组成图示
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传感器类型
化学发光生物传感器
检测对象
甲胎蛋白（alpha-fetoprotein, AFP），人血清；链霉亲和素-碱性磷酸酶（streptavidin-ALP）、链霉亲和素-辣根过氧化物酶（streptavidin-HRP），缓冲液/条孔
检测原理
检测基于免疫识别与酶促化学发光换能。AFP首先与磁珠表面AFP一抗结合，再与生物素化AFP二抗结合，链霉亲和素-ALP/HRP通过生物素-链霉亲和素作用偶联，形成免疫复合物；在条孔模型中，生物素包被表面直接结合链霉亲和素-酶。ALP催化FDP生成荧光素，HRP催化Amplex Red与H2O2生成罗丹素。随后加入由TCPO与4MImH生成的ODI及H2O2，ODI与H2O2快速反应产生高能中间体X，将能量转移给荧光素和罗丹素，使其分别发射518 nm和602 nm化学发光。被测物浓度越高，免疫复合物中酶量越多，生成的染料越多，CL峰强度越大。双峰经CCD或统计解卷积独立定量，实现多标志物同时检测。
检测灵敏度
AFP ODI CLEIA (HRP): LOD: 0.84 U/ml；线性范围（原文 dynamic range）: 0–96 U/ml；R^2 = 0.9963。AFP ODI CLEIA (ALP): LOD: 0.72 U/ml；线性范围（原文 dynamic range）: 0–49 U/ml；R^2 = 0.9974。模型酶 ODI CLEIA: streptavidin-ALP 线性范围（原文 dynamic range）: 0–500 µg/ml；R^2 = 0.993；streptavidin-HRP 线性范围（原文 dynamic range）: 0–1000 µg/ml；R^2 = 0.993。
效应效果
在AFP人血清检测中，ODI CLEIA相对发光强度的RSD（n=3）低于5.0%；加标回收率HRP体系为91–108%，ALP体系为94–105%。与常规EIA相比，ODI CLEIA动态范围更宽：streptavidin-ALP为0–500 µg/ml（R^2=0.993），高于ELISA/FEIA的0–250 µg/ml和1,2-dioxetane CLEIA的0–125 µg/ml；streptavidin-HRP为0–1000 µg/ml（R^2=0.993），高于luminol CLEIA的0–400 µg/ml。AFP校准范围HRP为0–96 U/ml、ALP为0–49 U/ml。作者认为ODI CLEIA背景低、无需昂贵分离，可在单一样本中同时定量多标志物，适用于临床、环境和食品监测。
传感器的构成
- 固相载体/反应容器：96孔生物素包被条孔（biotin coated plates, 96-well strip）或12 mm×75 mm硼硅酸盐试管，用于承载免疫复合物或盛放反应液
- 捕获/识别层：条孔表面生物素（biotin）或磁珠表面AFP一抗（AFP primary antibody coated magnetic bead），用于结合链霉亲和素-酶或捕获AFP
- 酶标记识别元件：链霉亲和素-碱性磷酸酶（streptavidin-ALP）或链霉亲和素-辣根过氧化物酶（streptavidin-HRP），作为免疫复合物中的酶标记
- 底物/信号前体：荧光素二磷酸（FDP）用于ALP生成荧光素；Amplex Red与H2O2用于HRP生成罗丹素（resorufin）
- 化学发光激发剂：1,1′-草酰二咪唑（ODI，由TCPO与4MImH反应生成）和H2O2（异丙醇中），形成高能中间体X并能量转移激发染料
- 检测读出：Lumat 9507发光计（Lumat 9507 Luminometer）或CCD光谱仪，记录518 nm与602 nm化学发光峰
中文摘要
为快速同时定量并筛查单一样本中痕量多种生物标志物，作者将快速1,1′-草酰二咪唑化学发光（ODI CL）用作免疫分析生物传感器，并结合碱性磷酸酶（ALP）和辣根过氧化物酶（HRP）等酶标记体系。一方面，荧光素二磷酸（FDP）在ALP偶联免疫复合物催化下生成荧光素；另一方面，Amplex Red与H2O2在HRP偶联免疫复合物存在下反应生成罗丹素。当将ODI化学发光试剂（异丙醇中的H2O2和乙酸乙酯中的ODI）注入含有上述荧光素与罗丹素的试管或条孔中时，可观察到具有两个发射峰的明亮化学发光谱，分别为荧光素518 nm和罗丹素602 nm。这两个峰可通过能够解卷积多重发射峰的统计工具独立定量。作者认为，利用抗原或抗体偶联酶及其底物的ODI化学发光酶免疫分析（CLEIA），可在单一样本中快速同时定量和筛查多种生物标志物。
英文摘要
In order to rapidly and simultaneously quantify and screen trace levels of multiple biomarkers in a single sample, rapid 1,1'-oxalyldiimidazole chemiluminescence (ODI CL) was applied as a biosensor of immunoassays using various enzymes such as alkaline phosphatase (ALP) and horseradish peroxidise (HRP). (1) Fluorescein was formed from the reaction of fluorescein diphosphate (FDP) and immuno-complex conjugated with ALP. (2) Resorufin was formed from the reaction between Amplex Red and H(2)O(2) in the presence of immuno-complex conjugated with HRP. When ODI CL reagents (H(2)O(2) in isopropyl alcohol, ODI in ethyl acetate) were injected in a test tube or strip-well containing fluorescein and resorufin formed from above two reactions a bright CL emission spectrum having two peaks (518 nm for fluorescein and 602 nm for resorufin) was observed. The two peaks can be independently quantified with an appropriate statistical tool capable of deconvoluting multiple emission peaks. In conclusion, we expect that ODI chemiluminescent enzyme immunoassays (CLEIAs) using a couple of enzymes conjugated with antigen or antibody and substrates can rapidly and simultaneously quantify and screen multiple biomarkers in a single sample.