⑴ 酶活性分析的常用方法
一、量氣法
在封閉的反應系統中如有氣體變化，通過測量變化後的氣體體積或壓力很容易計算出氣體變化量，這是量氣法的基本原理。曾在檢驗科廣泛應用的Van-slyke測二氧化碳結合力的方法就是量氣法的一個典型例子。Warburg進一步加以發展，設計出專用於測定酶活性的華勃呼吸儀。這種儀器特別適用於測定那些在反應中產生或消耗氣體的酶，例如氧化酶反應涉及到O2的消耗，脫羧酶會產生CO2。但也不僅限於這些酶，科學家採用與CO2氣體保持平衡過的重碳酸鹽體系，可用來測定各種產生H+的酶反應，如各種還原酶，可使NADH變為NAD和H+，而H+會促使反應體系中重碳酸鹽變為CO2氣體。
二、比色法與分光光度法
在20世紀上半個世紀華勃儀得到研究實驗室廣泛的應用，並在酶學上得到豐碩的成果。但此法操作煩瑣，技術要求高而且靈敏度低。臨床常規中很少使用。多使用簡單易行的比色法測酶活性。在上半個世紀建立了一些適用於常規工作的測酶活性濃度的方法，如測定澱粉酶的Somogyi法，鹼性磷酸酶的Bodansky法、King法等等。這些方法都是在酶和底物作用一段時間後停止酶反應，加入各種化學試劑與產物或基質反應呈色，用比色計在可見光處比色，同時將被測物質作標准管或標准曲線，比較後計算出在此段時間內產物生成量或底物消耗量，從而求得反應速率v。
比色法從50年代起逐步被分光光度法所取代。這是因為分光光度法有以下幾個顯著優點：一是測定范圍不只局限在可見光，還可擴展到紫外和紅外部分。這就為擴大測定酶范圍提供了可能性。二是提供了尋找一類不需停止酶反應就可直接測定產物生成量或底物消耗量方法的可能性。例某一酶催化下列反應A－＞B＋C，A、B、C三種物質用分光光度法的吸收光譜如圖17-1所示。
圖17-1 A、B、C三種物質的吸收曲線
可以看到C在560nm處有一吸收峰，而A和B在此處無吸光度變化因此無需停止酶反應，只要在560nm處測定吸光度變化就很容易計算出C的變化速度，而且C物質比A、B二物質有更高的吸收峰，即靈敏度最高。
這類方法中最成功的是Warburg在50年代利用NAD（P）H和NAD（P）吸收光譜差異建立的測酶活性濃度方法。NAD（P）H在340nm處有一吸收峰，而NAD（P）在此波段卻毫無吸光性。因此建立了一類和原來比色法截然不同方法。不需停止酶反應，在340nm根據吸光度變化，就可觀察到酶反應變化全過程。
第三個優點是不需要如比色法那樣，作標准管或標准曲線，因為分光光度計使用近似單色光的光源，在此條件下，某一特定物質的吸光度為常數，即人們所熟悉的摩爾吸光度（molar absorbance）。根據此值從吸光度△A/△T不難計算出酶催化反應速度v。
分光光度計的這些簡便、准確等特點使它在近年來已逐步取代比色法而成為目前最流行的方法。其缺點是需要精確帶恆溫裝置的分光光度計，在經濟不發達地區尚難推廣。
分光光度法的技術多樣化。設計得當可用於各種酶的測定。表17-2是一些可用於分光光度法的氧化還原物質特性。
除了前述的NAD(P)H系統可用於脫氫酶測定外，可利用黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）來測定各種含這二個輔基的酶。它們的氧化型在450nm有一很強吸收峰，而還原型的吸光度很低，同樣細胞色素還原型在可見光有一個非常明顯和很窄的吸收峰，都使人們很容易用分光光度法研究這些酶的作用。上述物質主要用於氧化還原酶的測定。
