在生命科学研究、医学诊断以及生物技术产业领域,对微量生物分子的高灵敏度检测一直是研究和应用的关键需求。ECL 超敏发光液(飞克级)以其灵敏度和优异的检测性能,成为 Western Blot、免疫组化等生物检测实验中的重要工具,为科研人员和技术人员提供了精准检测微量目标分子的有效手段,极大地推动了生物检测技术的发展。
一、产品概述与核心特性
ECL 超敏发光液(飞克级)是一种基于增强化学发光(Enhanced Chemiluminescence,ECL)原理的高灵敏度检测试剂。该发光液主要由鲁米诺(Luminol)、过氧化氢(H₂O₂)以及特殊的增强剂等成分组成。鲁米诺在辣根过氧化物酶(HRP)和过氧化氢的作用下发生氧化反应,产生化学发光,而增强剂的加入能够显著增强发光信号,延长发光时间,使检测灵敏度提升至飞克(fg,10⁻¹⁵g)级别,能够检测到极低含量的目标蛋白或核酸分子 。
从外观上看,ECL 超敏发光液(飞克级)通常为无色透明液体,分为 A 液和 B 液两种组分,使用时需按照一定比例混合。其化学性质稳定,在常温下可保存一定时间,但为确保最佳性能,一般建议在 4℃条件下避光储存。该发光液具有良好的兼容性,可适用于多种固相膜(如 PVDF 膜、硝酸纤维素膜),以及不同来源和类型的辣根过氧化物酶标记抗体,适用于 Western Blot、免疫沉淀、免疫组化等多种生物检测实验,应用范围广泛。
二、技术原理与作用机制
(一)ECL 发光原理
ECL 超敏发光液(飞克级)的发光基于鲁米诺 - 辣根过氧化物酶(HRP) - 过氧化氢(H₂O₂)反应体系。鲁米诺是一种常用的化学发光试剂,在碱性条件下,HRP 催化过氧化氢分解产生氧自由基,氧自由基与鲁米诺发生氧化反应,使鲁米诺分子处于激发态。当激发态的鲁米诺分子回到基态时,会以光的形式释放能量,产生化学发光。在这个过程中,增强剂起到关键作用,它能够与反应中间产物结合,稳定激发态分子,减少能量损失,从而显著增强发光信号强度,并延长发光持续时间,使微弱的化学发光信号能够被高灵敏度的检测设备(如 X 射线胶片、化学发光成像仪)捕捉和记录。
(二)检测流程与信号放大机制
以 Western Blot 实验为例,在完成蛋白质电泳分离和转印后,首先使用特异性抗体与目标蛋白进行孵育,形成抗原 - 抗体复合物。随后加入辣根过氧化物酶(HRP)标记的二抗,二抗与一抗特异性结合,从而将 HRP 标记到目标蛋白 - 抗体复合物上。当加入混合后的 ECL 超敏发光液(飞克级)时,HRP 催化发光液中的鲁米诺和过氧化氢发生氧化反应,产生化学发光信号。由于每个目标蛋白分子上结合了多个 HRP 分子,而每个 HRP 分子又能催化多个鲁米诺分子发生发光反应,这种级联放大效应使得极微量的目标蛋白也能产生足够强的发光信号,实现飞克级别的检测灵敏度。
三、应用领域与实际案例
(一)生命科学研究
在蛋白质组学研究中,ECL 超敏发光液(飞克级)被广泛应用于检测低丰度蛋白质。例如,在研究肿瘤细胞与正常细胞的蛋白质表达差异时,科研人员通过双向电泳分离细胞中的蛋白质混合物,然后利用 Western Blot 技术结合该发光液进行检测。由于肿瘤细胞中某些关键的低丰度蛋白质可能与肿瘤的发生发展密切相关,但在常规检测中容易被遗漏。而使用 ECL 超敏发光液(飞克级),能够成功检测到这些低至飞克级含量的蛋白质,帮助科研人员发现新的肿瘤标志物和潜在的治疗靶点。
在基因表达调控研究中,检测转录因子与 DNA 的结合情况是重要的研究内容。通过染色质免疫沉淀(ChIP) - Western Blot 实验,结合 ECL 超敏发光液(飞克级),可以高灵敏度地检测到转录因子在特定基因启动子区域的结合信号。研究人员利用该方法,深入探究了在不同生理或病理条件下,转录因子与 DNA 结合的动态变化,为揭示基因表达调控机制提供了关键数据。
(二)医学诊断
在临床疾病诊断领域,ECL 超敏发光液(飞克级)可用于检测血液、体液中的微量生物标志物,辅助疾病的早期诊断和病情监测。例如,在肿瘤标志物检测中,检测血液中如癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)等微量肿瘤标志物的含量,对于肿瘤的早期发现和预后判断具有重要意义。使用基于该发光液的免疫检测方法,能够检测到极低浓度的肿瘤标志物,提高诊断的灵敏度和准确性,有助于实现肿瘤的早发现、早治疗。
