蛋白类生物标志物探索——Luminex、MSD技术

1、什么是生物标志物？

生物标志物是一种可以客观测量和评估的特征，是正常生物过程的指示标志，也是致病过程及治疗后药理学反应的指标。

此外，世界卫生组织（WHO）指出，生物标志物能够体现并测量生物系统与潜在危害间的相互作用，而这类危害的性质可涵盖化学、物理或生物等多种类型。从检测维度来看，生物标志物可用于衡量细胞水平的功能、生理及生化反应，也能监测分子间的相互作用 —— 由此可见，生物标志物的概念范畴实则十分宽泛。

2、生物标志物的检测技术平台有哪些？

生物标志物的分子类型涵盖细胞因子、蛋白质、酶活性、小分子及元素。本期介绍两种重要的检测技术平台：Luminex液相芯片和MSD超敏电化学发光。

（1）Luminex液相芯片技术：

• Luminex技术是结合微球和流式细胞仪的原理来检测蛋白的一种方法，核心是将聚丙乙烯微球或者磁性微球用荧光染料的方法进行编码，通过调节两种荧光染料的不同配比获得最多100种具有不同荧光光谱的微球，每种微球共价交联上针对特定抗原的捕获抗体。
• 应用时，先将针对不同检测物的微球混合，加入待测样本后，靶分子与微球表面的捕获抗体特异结合，每个反应孔中可同时完成最多100种检测反应。上机时仪器通过两束激光分别识别微球的编码和微球上报告分子的荧光信号强度，荧光强度反应微球结合的靶标蛋白的含量，这一步用于定量。因此，利用微球技术，可以同时检测多个蛋白。
• Luminex技术类似多重ELISA检测，也可以实现pg级别的绝对定量，可以检测细胞因子、趋化因子、转录因子和生长因子等260多种蛋白和数以千计基因表达情况，而且一次可以检测多种蛋白指标。

（2）MSD超敏电化学发光技术：

• 电化学发光(Electrochemiluminescence, ECL)是基于ELISA基本原理的一种技术，使用96/384微孔板中(采用石墨材质，背面带有电路)作为底板，捕获抗体形成夹心复合物。
• 待测样本和三联吡啶钌标记的检测抗体加入后，微孔板被置于电化学发光检测仪器中，通电后发生化学反应，使[Ru(bpy)3]3+转变为[Ru(bpy)3]2+，然后再还原为[Ru(bpy)3]3+，形成循环反应。在此过程中，释放的光子(波长620nm)由检测仪器中的CCD相机捕获，其释放量与待测物的浓度成正比。多个激发周期可以放大信号，提高了检测灵敏度。

3、多因子检测的联合方案：

在进行生物标志物筛选时，可用Luminex 液相芯片，精准定量蛋白的表达水平；再借助MSD技术开展特定蛋白检测方案开发，对关键蛋白进行精准定量与方法学验证，为后续锁定可调控关键靶点提供可靠检测支撑。