科學家還設計出一系列人工合成酶的底物，用於其它酶的分光光度法測定。例如合成了很多對硝基酚的衍生物，用於各種水解酶的測定。鹼性磷酸酶底物磷酸對硝基酚就是一個成功例子。又如測芳香基硫酸酯酶，可使用人工合成的硫酸對硝基酚為底物，其分解產物的吸收峰由原來的278nm變為318nm，Webb成功地在330nm進行此酶監測
表17-2 一些氧化還原物質的特性
物質 波長（nm） 克分子吸光度
還原型 氧化型
NAD，NADP 340 6300 0
FMN 450 12200
FAD 450 11300
細胞色素C 550 29500 8300
亞甲藍（等消光點） 610 0 41000
二氫酚吲哚酚 600 0 21000
吩嗪甲酯硫酸 388 1500 22000
抗壞血酸 265 15100
連二亞硫酸鹽 314 8000 0
氰化鐵（亞鐵） 420 0 1020
分光光度法的上述原理還可以用於其它酶的測定，如烯醇化酶、延胡索酸水解酶的底物由於含不飽和鍵，在330nm處有很強吸收峰，而酶作用產物無此不飽和鍵。則不難在330nm處對這些酶進行直接測定。
此後在分光光度法的發展過程中又導入了酶偶聯技術。使得分光光度法幾乎能測定所有的酶。因此臨床實驗室工作者如不能很好掌握分光光度法的技術，不了解各種影響因素，要作好酶的測定是很困難的。
三、熒光法和同位素法
分光光度法有一個缺點，即靈敏度較低。有些標本中酶濃度很低時往往測不出來。此時可考慮改用熒光法，可將測定靈敏度提高2-3個數量級。如科學家合成了一系列甲基傘形酮的衍生物，可取代對硝基酚衍生物做為一些水解酶的底物，由於水解產物甲基傘形酮有強烈熒光，大大提高測定的靈敏度，就是分光光度法中最常用的NAD(P)H反應系統，也可改用熒光法，在340nm紫外線激發下NAD(P)H產生強烈的藍色熒光，而NAD(P)不被激發。此外，還可使用在熒光法基礎上發展起來的時間分辨熒光法，例如北京醫院就曾利用此種靈敏度極高方法測定很難用其它方法檢測的腦脊液中微量的烯醇化酶。熒光法不易掌握，對所用的試劑、容器和儀器都要求很高，否則易產生非特異熒光干擾測定，或者引起熒光的淬滅使測定不準，故此種方法多用於研究實驗室，少用於常規實驗室。為提高靈敏度，還可使用同位素標記的底物進行酶測定，例如，有人以C12標記的乙醯膽鹼為底物測定膽鹼酯酶，在酶作用後以離子交換法分離出含C14的乙酸。同位素方法由於對人體有害，操作麻煩，目前已很少使用。
四、其它方法
離子選擇電極法，旋光法等有時用於測定特定的酶，當酶反應牽涉到有酸鹼變化時，很容易用pH儀直接觀察酶反應過程中H+的變化。直接用pH儀測酶反應有兩個缺點：一是隨pH變化，會偏離酶作用的最適pH值，不可避免地引起酶反應速度變慢。其二是如測定的標本不是純酶時標本中其他蛋白及其它有緩衡能力的物質將會影響所測pH變化的程度。此時如改用電位滴定儀則更為適合。此儀器可在酶反應過程中不斷向反應體系中加入酸或鹼以維持反應體系pH的恆定，而加入的酸鹼量只與體系中H+變化量相關，和反應體系中緩衡能力無關。
同樣如酶反應中有O2變化，可使用氧電極來監測酶反應過程，這可用來測定葡萄糖氧化酶活性，Chappell還成功地將此技術用於測線粒體的氧化能力。還曾有人嘗試用二氧化碳和氨電極測酶，由於這些電極反應時間較慢，不利於檢測酶反應速度。有些酶的反應物為光學異構體，則可根據旋光度變化來追蹤酶反應。某些反應物如羥基酸本身雖無旋光性，但與鉬結合後產生很高的旋光性。根據此特性建立了測定延胡索酸水合酶的方法。還有個別酶的測定使用了極譜法、高效液相色譜法等。總之，實驗室工作者完全可以根據實驗室現有儀器和技術，創造性地建立一些新的測活性濃度的方法。
