专业论战：全自动CRP里的“透射&散射”

检验之星

继“谁是王中王？”“-液相VS固相技术流派之争”两篇爆文之后，一言九顶继续专业论战。今天再来分析比较全自动CRP液相平台上最常用的乳胶增强免疫比浊方法学---透射&散射。

先亮出笔者的观点：*检测技术不是决定检测系统质量的关键！ *免疫项目说到底，抗体、抗原的质量是检测系统优劣的根本！*

目前市场上主流的全自动CRP检测系统生产厂家分为进口和国产两类，进口品牌主要有贝克曼、罗氏、西门子等，国产品牌主要有普门、奥普、国赛等。其中贝克曼、西门子、普门、国赛采用散射比浊法；罗氏、奥普采用透射比浊法，另外还有九强、利德曼、Diasys等试剂厂家采用透射比浊法。从技术原理上讲，透射&散射，各有优势。而市场宣传和收费标准的导向作用，推波助澜了两者的差异比较。是时候回归本质，理性评判了。

透射&散射--反应原理：

免疫浊度法的基本原理是：可溶性抗原、抗体在液相中特异集合，产生一定大小的复合物颗粒，当光线通过介质中这种复合物颗粒时，形成光的吸收、反射、散射、折射、衍射而使光的传播方向发生改变，使用特定的探测装置，可以获得散射光和透射光，用于浊度变化的检测。

乳胶增强免疫浊度法，是在此原理的基础上，通过物理吸附、化学交联的方式，将抗原、抗体缀合在特定大小的乳胶微球上，在抗原抗体特异集合后，产生较大的复合物，从而提高浊度变化的本底和幅度，从而大幅提高检测的灵敏度。

透射法的基本原理：检测平行光通过含有免疫复合物颗粒的悬浮液时引起的光损失，遵循兰伯-比尔定律。

A是透射光吸光度（OD）；I0 是入射光强度；It 透光溶液的光强度；K为吸光系数；b为液层厚度；C为溶液浓度

根据公式，增加液层厚度，增加免疫复合物的浓度，可以使检测的敏感性提高。灵敏度提高的手段简单，但是也因此不易受其他因素干扰。

散射法的基本原理：检测光路5°~95°方向上的散射光的强度，遵循雷利（Rayleigh）公式。

Is是散射光强度；I0 是入射光强度；dn⁄dC是反应溶液折射指数和颗粒浓度变化的校正因子；M是颗粒分子量（体积）；C是浓度；θ是观测点与入射光线的角度；N是阿伏伽德罗指数；λ是入射光波长；γ是距入射点距离；

根据公式，增加入射光的功率，增加免疫复合物的浓度和体积，扩大散射夹角，减少入射光波长、缩短入射点距离，可以使检测的敏感性提高。灵敏度提高方式很多，但同时需要控制多种条件才能保证稳定。

透射&散射--发展历程：

1959年，Sehultze和Schwick提出用抗原-抗体结合后形成复合物使溶液浊度改变，用普通比浊计测定免疫球蛋白的含量，称为透射比浊法。

1967年，Ritchie提出用重点激光散射比浊法定量测定悬浮的免疫复合物颗粒与入射光束成一定角度时光散射的强度来评估物质含量。

1994年，Dade Behring公司全自动特点蛋白散射比浊仪BN II面世。

21世纪乳胶增强及罗氏Durel乳胶增强技术的发展及Cobas系列仪器上市。

2004年，Beckman Coulter IMMAGE@800在中国上市。

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2014年，首台国产全自动CRP仪器上市。

2016年，国产全自动CRP仪器发展如火如荼。

透射&散射--技术应用：

1. 每种方法学都有对应的灵敏度和线性范围，好的产品是在线性范围和灵敏度之间找到平衡点。检测系统的灵敏度，主要取决于方法学，其次才是试剂耗材、仪器设备、配套参数上的加成。

乳胶增强免疫浊度法主要用于常规蛋白质的检测（分子量MW10000-500000，样品浓度为mg/L~ug/L级别），当测定激素、药物，或血清中低浓度、低分子量蛋白质或脂质形成的中低浓度复合物时，由于其不能显著改变平均分子量，因此，乳胶增强免疫浊度法的局限性体现在临床测定项目以中等灵敏度要求的项目为主。

抗体的选择，是决定试剂耗材灵敏度的关键因素，选择特异性好的抗体可以大幅提高灵敏度；浊度增强方式的选择从试剂和仪器配套性上对灵敏度产生影响，例如是否采用乳胶、乳胶粒径与检测波长的关系；而散射和透射，则是仪器检测设备影响灵敏度的方式。

因此，相比第一重要的方法学、第二重要的抗体、乳胶等耗材，散射和透射在CRP项目（mg/L）上对灵敏度的影响并不显著。

2. 乳胶增强免疫浊度法易受内源性光散射（乳糜微粒、VLDL、LDL等引起）的干扰，透射比浊法应保证样本组分在3%以下，散射比浊法在0. 5%以下。因此散射比浊通常需要更大倍数的稀释或者预稀释的步骤。