在自身免疫性疾病诊断中,检测患者血清中的自身抗体是重要的诊断依据。ECL 超敏发光液(飞克级)可用于免疫印迹实验,检测抗核抗体、抗双链 DNA 抗体等自身抗体的存在和滴度。由于自身抗体在血清中的含量通常较低,该发光液的高灵敏度特性能够准确检测到这些微量抗体,为自身免疫性疾病的诊断和治疗方案制定提供可靠支持。
(三)生物技术产业
在生物制药领域,ECL 超敏发光液(飞克级)是重组蛋白药物质量控制的重要工具。生产企业在制备重组蛋白药物后,需要对药物的纯度、含量以及生物活性进行严格检测。通过 Western Blot 实验结合该发光液,能够检测到药物中微量的杂质蛋白和降解产物,确保产品质量符合标准。例如,在重组抗体药物的研发和生产过程中,使用该发光液检测抗体药物的纯度和效价,保障药物的安全性和有效性。
在生物技术产品研发过程中,如新型疫苗的研发,需要检测疫苗中抗原蛋白的含量和免疫原性。ECL 超敏发光液(飞克级)可用于免疫检测实验,高灵敏度地检测疫苗中微量抗原蛋白的含量,评估疫苗的免疫效果,为疫苗的研发和优化提供数据支持。
四、使用方法与注意事项
(一)使用方法
准备工作:在使用 ECL 超敏发光液(飞克级)前,将所需的实验器具(如 Western Blot 膜、杂交袋、摇床等)清洗干净并晾干,确保无杂质污染。将发光液从冰箱中取出,平衡至室温(一般为 20 - 25℃),以保证试剂的稳定性和反应效果。
抗体孵育与洗涤:按照 Western Blot 等实验的常规流程,完成蛋白质电泳分离、转印以及一抗、二抗的孵育和洗涤步骤。确保在加入发光液前,膜上残留的洗涤缓冲液被尽量吸干,避免过多的缓冲液稀释发光液,影响发光效果。
发光液混合与孵育:将 A 液和 B 液按照试剂盒说明书推荐的比例(通常为 1:1)混合均匀,立即将混合后的发光液均匀覆盖在膜表面,确保膜浸润在发光液中。室温孵育 1 - 5 分钟,使发光反应充分进行。
信号检测:孵育完成后,用镊子小心取出膜,去除多余的发光液(可将膜轻靠在吸水纸上吸干多余液体,但避免膜干燥)。根据检测设备的不同,选择合适的检测方法:若使用 X 射线胶片检测,将膜放入杂交袋中,排出空气后密封,在暗室中将胶片覆盖在膜上曝光适当时间(根据信号强度调整曝光时间,从几秒到数小时不等),然后进行胶片显影和定影处理;若使用化学发光成像仪检测,将膜放入成像仪样品室中,设置合适的曝光时间和增益参数,进行图像采集和分析。
(二)注意事项
试剂储存与有效期:ECL 超敏发光液(飞克级)应避光保存于 4℃冰箱中,避免高温和阳光直射。使用前要仔细查看试剂盒的有效期,过期的试剂可能会导致发光信号减弱或不稳定,影响检测结果,应避免使用。开启后的发光液尽量在短时间内用完,若需保存,应密封后放回 4℃冰箱,并尽快使用。
操作规范:在实验操作过程中,要严格遵守无菌操作原则,使用无菌的移液器和容器,防止样品和试剂受到污染。混合 A 液和 B 液时,应快速、准确,避免长时间暴露在空气中,防止发光液提前发生反应或被氧化,影响发光效果。在孵育和检测过程中,要避免膜干燥,一旦膜干燥,会导致发光信号不均匀或减弱,影响实验结果的准确性。
干扰因素:某些物质可能会干扰 ECL 发光反应,如还原剂、重金属离子等。在实验前,要确保样品和实验过程中使用的试剂不含此类干扰物质。如果样品中可能存在干扰物质,需要进行适当的预处理,如透析、超滤等方法去除干扰,以保证检测结果的可靠性。
安全防护:发光液中的部分成分可能具有一定的刺激性或毒性,操作时应佩戴手套、口罩等防护用具,避免接触皮肤和吸入。若不慎接触到试剂,应立即用大量清水冲洗,并根据试剂性质进行相应的处理。废弃的发光液应按照实验室废弃物处理规定进行处置,不可随意丢弃,防止环境污染。
ECL 超敏发光液(飞克级)凭借其超高的灵敏度、广泛的应用范围和便捷的操作性能,在生物检测领域发挥着不可替代的重要作用。随着生命科学研究的不断深入和生物技术的快速发展,对微量生物分子检测的需求将持续增加,ECL 超敏发光液(飞克级)也将不断创新和优化,为生物检测技术的进步和生命科学领域的发展提供更强大的支持。