免疫診斷在經歷了同位素放射免疫、膠體金技術、時間分辨熒光法之后,在90年代進入化學發光開始嶄露頭角。經過歷代先賢的不斷研究,化學發光已經廣泛應用于腫瘤標記物、傳染病、內分泌功能、激素等方面的診斷。
化學發光歷年研究文獻數量
化學發光萌芽于放射性免疫標記
20世紀50年代,Yallow和BerSon首次提出用放射性元素125I作為標記物測定胰島素。該法靈敏度高,特異性強;抗體和抗原易于碘化標記,應用范圍寬;但使用放射性元素會有污染物處理問題,損害操作人員的身體健康。1970年代起,各種非放射性標記方法逐步發展起來。
1977年,Tsuji等基于放射免疫分析的原理,將酶的化學發光與免疫反應結合起來,發展了化學發光免疫分析(Chemi-luminescence
Immunoassay,CLIA)方法,它將發光物質和酶標記在抗原或者抗體上,免疫反應結束后,加入氧化劑或酶底物而發光,通過測量發光強度,根據標準曲線測定待檢測物的濃度。
化學發光先驅Ciba Corning Diagnostics
20試劑80年代,美國Ciba
Corning公司應用吖啶酯試劑開發出全自動化學發光免疫分析系統ACS-180,配套吖啶酯標記試劑,為第一臺全自動化學發光分析儀。但由于后續多款產品在在使用過程中故障過多,逐漸淡出歷史舞臺,化學發光市場則由羅氏、雅培、貝克曼、西門子、強生、梅里埃、索靈、希森美康等寡頭壟斷。
2011-2016全球化學發光變化趨勢
數據來源:In-Vitro Diagnostics(IVD)market,天風證券研究所
四代化學發光試劑交相爭輝
經過近40年發展歷程,化學發光已經陸續出現四代試劑的迭代:
第一代試劑以異魯米諾為發光標記物,采用CLIA方法,代表企業為意大利索靈公司(DiaSorin)。
索靈總部位于意大利,成立于1968年,主要研發、生產全自動化學發光免疫檢測的儀器及試劑。公司的免疫診斷產品在傳染病及維生素D檢測領域享譽全球,一直是ToRCH(優生優育)及維生素D檢測的領導者,并擁有高血壓、EB病毒、糞檢等特殊檢測項目。
第二代試劑,采用CIEIA,采用辣根酶標記魯米諾為發光標記物,代表企業為強生公司。
強生于1997年推出首款全自動發光免疫分析儀Vitros ECi,速度100T/H,后續不斷升級演化,還推出了Vitros
5600的生化免疫一體機。OCD的發光主要與干式生化綁定,主攻急診市場。
第三代試劑,采用CLIA用吖啶酯為標記物的試劑,代表廠商:雅培的Architect
i系列和西門子的Centaur系列;采用CIEI以堿性磷酸酶標記AMPPD為發光物的試劑,貝克曼的BCI ACCESS2 &
Dxl800,西門子的Immulite系列和奧林巴斯的AU300i系列。
雅培在傳染病領域領先其他競爭對手,公司最早于1993年推出Axsym系列產品,緊接著1998年推出其高端產品Architect
i2000,采用先進的三代發光技術吖啶酯直接化學發光,最高速度200T/H,2008年以后推出Architect
i1000,逐步替換市場上的Axsym,最高速度100T/H,2007年進入中國。
貝克曼公司則生化診斷、免疫診斷協同發展,公司2009年以8億美元收購Olympus的診斷業務部門,其高速生化儀AU5800和2700成為經典機型。2010年貝克曼被丹納赫以68億美金收購。
西門子醫療業務已經覆蓋體外診斷所有細分領域;瘜W發光產品分為德靈、DPC和拜耳三大平臺,均為收購獲得(公司分別于2006年、2007年共耗資141。6億美元收購DPC、拜爾醫療集團診斷部、德靈診斷)。
第四代試劑,為電化學發光試劑,代表企業羅氏。
羅氏1896年于瑞士成立,綜合實力在體外診斷領域排全球第一。免疫領域,羅氏以電化學發光為其核心產品,該產品是由寶靈曼1996年研發而成,具有核心專利保護,被稱為第四代化學發光。羅氏公司1997年收購寶靈曼公司后,產品不斷升級換代,目前以170T/H的E170和86T/H的E411為主要產品。2016年羅氏電化學發光專利正式過期。
化學發光POCT成為化學發光儀重點研究方向
化學發光儀經歷了半自動化到全自動化的迭代過程,并隨著POCT的興起快速進入便攜化時代。在市場上,隨著分級診療的大力推進、家庭健康系統的快速建設,我國POCT必將迎來新一輪的爆發期;瘜W發光POCT由其自動化、高通量、快速等特點,成為POCT發展不可忽視的一股力量。國內南京諾爾曼、華邁興微等企業在化學發光POCT領域已經展開布局。
另外隨著集成化實驗室的推廣,信息化系統在臨床檢驗中作用越來越凸顯。根據美國病理?漆t師學會統計,目前全球有超過30家大型全自動化學發光免疫分析儀的廠家有超過60個免疫自動化化學發光檢測系統。該系統發展趨勢為檢驗儀器的實驗室集成化、系列化、智能化。
參考資料:
1、化學發光細分析(三):歷史變革和技術飛越
2、化學發光免疫分析,趙利霞、李振甲、魏彥林、林金明,世界科技研究與發展
3、一文解讀羅氏、雅培、貝克曼、西門子、梅里埃等8大國際巨頭化學發光篇
4、深度分析:七分鐘化學發光POCT誕生對IVD產品與市場格局將產生哪些深度影響???