⑵ 常用生化檢測項目分析方法舉例及參數設置
常用生化檢測項目分析方法舉例及參數設置
常用生化檢測項目有哪些你知道嗎?你對常用生化檢測項目了解嗎?下面是我為大家帶來的關於常用生化檢測項目分析方法舉例及參數設置的知識，歡迎閱讀。
一、常用生化檢測項目
1.終點法檢測常用的有總膽紅素(氧化法或重氮法)、結合膽紅素(氧化法或重氮法)、血清總蛋白(雙縮脲法)、血清白蛋白(溴甲酚氯法)、總膽汁酸(酶法)、葡萄糖(葡萄糖氧化酶法)、尿酸(尿酸酶法)、總膽固醇(膽固醇氧化酶法)、甘油三酯(磷酸甘油氧化酶酶法)、高密度脂蛋白膽固醇(直接測定法)、鈣(偶氮砷Ⅲ法)、磷(紫外法)、鎂(二甲苯胺藍法)等。以上項目中，除鈣、磷和鎂基本上還使用單試劑方式分析因而採用一點終點法外，其它測定項目都可使用雙試劑故能選用兩點終點法，包括總蛋白、白蛋白測定均已有雙試劑可用。
2.固定時間法苦味酸法測定肌酐採用此法。
3.連續監測法對於酶活性測定一般應選用連續監測法，如丙氨酸氨基轉移酶、天冬氨酸氨基轉移酶、乳酸脫氫酶、鹼性磷酸酶、γ谷氨氨醯基轉移酶、澱粉酶和肌酸激酶等。一些代謝物酶法測定的項目如己糖激酶法測定葡萄糖、脲酶偶聯法測定尿素等，也可用連續監測法。
4.透射比濁法透射比濁法可用於測定產生濁度反應的項目，多數屬免疫比濁法，載脂蛋白、免疫球蛋白、補體、抗"O"、類風濕因子，以及血清中的其他蛋白質如前白蛋白、結合珠蛋白、轉鐵蛋白等均可用此法。
二、分析參數設置
分析儀的一些通用操作步驟如取樣、沖洗、吸光度檢測、數據處理等，其程序均已經固化在存儲器里，用戶不能修改。各種測定項目的分析參數(analysisparamete)大部分也已設計好，存於磁碟中，供用戶使用;目前大多數生化分析儀為開放式，用戶可以更改這些參數。生化分析儀一般另外留一些檢測項目的空白通道，由用戶自己設定分析參數。因此必須理解各參數的確切意義。
一、分析參數介紹
(一)必選分析參數
這類參數是分析儀檢測的前提條件，沒有這些參數無法進行檢測。
1.試驗名稱 試驗名稱(test code)是指測定項目的標示符，常以項目的英文縮寫來表示。
2.方法類型(也稱反應模式) 方法類型(assay)有終點法、兩點法、連續監測法等，根據被檢物質的檢測方法原理選擇其中一種反應類型。
3.反應溫度 一般有30℃、37℃可供選擇，通常固定為37℃。
4.主波長 主波長(primary wavelength)是指定一個與被測物質反應產物的光吸收有關的波長。
5.次波長 次波長(secondary wavelength)是在使用雙波長時，要指定一個與主波長、干擾物質光吸收有關的波長。
6.反應方向 反應方向(response direction)有正向反應和負向反應兩種，吸光度增加為正向反應，吸光度下降為負向反應。
7.樣品量 樣品量(sampling volum)一般是2μl～35μl，以0.1μl步進，個別分析儀最少能達到1.6μl。可設置常量、減量和增量。
8. 第一試劑量 第一試劑量(first regengt volum)一般是20～300μl，以1μl步進。
