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3-(2'-螺旋金剛烷)-4-甲氧基-4-(3"-磷酰氧基)苯-1,2-二氧雜環丁烷/AMPPD

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英文名稱:AMPPD;ADPS;N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methoxyaniline sodium salt
CAS號:122341-56-4

C18H23O7P=382.344781

級別:BR

含量:≥98%

性狀:白色至類白色粉末 ,溶于正丁醇,二甲基亞砜等

用途:生化研究。AMPPD在堿性條件下,被AP酶解生成相當穩定的AMP-D陰離子,其有2~30min的分解半衰期,發出波長為470nm的持續性光,在15min時其強度達到高峰,15~60min內光強度保持相對穩定。AMPPD是堿性磷酸酶的化學發光底物,在適宜的緩沖液中,隨著酶的催化水解作用,AMPPD分解成AMP-D,后者發出強度很高的光信號,其發光的速度取決于堿磷酶的濃度。當堿磷酶偶合到雜交的探針時,便可以通過此系統檢測到雜交分子的存在量。

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   文章綜述了目前國際上免疫分析中應用的(金鋼烷)-1,2-二氧乙烷及其衍生物的結構、發光機理、發光性能和特點以及其免疫分析體系。

關鍵詞 AMPPD(金鋼烷)-1,2-二氧乙烷及其衍生物,化學發光免疫分析(CLIA),發光機理,發光性能

     目前,在免疫分析領域中應用多種免疫分析方法,其中化學發光免疫分析 (CLIA)是將免疫反應和化學發光反應相結合,藉以檢測抗原或抗體的技術。它是將發光物質或酶標記在抗原或抗體上,免疫反應結束后,加入氧化劑或酶底物而發光,通過測量發射光強度,根據標準曲線測定待測物的濃度。CLIA的主要優點是靈敏度高、標記物有效期長、檢測范圍寬,可實現全自動化等。CLIA具有強大的生命力,在國際和國內倍受臨床用戶和生物醫學工作者的重視。近十年來 CLIA 的發展迅猛,國外已開發出多種化學發光物質,CLI 2A 系統,以及全自動化化學發光儀。不同的化學發光物質發光機理和發光性能不同,不同的 CLIA系統原理和方法各異。在眾多的化學發光分子當中,1,2-二氧雜環類是發光效率最高的一類AMPPD 3-( 2-螺旋金剛烷) -4-甲氧基-4-( 3-磷氧酰) -苯基-1,2-二氧環乙烷作為1,2-二氧雜環中最具代表性的化學發光分子它的化學發光性質一直是人們研究的熱點。本文綜述了目前國際上免疫分析中應用的幾種( 金鋼烷) - 1 , 2 - 二氧乙烷類及其免疫分析體系。

    (金鋼烷)-1,2-二氧乙烷及其衍生物能發生化學發光的(金鋼烷)-1,2-二氧乙烷,其結構可以表示如下通式:

  其中T通常為環烷烴金鋼烷,起穩定過氧環的作用,X為烷氧基,它的作用是增加2-二氧乙烷的水溶性,Y是發光基團(也叫生色基團和熒光發色團),Z是 Y的保護基團,它與Y連接的化學鍵能被堿性磷酸酶斷裂,而使Z與Y脫離。當酶促使Z從分子中脫離后,二氧乙烷分解成兩個羰基化合物,一個含T,另一個含X和Y,分解反應放出的能量,使Y激發形成一不穩定的電子激發態中間體,當其回到基態時發出光子。可以通過選擇修飾不同取代基Y的二氧乙烷,使發射光的波長和光量子數不同,而通過選擇修飾T和X、Z可改變二氧乙烷的水溶性和分解動力學性質。

    常用于化學發光免疫分析的(金鋼烷)-1,2-二氧乙烷有下面幾種結構:

在上述分子結構中,螺旋金剛烷構成分子的穩定部分,帶有保護基團(磷酸酯或半乳糖吡喃苷)的衍生芳香族結構,則構成易被酶解并在酶解后發光的部分,發光由二氧乙烷斷裂分解成為一個激發態的兩個羰基化合物。例如AMPPD在堿性磷酸酶(AP)作用下磷酸酯基發生水解,脫去一個磷酸基而得到一個中等穩定的中間體AMPPD-(半衰期2-30min),此中間體經分子內電子轉移裂解為一分子的金鋼烷酮和一分子處于激發態的間氧苯甲酸甲酯陰離子,當回到基態時發出波長為470nm的光,并可持續幾十分鐘,其發光機理如下圖所示:

  AMPPD的特性:(1)在堿性環境下,AMPPD的非酶解性的水解程度低,即本底低;(2)AMPPD的熱穩定性好,在pH=7.0的水中,30℃時的分解半衰期為142h ,活化能為21.5kcal/mole;(3)在pH =9.0時,AP酶解AMPPD的速度最快;在pH =9.5時,雖酶解速度略低,但信噪比最低;(4)AMPPD的酶解發光為輝光型,波長為470nm,在15min時強度達到高峰,15- 60min內光信號強度維持一致,變化很小,即使在12h后仍能測定得出正確結果;(5)加入增強劑如聚氯芐乙烯芐基二甲基銨(BDMQ)或BSA等,能明顯增強AP酶解AMPPD的發光強度,增強因素達100-100000倍。增強劑的增強機理目前還不非常清楚,在理論上還沒有精確的解釋,文獻上一般認為AMPPD在中等極化的非質子有機溶劑(如正丁醇,二甲基亞砜等)中的發光強度和檢測靈敏度較在極化的質子溶劑中,尤其是水介質中高。如在水介質中加入增強劑,增強劑包圍在 AMPPD 分子的周圍,可能通過疏水或離子相互作用或二者兼而有之,與 AMPPD 酶解產生的發色團結合,使發色團形成一個穩定的構。這樣使發色團與水分子隔開,從而阻止發色團從激發態回到基態時,非光發射的途徑如振動松馳以熱能的形式釋放全部或部分能量,一些天然的水溶性大分子如水溶性球蛋白BSA、HAS等,和人工合成的聚季銨鹽如 TMQ、BDMQ 等,它們的分子結構中都含有疏水區,能提供一個疏水性微環境,具有穩定發色基團的作用,從而增強發光強度。

CSPD和CDP-Star是繼AMPPD后合成的AP酶解化學發光物質,它們的發光性能優于AMPPD:CSPD和CDP - Star較AMPPD穩定;非酶解性的水解程度更低; 酶解速度更快,達到最大光信號只需要相當于AMPPD時間的一半;且發光信號更強,信噪比更高;CSPD和CDP-Star是目前最理想的AP 酶解化學發光物質。

(金鋼烷)-1,2-二氧乙烷及其衍生物應用于CLIA,通常采用的體系是 Dioxetane/ AP/ En 2hance System ,即用堿性磷酸酶(AP)標記抗原或抗體,用 (金鋼烷)-1,2-二氧乙烷或其衍生物作發光底物,在發光底物中加入增強劑。

 

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