“多重ELISA”之称的Luminex液相芯片技术综述

一、技术原理概述

Luminex液相芯片检测技术是基于微球编码与流式检测原理建立的高通量蛋白分析方法。其核心技术在于利用聚苯乙烯微球（或磁性微球）作为固相载体，通过两种荧光染料以不同比例进行光谱编码，从而获得多达100种具有独特荧光特征的微球体系。每种编码微球表面均可共价偶联针对特定抗原的捕获抗体，形成具有特异性识别能力的检测单元。

在实际应用中，可将针对不同目标蛋白的编码微球混合，与待测样本共同孵育，样本中的靶分子将特异性地与相应微球表面的捕获抗体结合。随后，加入荧光标记的检测抗体完成“三明治”复合物的构建，实现在单一反应体系中同步完成多达100种目标分子的检测。

检测时，仪器通过双激光系统分别对微球编码和报告荧光信号进行识别：第一束激光判定微球种类，对应目标蛋白的身份；第二束激光测定报告分子的荧光强度，反映该蛋白在样本中的含量，从而实现定量分析。因此，该技术借助微球编码与流式信号采集策略，可在单次实验中同时完成多重蛋白指标的高通量检测。

Luminex技术具备与酶联免疫吸附测定（ELISA）相似的检测原理，但实现了多重化与高通量的显著提升，其检测灵敏度可达皮克（pg）级别，并支持绝对定量分析。目前该技术已广泛应用于细胞因子、趋化因子、生长因子及转录因子等超过260种蛋白的检测，亦可用于基因表达分析，在生物医学研究、临床诊断及药物开发等领域发挥重要作用。

二、工作原理与检测流程

Luminex液相芯片技术是基于荧光编码微球的高通量多重蛋白检测平台。该技术采用多种经不同荧光组合编码的微球作为固相载体，其表面预先包被针对特定分析物的捕获抗体。借助该体系，可在单个反应孔内同时实现多达100种分析物的同步检测，结合96孔板形式，显著提升检测通量，并达到精确定量蛋白水平。

检测流程与原理

第一步：目标分析物捕获
将待测样品加入预先混合的、携带不同荧光编码的微球体系中。每种微球表面固定有相应分析物的特异性捕获抗体。在孵育过程中，样本中的目标分析物与微球表面的捕获抗体发生特异性结合，实现初步分离与富集。

第二步：检测抗体标记与信号放大
加入经生物素标记的分析物特异性检测抗体，使其与已捕获的分析物结合，形成“捕获抗体-分析物-检测抗体”夹心复合物。随后引入偶联藻红蛋白（PE）的链霉亲和素，利用其与生物素的高亲和力结合，完成信号放大体系的构建。

第三步：流式信号采集与定量分析
反应复合物通过双激光流式检测系统进行分析。以Luminex®100™或Luminex®200™分析仪为例：第一束激光识别微球的荧光编码，从而判定所检测的分析物种类；第二束激光测定PE报告荧光的强度，该信号与分析物的结合量成正比，据此实现各目标蛋白的精确定量。

除上述系统外，亦可采用Luminex MAGPIX®分析仪对磁性编码微球进行检测。该系统通过磁场固定微球，并利用两个发光二极管（LED）分别激发微球编码荧光与PE报告荧光，再经CCD相机对每孔进行成像，最终实现信号的同步采集与定量分析。

三、技术优势与应用范围

Luminex液相芯片技术具备显著的技术优势，主要体现于以下几个方面：

多重检测能力：该技术支持在同一反应体系中同时检测多达100种生物靶标，有效提升了实验效率与信息产出。

样本节约性：所需样品体积低，仅需25μL即可完成多重检测，适用于样本量有限的研究场景。

高效省时：典型的多因子检测流程可在约4小时内完成，大幅缩短实验周期。

高灵敏度与精确定量：检测灵敏度高，定量下限可达0.1 pg/mL，能够实现对低丰度蛋白的准确定量分析。

在样本适应性方面，本技术适用于多种生物液体样本，包括血清、血浆、细胞或组织裂解液、脑脊液以及支气管肺泡灌洗液等。

其应用领域广泛，主要包括：

免疫学研究：涵盖免疫调控、炎症反应、心血管疾病、肿瘤微环境、肾毒性评估、代谢研究、神经科学及细胞间相互作用等研究方向。

分析物类型：可检测的蛋白类别丰富，包括但不限于细胞因子、炎症因子、趋化因子、粘附因子、脂肪因子、血管生成相关蛋白、肿瘤标志物、基质金属蛋白酶及其抑制剂等。

四、总结

Luminex液相芯片技术通过将微球编码技术与流式检测原理相结合，实现了蛋白质多重检测的重大突破。该技术不仅保持了传统免疫检测方法的高特异性与灵敏度，更在多指标同步分析、样本需求量、检测通量和实验效率方面展现出显著优势，已成为现代生物医学研究中重要的高通量蛋白分析工具，在基础研究、临床诊断和药物开发等多个领域发挥着关键作用。