9. 第二試劑量 第二試劑量(second regengt volum)一般也是20～300μl，以1μl步進。
10.總反應容量 總反應容量(total reacting volum)在不同的分析儀有一個不同的規定范圍，一般是180～350μl，個別儀器能減少至120μl。總反應容量太少無法進行吸光度測定。
11.孵育時間 孵育時間(incubate time)在終點法是樣品與試劑混勻開始至反應終點為止的時間，在兩點法是第一個吸光度選擇點開始至第二個吸光度選擇點為止的時間。
12.延遲時間 延遲時間(delay time)在連續監測法中樣品與反應試劑(第二試劑)混勻開始至連續監測期第一個吸光度選擇點之間的時間。
13.連續監測時間 連續監測時間(continuous monitoring time)在延遲時間之後即開始，一般為60～120s，不少於4個吸光度檢測點(3個吸光度變化值)。
14.校準液個數及濃度 校準曲線線性好並通過坐標零點的，可採用一個校準液(calibrator);線性好但不通過坐標零點，應使用兩個校準液;對於校準曲線呈非線性者，必須使用兩個以上校準液。每一個校準液都要有一個合適的濃度。
15.校準K值或理論K值 通過校準得到的K值為校準K值(calibrate coefficient)或由計算得出的K值為理論K值。
16.線性范圍 即方法的線性范圍(linearity range)，超過此范圍應增加樣品量或減少樣品量重測。與試劑/樣品比值有關。
17.小數點位數 檢測結果的小數點位數(decimal point digit)。
(二)備選分析參數
這類分析參數與檢測結果的准確性有關，一般來說不設置這類分析參數，分析儀也能檢測出結果，但若樣品中待測物濃度太高等，檢測結果可能不準確。
1.樣品預稀釋 設置樣品量、稀釋劑量和稀釋後樣品量三個數值，便可在分析前自動對樣品進行高倍稀釋。
2.底物耗盡值 底物耗盡值(substrate exhaust limit)在負反應的酶活性測定中，可設置此參數，以規定一個吸光度下降限。若低於此限時底物已太少，不足以維持零級反應而導致檢測結果不準確。
3.前區檢查 免疫比濁法中應用，以判斷是否有抗原過剩。將終點法最後兩個吸光度值的差別(ΔA)設置一個限值，如果後一點的吸光度比前一點低，表示已有抗原過剩，應稀釋樣品後重測。
4.試劑空白吸光度范圍 超過此設定范圍表示試劑已變質，應更換合格試劑。
5.試劑空白速率 連續監測法中使用，是試劑本身在監測過程中沒有化學反應時的變化速率。
6.方法學補償系數 用於校準不同分析方法間測定結果的一致性，有斜率和截距兩個參數。
7.參考值范圍 對超過此范圍的測定結果，儀器會列印出提示。
(三)某些參數的特殊意義
1.最小樣品量 最小樣品量是指分析儀進樣針能在規定的誤差范圍內吸取的最小樣品量。一般分析儀的最小樣品量是2μl，目前也有小至1.6μl的。在樣品含高濃度代謝產物或高活性酶濃度的情況下往往需採用分析儀的最小樣品量作為減量參數，從而使分析儀檢測范圍(與線性范圍不同)的上限得以擴大。
2.最大試劑量 方法靈敏度很高而線性上限低的檢測項目，如血清白蛋白的溴甲酚氯法測定，以往手工法操作時樣品量10μl，試劑量4ml，這樣試劑量/樣品量比例(R/S)為200，線性上限則為60g/L。此法移植到分析儀上後，R/S卻很難達到200，致使線性上限變低。因此對這類檢測項目最大試劑量非常重要。
