或抗体与包被在载体上的对应物质进行特异性结合。
4. 加酶标物:加入酶标记的第二抗体或抗原,使其与已结合的复合物结合。
5. 显色:加入酶的底物,酶催化底物反应产生颜色,不同的酶底物会产生不同颜色的产物。
6. 终止反应与读数:加入终止液终止酶反应,然后用酶标仪测量吸光度,根据标准曲线计算样品中目标物质的含量。
(三)优势与不足
1. 优势
成本较低:ELISA所需的仪器设备相对简单,主要是酶标仪,试剂成本也不高,适合在基层医疗机构广泛开展。
应用广泛:可以检测多种生物分子,包括蛋白质、多肽、激素、病原体抗体等,在传染病诊断、肿瘤标志物检测等方面都有应用。
技术成熟:经过多年的发展,ELISA技术已经非常成熟,操作相对简单,易于掌握,许多实验室人员经过培训都能熟练操作。
2. 不足
灵敏度有限:对于一些低浓度的生物标志物,ELISA可能无法准确检测,容易出现假阴性结果。
检测时间较长:整个操作流程较为繁琐,从加样到得出结果通常需要数小时甚至更长时间。
定量准确性欠佳:虽然可以通过标准曲线进行定量,但与一些更先进的技术相比,其定量的准确性和重复性相对较差。
二、化学发光法的魅力
(一)基本原理
化学发光法是利用化学反应产生的光信号来检测目标物质。以直接化学发光为例,标记物为吖啶酯等化学发光剂。当抗原与抗体结合形成免疫复合物后,加入碱性过氧化氢溶液,吖啶酯在碱性条件下被过氧化氢氧化,形成不稳定的二氧乙烷,分解后产生电子激发态的N - 甲基吖啶酮,当它回到基态时会发出光子,通过光电倍增管检测光信号的强度,从而确定样品中目标物质的含量。
化学发光免疫分析还有其他类型,如化学发光酶免疫分析,是用辣根过氧化物酶等标记抗体或抗原,通过酶催化底物发光来检测。
(二)操作流程
1. 试剂准备:准备好包被有特异性抗体或抗原的磁性微粒、发光标记物(如吖啶酯标记的抗体或抗原)、反应缓冲液等试剂。
2. 加样与孵育:将待检样品、包被磁性微粒和发光标记物加入反应管中,在适宜的温度下孵育,使抗原与抗体充分结合,形成免疫复合物。
3. 洗涤:通过磁性分离技术,将结合在磁性微粒上的免疫复合物与未结合的物质分离,然后用洗涤液洗涤,去除杂质。
4. 发光检测:加入发光启动试剂,触发化学发光反应,用发光检测仪检测光信号强度,根据标准曲线计算样品中目标物质的含量。
(三)优势与不足
1. 优势
高灵敏度:能够检测到极低浓度的生物标志物,对于早期疾病诊断非常有帮助,比如在肿瘤标志物的早期筛查中,化学发光法可以发现极微量的异常标志物。
检测速度快:自动化程度高,从样本进样到得出结果通常只需几十分钟,大大提高了检测效率,适合临床急诊检测。
定量准确:化学发光法的信号强度与目标物质含量之间的线性关系好,重复性强,能够更准确地定量分析样品中的生物标志物。
2. 不足
设备成本高:需要专门的化学发光检测仪,仪器价格昂贵,对实验室的硬件条件要求较高。
试剂成本较高:化学发光试剂的研发和生产成本相对较高,导致检测费用相对较贵,在一些经济欠发达地区可能限制其广泛应用。
三、综合比较与临床应用选择
(一)灵敏度与准确性方面
在灵敏度上,化学发光法明显优于ELISA。对于一些早期疾病,体内生物标志物浓度极低,化学发光法凭借其高灵敏度能够更早地发现异常,为疾病的早期诊断和干预争取时间。而ELISA由于灵敏度有限,可能会错过疾病早期的诊断时机。
在准确性上,化学发光法的定量准确性和重复性更好。这使得在疾病的监测过程中,化学发光法能够更精确地反映生物标志物水平的变化,帮助医生更准确地评估治疗效果和调整治疗方案。ELISA虽然也能进行定量分析,但在准确性和重复性上相对较弱。
(二)检测速度方面
化学发光法检测速度快的优势在临床急诊检测中尤为突出。比如在急性心肌梗死的诊断中,需要快速检测心肌损伤标志物,化学发光法能够在短时间内给出准确结果,为患者的及时治疗提供依据。而ELISA检测时间较长,在这种紧急情况下就不太适用。
(三)成本方面
ELISA的低成本优势使其在基层医疗机构和大规模筛查中具有重要地位。在一些资源有限的地区,ELISA可以以较低的成本实现对常见疾病的初步筛查。而化学发光法虽然在性能上更优,但较高的设备和试剂成本限制了其在一些地区的广泛应用。
在实际临床应用中,医生会根据具体情况选择合适的检测方法。对于疾病的早期筛查和基层医疗机构的初步诊断,ELISA可能是一个不错的选择,因为它成本低且能满足基本的检测需求。而对于疾病的确诊、病情监测以及对检测灵敏度和准确性要求较高的情况,如肿瘤的诊断和治疗监测、内分泌疾病的诊断等,化学发光法更具优势。
总之,ELISA和化学发光法各有优劣,它们在医学检验领域都有着不可或缺的地位。随着技术的不断发展,未来这两种方法可能会进一步改进和完善,为人类的健康事业提供更有力的支持。希望通过今天的科普,大家对这两种检测方法有了更深入的了解,当面对相关检测时,能更好地理解检测结果和医生的诊断建议。
(聂义丹 宜阳县中医院 检验科 主管技师)