Dr. CP. Price和Dr. D. Newman在“免疫测定的原理和实践”书中指出：散射比浊是一个技术，最适对稀释的溶液 进行检测（使光吸收和反射为最小）。在这样的情况下，粒子和发散光的强度间在很宽的范围内几乎呈线性表现。但是，在高粒子浓度下，由于在液体环境中光散射被限制和消散，散射比浊会因破坏性的光散射丧失灵敏度。虽然散射比浊检测的灵敏度可以在降低参考溶液的光发散予以强化，但是，由于发散光的低水平检测的不稳定性这将导至降低检测信号对背景噪音的比率。相反，透射比浊要求粒子的相对较高的密度，以实现可检测和精密的信号，高质量的光度计系统可以对在较高背景光发散的前提下，可精密地检出在透射比浊/吸光度上很小的变化。

3. 抗原过量的检测：当在定量抗体中加入的抗原量达到最适比例时，反应速度最快，形成的复合物最多，光信号最强。如果继续加入抗原，形成的抗原-抗体复合物不但不增加反而减少，即是Heidelberger曲线。

根据Heidelberger曲线，同一个信号可以表现为两种截然不同的待测物浓度，而在抗原过剩区得到的信号则为假阴性信号。因此为了最大程度减少假阴性结果，有效防止抗原过剩的发生，最直接的方法就是，兼顾灵敏度的同时，提高线性范围上限，例如Roche已经通过提早到试剂盒的设计阶段，采用Durel（dual radius latex-enhanced technology）乳胶增强技术（采用两种直径不同的乳胶颗粒，并且包被不同的抗体），可以兼顾更高的分析灵敏度和检测范围，尽可能从试剂本身的改进减少抗原过剩样本产生的比率从而减少重测。而SIEMENS和Beckman则分别采用预反应的方式监测、在反应末端加入与待测物质一致的标准抗原，监测光信号的方式，实现对抗原过剩的监测。

透射&散射--参考实例：

特定蛋白 CRM 470参考物质的标准化：参考物质赋值采用散射比浊法、透射比浊法、免疫扩散法。但在预试验中发现，即使在检测原理上的轻微变异，也会造成不同的结果。这就需要以标准化为前提，尽可能消除这些因素。赋值使用的免疫化学技术，取决于抗体和抗原以合适比例混合时形成的沉淀。所有这些方法必须是沉淀的量与抗原的量呈比例。这仅在所有被检测的抗原浓度下，存在的抗体在摩尔上呈过剩的条件下才能实现。为此，本研究的所有方法方案必须对于确定的抗体的特异滴度和亲合力使之最佳化。即是说，在CRM470的赋值过程中，散射、透射都是可以采用的方法，前提是采用亲和力最佳的抗体、使用合适的抗体量。至今，在免疫检测的方法学上，采用免疫沉淀的免疫透射比浊、免疫散射比浊、和环状免疫扩散三个方法被视为并列水平的方法。不存在免疫散射比浊最好、环状免疫扩散即将淘汰的错误认识。

小结

著名的免疫学专家Dr. F. Dati和Dr. E. Metzmann（原Dade Behring公司专家）在“蛋白质－实验室检测项目临床应用指南”书中指出：透射免疫比浊测定为实验室面向患者提供了重要的手段。历史上，因经济原因和学术上的缘故，才使散射免疫比浊法较透射比浊提供了较多的检测项目。类似的历史原因现在依然在某些方面影响着我国检验水平的发展，例如收费标准：

当今，全世界正处于经济衰退的阶段。我国政府政府推出全民医保的政策。如何让政府、百姓等付出的每一分钱都值得，应该对不合理的医院检验收费予以修正。

免疫比浊的共性决定了免疫比浊类的方法学必须在抗体的质量、试剂的组成、检测程序的设计等方面是检测结果是否良好的关键。在此基础上，与免疫比浊仪器相结合，才能得到高质量的结果。今天，不必去争论哪个检测技术领先，因为透射比浊与散射比浊仅是对最后反应液的检测，检测技术不是结果质量的关键！ 免疫项目说到底，抗体、抗原的质量是根本！

在未来免疫分析仪的发展上，速率测定和乳胶增强技术是免疫比浊分析的发展方向。临床实验室需要可整合生化免疫于一体的全自动化一体机，与医院实验室信息管理系统一同构成安全的实验一体化解决方案。透射比浊法因结果准确，所用仪器多为全自动，且能与其他生化测试结合，因而其应用更为广泛。具备信息化、智能化的透射比浊法，则更加可以满足临床实验室的需求。

参考文献

------丛玉隆.临床检验装备大全[M].北京：科学出版社，2015.7

------丛玉隆.实用检验医学.2版[M].北京：人民卫生出版社，2013

------陶义训，吴文俊.现代医学检验仪器导论[M].上海：上海科学技术出版社，2002.8

------冯仁丰.临床检验质量管理技术基础.2版[M].上海：上海科学技术文献出版社，2007

------ Francesco Dati，Erwin Metzmann.蛋白质实验室检测项目临床应用指南[M].潘柏申，樊绮诗，沈茜，等.上海：上海科学技术出版社，2008.10

------ Christohper P Price，David J Newman.Principles and Pracetice of Immunoassay.second edition[M]. Macmillan Reference Ltd., c1997.

笔者在IVD行业从业多年，依然在学习新的技术，了解新的产品。以上文字，是笔者从检验科、使用者的角度来看产品，不当之处还请读者指正、海涵。

来源：一岩九顶