3.彈性速率 在酶活性測定中，當酶活性太高，在連續監測期中已不呈線性反應時，有些儀器具有彈性速率(flexrate)功能，能自動選擇反應曲線上連續監測期中仍呈線性的吸光度數據計算結果，使酶活性測定的線性范圍得以擴大。如AST可從1000U/L擴展至4000U/L，從而減少稀釋及重測次數、降低成本。
4.試劑空白速率 當樣品中存在膽紅素時，膽紅素對鹼性苦味酸速率法或兩點法測定肌酐有負干擾。因為膽紅素在肌酐檢測的波長505nm有較高光吸收，而且膽紅素在鹼性環境中可被氧化轉變，因而在肌酐反應過程中膽紅素的光吸收呈下降趨勢。若在加入第一試劑後一段時間內設置試劑空白速率，因為此段中苦味酸尚未與肌酐反應，而膽紅素在第一試劑的鹼性環境中已同樣被氧化轉變，因而以第二試劑加入後的速率變化，減去試劑空白速率變化，便可消除膽紅素的負干擾，見圖7-8。
二、單波長和雙波長方式
(一)概念
採用一個波長檢測物質的光吸收強度的`方式稱為單波長(mono-wavelength)方式。當反應液中含有一種組分，或在混合反應液中待測組分的吸收峰與其它共存物質的吸收波長無重疊時，可以選用。在吸光度檢測中，使用一個主波長和一個次波長的稱雙波長方式。當反應液中存在干擾物的較大吸收、從而影響測定結果的准確性時，採用雙波長方式更好。
(二)雙波長的作用
雙波長(di-wavelength)測定優點是①消除噪音干擾;②減少雜散光影響;③減少樣品本身光吸收的干擾。從光源，到比色杯、單色器、檢測器的整個光路系統中，均存在著隨時間發生變化的不穩定的檢測信號，即噪音，而雙波長檢測是同時進行的，兩種波長檢測產生的噪音基本上相同，因而能消除噪音干擾。當樣品中存在非化學反應的干擾物如甘油三酯、血紅蛋白、膽紅素等時，會產生非特異性的光吸收，而干擾測定結果的准確性。採用雙波長方式測定可以部分消除這類干擾，提高檢測的准確性。
(三)次波長的確定方法
當被測物的主波長確定之後，再選擇次波長。如根據甘油三酯等干擾物吸收光譜特徵，選擇次波長，使干擾物在主、次波長處有盡可能相同的光吸收值，而被測物在主、次波長處的光吸收值應有較大的差異。一般來說，次波長應大於主波長100nm。以主波長與次波長吸光度差來計算結果。
(四)雙波長的具體應用
對於某些反應速度快且無法設置為兩點終點法的分析項目，尤其是單試劑分析中，可以利用雙波長的方式來部分消除樣品本身的光吸收干擾。目前用單試劑法測定的項目應用雙波長的為血清總蛋白(雙縮脲法)主波長500nm，次波長576nm;血清白蛋白(溴甲酚氯法)主、次波長分別為600和700nm;鈣(偶氮砷Ⅲ法)主、次波長分別為 660、770nm;磷(紫外比色法)主、次波長為340、405nm，鎂(二甲苯胺藍法)主、次波長為505和 600nm。
三、單試劑和雙試劑方式
反應過程中只加一次試劑稱單試劑方式，加兩次試劑便為雙試劑方式。目前的生化分析儀大多可用雙試劑方式分析，其優點是：①可提高試劑的穩定性，多數雙試劑混合成單一工作試劑時，其穩定時間縮短;②能設置兩點終點法，來消除來自樣品本身的光吸收干擾;③在某些項目檢測時能消除非特異性化學反應的干擾。如血清ALT測定，血清中的內源性丙酮酸及其它酮酸也可與試劑中的指示酶(乳酸脫氫酶)起反應，使結果偏高。若先加入缺乏α-酮戊二酸的第一試劑，使其它酮酸與指示酶反應之後再加入含有α-酮戊二酸的第二試劑，啟動真正的ALT酶促反應生成丙酮酸，而丙酮酸與乳酸脫氫酶的反應消耗的NAD+能真正反映ALT的活性，從而消除以上副反應的影響。
