浅析Luminex系统在生命科学研究领域上的应用

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在生命科学研究领域，为了满足不同的检测需求，多重检测技术应运而生。如在后基因组时代发展起来的，可用于细胞因子检测的新一代标准化、开放式的通用型多指标并行检测平台Luminex，采用荧光编码微球带有针对不同目标分子的特异性抗体，不同的微球在一定程度上可以自由组合，这样在一次实验中可以同时完成多个目标分子的分析。

目前运用LuminexxMAP技术进行临床诊断和基础研究成为生命科学研究领域的一大热点，美迪西拥有的流式CBA、MSD、Luminex系统等高端技术平台可以全面进行各种single plex或multiplex多形式的细胞因子检测和生物标志物检测。Luminex 200系统主要用于体外检测，该系统专门用于进行多种基于xMAP技术的实验室测试，检测xMAP微球表面的生物分子反应，可以同时对单个测试样本中的多达100个分析物进行分析。

Luminex 200生物分析技术平台结合了磁珠/非磁珠多重反应体系、分析软件、技术支持，可提供一个完整的快速、精确的生物标记定量平台。该系统由激光系统、光学系统、液流系统、液流控制系统以及先进的数字处理系统和高通量XY平台组成，提供一整套先进的、完整的液相芯片检测平台。它应用微球和流式细胞仪的原理，微球内部含有三种免疫荧光，通过荧光不同的比例可以区分500 种不同的微球。每种微球可以用来检测一种不同的蛋白或基因。因此利用微球技术可以同时检测高达500 个蛋白或基因。

由于Luminex的开放式结构设计，只需一个xMAP技术平台就能够满足这些应用的巨大需求阔。Luminex可以用于细胞因子、多重病原体和肿瘤生物标志物检测。

1、Luminex系统在细胞因子检测方面的应用

细胞因子参与多种免疫机能，某些细胞因子具有相同功能，并且调节其它细胞因子的合成和分泌，因此同时检测多种细胞因子有利于全面判断机体免疫功能、了解分子水平的免疫调节机制，在疾病的诊断、病程观察、疗效判断及细胞因子治疗监测方面有重要意义，还可用于研究发病机制、药物作用机理和药物临床试验。

  目前最常用于检测体液和细胞培养上清中细胞因子的方法有ELISA、TRFIA等，这些方法灵敏度、特异性和准确性都较好，但是也存在一些局限：每次仅能检测一种细胞因子，如果需要同时分析多种细胞因子，则检测费用较为昂贵并且费时，完成检测所需的样本量较大，非常浪费，对于一些量少的样本（如鼠血清、儿童患者标本）就比较困难。用传统方法检测多种细胞因子时，要求的样品量多，费用高，

Luminex 200细胞因子特点：

（1）灵活性高，既能检测蛋白，又能检测核酸，一举两得，同时兼顾磁珠和非磁珠检测；
​（2）高效性，提供条码扫描器，轻松建立样本信息；

（3）操作界面友好，多用户操作界面，提供友好的操作体验。

​（4）快速、高通量，双激光系统，一次检测100个指标，速度最快可达10000测试/小时。

（5）线性范围广，检测范围可达4-6个数量级；

​（6）高灵敏度、强化分析能力，精密的光学设计提升检测灵敏度、检测低限可达0.01pg/ml，能区别和衡量样本间的微小区别。

（7）既能广泛用于临床，又能用于多学科科研领域。

2、Luminex用于多重病原体的检测

从2002年中国爆发的由新型冠状病毒引起的严重急性呼吸综合征（SARS）到2009年全球爆发的甲型H1N1流行性感冒，这类呼吸道传染病毒以愈演愈烈的趋势威胁着人类的生命健康。Luminex xTAG® 多重呼吸道病毒检测试剂盒（respiratory viralpanel，RVP）以开放式结构平台为基础，将xTAG®技术与xMAP®技术有效地融为一体，能同时在一个患者样本中快速准确地检测多达18种呼吸道病毒及亚型。使用xTAG®RVP检测，能帮助医生快速做出准确的判断，改善患者治疗，降低医疗成本，在临床诊断及疫情监测方面具有广泛的应用价值。

Luminex最新推出多重肠胃道病毒检测试剂盒，可在一孔中同时检测15种常见的导致腹泻的病原体，包括9种细菌、3种病毒及3种寄生虫。

3、Luminex在生物标志物检测上的应用

肿瘤的发生发展是一个多因素、多阶段、多基因变异累积的复杂病变过程。近年来，合理选择几项灵敏度、特异性能互补的肿瘤标志物进行组合检测逐渐成为共识。Luminex“液态芯片”出众的高通量检测性能正好契合了临床肿瘤标志物应用的需求。在不同荧光编码的微球上共价交联上针对不同肿瘤标志物的抗体，将这些带有抗体的微球混合，加入血清后与血清中相应的抗原结合，然后荧光抗体再与抗原结合，最后上机检测，通过两束激光分别检测微球编码和荧光信号，实现对多种肿瘤标志物的联合检测。

现有的肿瘤标志物检测方法主要有：酶联免疫法、放射免疫法、发光法、固态（膜基）芯片法。固态芯片（蛋白芯片）也是一种多指标检测技术，由于其捕获与被捕获分子之间的反应特点，准确性和重复性存在一定的缺陷。目前用于肿瘤标志物检测的主流试剂属于化学发光免疫分析与电化学发光免疫分析两大类。

Luminex液态芯片技术与化学发光、电化学发光技术一样同属发光类技术之一，具有灵敏度高、重复性好、线性范围广等优点，同时又由于其独特的检测原理，液态芯片具备了其他发光类技术所不具备的高通量检测能力，代表了临床肿瘤标志物检测的应用趋势。随着液态芯片肿瘤标志物检测试剂获得市场准入，逐渐进入临床实验室和各大体检机构，其强大的检测能力和高质量的检测数据迅速引起了国内临床检验界的广泛关注。

Luminex系统应用的领域概括：

（1）自身免疫研究；

（2）肿瘤研究：肿瘤标记物检测、HPV检测；

（3）流行病监测；

（4）HLA分型检测；

（5）心血管疾病研究；

（6）糖尿病与代谢病研究；

（7）信号通路研究；

（8）基因突变研究等众多领域。