化学发光，吖啶酯系统 vs 碱性磷酸酶系统

做化学发光，是选择吖啶酯平台还是碱性磷酸酶平台？或者是吖啶酯平台好，还是碱性磷酸酶平台好？这类问题，是我们经常问的。

吖啶酯、吖啶磺酰胺是直接化学发光的代表，无须催化直接发光。属于闪光型。四大家中雅培用的是吖啶磺酰胺，西门子Centaur系列用的是吖啶酯。

常见的酶促发光平台有辣根过氧化酶（HRP)、碱性磷酸酶（AP），这种发光是需要酶催化底物而产生光信号，而且光信号是辉光型。AP酶代表化学发光试剂厂家：贝克曼、迈瑞等，HRP代表厂家安图。

常见的是以三联吡啶钌标记抗体，以三丙胺（TPA）为电子供体，在电场中发生电子转移而发光化学发光反应。代表厂商就不用多说了，四大家中有罗氏，国内的厂商中有普门、联众泰克、安赛等。

电化学发光高端但也想对小众，国内主流的仍然以吖啶酯（AE）和碱性磷酸酶（AP）两个发光平台为主。2019年底我们调研，AE和AP两个试剂厂家占比大概是50%：50%；到2022年底，我们再次的调研结果成了60%：40%。AE的“玩家”占了上风。

有意思的是，很多新进入发光领军的“玩家”都会选择AE平台。我们也问过一些客户他们选择AE发光平台的考量是什么，总结起来答案有两种：1. 这个工艺、方法比较简单；2. 成本比较低。很少有人对他们做一个系统的比较。‍‍‍‍‍‍‍

发光基理也差不多，如下图：

那么，吖啶酯（吖啶磺酰胺）化学发光的特点是什么？

• 标记相对简单 —— 蛋白与吖啶酯（磺酰胺）直接孵育、透析即可
• 无需催化剂 —— 碱性环境的H2O2即可直接激发发光
• 无需增强剂 —— 本底低，信噪比高
• 双底物组分 —— 需要预激发液和激发液
• 闪光型 —— 发光信号持续时间很短，对发光仪要求高

但我们从一些文献中也获取到一些信息，比如西门子早期就做了大量的研究，他们研究了很多不同结构的吖啶酯对试剂性能的影响。

研究表明，不同的项目或者说不同的抗体，最适合的吖啶酯（吖啶磺酰胺）的结构其实是不一样的。

换句话说，要想让试剂达到最佳的性能，这个抗体连哪种结构的吖啶酯，是不是都要试一遍？据说，雅培内部也有各种各样结构的吖啶磺酰胺。

所以，从这个角度来说，AE发光试剂的开发也不见得就简单。之所以觉得简单，可能我们还没有真正到人家的那个高度。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

对于AP，其发光原理和吖啶酯完全不同。但不管是哪种底物，其原理可以理解为分成两步：第一步是底物A催化产生中间产物B，中间产物B分解成终产物C产生光信号。

从A到B的过程，所有底物一般都进行的很快，但从B到C，产生光信号的时间，不同的底物差别挺大。就拿AMPPD来说，从A到B特别快，但是从B到C很慢；而APS-5，从B到C能做到非常快，所以发光时间大大缩短。但越快的同时，稳定性可能会受到影响。

我们总结常见的AP底物的发光强度、发光时间和稳定性排序：

所以，在AP的试剂体系中，有以下几个特点：‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

• AP与底物需要额外的时间，出结果的时间会长；
• 底物本身有一定的开发难度和额外成本；

我们在开发的试剂的过程中，也发现AP其实还有其他特点：‍‍‍

• 偶联标记工艺过程长，可能一次需要2天的时间；‍‍‍‍
• 但工艺比AE更加可控（AE偶联虽然简单，但容易受到温度等影响，而且有时候高浓度会有气溶胶污染）。

汇总一下，两个平台的优缺点如下图所示。优缺点都不少，其实没有完美的平台。

很多人说，AE比AP有一点很大的优势，就是出结果的时间短。其实现在也不尽然，因为正如我上面所述，AP搭配APS-5，也可以做到1分钟内的孵育时间，让出结果更快。