四、測定過程的自動監測
各種自動生化分析儀或多或少都具有對測定過程進行各種監測的功能，以便在沒有人"監督"化學反應的情況下提高檢測的准確性。高檔分析儀的監測功能更強。
1.試劑空白監測 每種試劑都有一定的空白吸光度范圍，試劑空白吸光度的改變往往提示著該試劑的變質：如利用Trinder反應為原理的檢測試劑會因酚被氧化為醌而變為紅色;鹼性磷酸酶、γ-谷氨醯轉移酶、澱粉酶等檢測試劑會因基質分解出硝基酚或硝基苯胺而變黃;有些試劑久置後變渾濁。這些情況均可使空白吸光度升高。丙氨酸氨基轉移酶、天冬氨酸氨基轉移酶等負反應檢測項目，其試劑在放置過程中空白吸光度會因NADH自行氧化為NAD+而下降等。
試劑空白的測定方法有兩種：①每瓶試劑在使用前通過對試劑空白校準來確定試劑空白吸光度，這種方式適用於先取樣品後加試劑的分析儀。②每個樣品測定前均檢測試劑空白吸光度，適用於先加試劑後取樣品的分析儀。
2.試劑空白變化速率監測 一些酶試劑在反應溫度下不穩定，其空白吸光度可隨著時間逐漸發生變化，這種變化的主要原因與工具酶或輔酶的純度有關，且因試劑的組成和生產廠家的不同而不同。這種變化會影響測定結果的准確性，一般使結果偏高。如果設置此項監測，分析儀在結果計算時會自動減去試劑空白變化速率。在以監測NAD(P)H減少為指示反應的酶活性測定中，空白速率可監測並消除由NADH自身氧化所造成的吸光度下降;在色素原為底物的酶活性測定中，空白速率可監測並消除底物自身分解造成的吸光度升高。有關空白速率監測在膽紅素對鹼性苦味酸速率法測定肌酐負干擾消除中的作用，已如前述。
3.樣品信息監測 由於樣品的溶血、脂濁、黃疸會對測定結果產生非化學反應的干擾。根據溶血、脂濁、黃疸的光譜吸收特性，用雙波長或多波長檢測其性質和程度，一般是測定樣品在600nm/570nm、700nm/660nm和505nm/480nm吸光度比值的大小來分別判斷樣品溶血、脂濁和黃疸程度。然後在結果計算時自動減去這部分干擾，這將有利於提高分析結果的可靠性。
4.結果可靠性監測
(1)終點監測：終點法測定要判斷所選的測光點是否到達終點或平衡點。一些分析儀在所選終點後再選一個測光點，比較這兩點吸光度的差異來判斷反應是否到達終點。
(2)線性期監測：連續監測法選擇時間-吸光度反應曲線上的線性期來計算酶活性或被測物濃度，因此儀器要確定此連續監測期是否呈線性。其監測方法為①將連續監測到的各吸光度值進行線性回歸，計算出各點的方差，根據方差值的大小來判斷是否呈線性;②取連續監測期開始若干點的變化速率與連續監測期最後若干點的變化速率進行比較，來判斷是否為線性期。
5.底物消耗的監測 在連續監測法測定酶活性時，如果在監測期內吸光度上升或下降超過其底物耗盡值，則說明該樣品酶活性非常高，底物將被耗盡，監測期的吸光度將偏離線性，使測定結果不可靠。此時不列印結果或列印結果同時也列印出底物耗盡提示，該樣品應稀釋一定的倍數重新測定。此監測對於採用負反應分析酶活性的方法甚為重要。見圖7-9
6.方法線性范圍監測 每種待測物分析都有一個可測定的濃度或活性范圍，樣品結果若超過此范圍，分析儀將顯示測定結果超過線性范圍的提示，多數分析儀會自動將樣品減量或增量重新測定。
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