FI111663B - Use of time-delayed measurement system for measuring electrochemiluminescence for analytical purposes - Google Patents

Use of time-delayed measurement system for measuring electrochemiluminescence for analytical purposes Download PDF

Info

Publication number
FI111663B
FI111663B FI982482A FI982482A FI111663B FI 111663 B FI111663 B FI 111663B FI 982482 A FI982482 A FI 982482A FI 982482 A FI982482 A FI 982482A FI 111663 B FI111663 B FI 111663B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
electrode
time
electrodes
luminescence
measurement
Prior art date
Application number
FI982482A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI982482A (en
FI982482A0 (en
Inventor
Sakari Mikael Kulmala
Timo Kalevi Korpela
Jarkko Uolevi Eskola
Dimitri B Papkovsky
Timo Vaeinoe Kalevi Ala-Kleme
Leif Aatos Vaere
Mika Kristian Helin
Aija Helena Kulmala
Original Assignee
Korpela Timo
Ala Kleme Timo
Dimitri B Papkovsky
Leif Aatos Vaere
Mika Kristian Helin
Aija Helena Kulmala
Eskola Jarkko
Kulmala Sakari
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korpela Timo, Ala Kleme Timo, Dimitri B Papkovsky, Leif Aatos Vaere, Mika Kristian Helin, Aija Helena Kulmala, Eskola Jarkko, Kulmala Sakari filed Critical Korpela Timo
Priority to FI982482A priority Critical patent/FI111663B/en
Publication of FI982482A0 publication Critical patent/FI982482A0/en
Publication of FI982482A publication Critical patent/FI982482A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI111663B publication Critical patent/FI111663B/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

111663 t111663 t

Elektrokemiluminesenssin aikaerotteisen mittaustavan käyttö analyyttisiin tarkoituksiin 20 Keksintö koskee ns. pitkäkestoista elektrokemiluminesenssia emittoivien leima-aineiden virittämistä käyttäen sähköpulsseja, jotka johdetaan mittausliuokseen tarkoitusta varten erityisesti valmistettujen elektrodien kautta. Virityksen jälkeen leima-aineista lähtevä elektromagneettinen säteily mitataan halutun ajan kuluttua virittämisen jälkeen mittalaitteella.The invention relates to so-called electrochemiluminescence measurement method for analytical purposes. excitation of long-lasting electrochemiluminescence-emitting labels using electrical pulses applied to a measuring solution through specially designed electrodes. After tuning, the electromagnetic radiation emitted from the labels is measured after a desired time after tuning with a measuring device.

2525

Immunodiagnostiset ja hybridisaatioon perustuvat mittausmenetelmät perustuvat miltei 1 yksinomaan tiettyjen molekyylien merkkaukseen toisilla helposti mitattavilla molekyyleillä, eli leima-aineilla. Tällaiset leima-aineet voivat olla radioisotooppeja, säteilyä absorboivia tai fluoresoivia yhdisteitä, entsyymejä, tai tiettyjä metallikelaatteja, 30 jotka on liitetty kovalenttisesti esimerkiksi vasta-aineeseen. Yleisimmin kiinteään materiaaliin sidotun vasta-aineen avulla määritettävä analyytti (A) valikoidaan 2 111663 äärimmäisen suuresta muiden molekyylien seoksesta. Useimmiten vasta-aineeseen taittuneet molekyylit mitataan toisen, myös selektiivisesti analyyttiin (A) kiinnittyvän leimatun vasta-aineen avulla. Voidaan myös leimata analyytti (A), jolloin sen avulla voidaan kilpailureaktiolla määrittää tuntemattoman näytteen analyytin (A) pitoisuus. Ns. 5 moniparametrianalyysi käyttää hyväksi useampaa erilaista leima-ainetta ja useampia vasta-aineita, jolloin samasta näytteestä voidaan mitata useamman analyytin pitoisuus.Immunodiagnostic and hybridization-based measurement methods are almost exclusively based on the labeling of certain molecules with other easily measurable molecules, i.e., labels. Such labels may be radioisotopes, radiation-absorbing or fluorescent compounds, enzymes, or certain metal chelates covalently attached to, for example, an antibody. Most commonly, analyte (A), assayed by a solid-bound antibody, is selected from an extremely large mixture of other molecules. In most cases, the antibody-folded molecules are measured by another labeled antibody, also selectively bound to analyte (A). Analyte (A) can also be labeled to determine the concentration of analyte (A) in the unknown sample by competitive reaction. The so-called 5-parameter multi-parameter analysis utilizes several different labels and antibodies, allowing the concentration of several analytes to be measured in the same sample.

On kehitetty laaja joukko erilaisia kaupallisesti tärkeitä menetelmiä, joissa nimenomaan leimaustekniikka ja leima-aineen mittaus ovat keskeisellä sijalla. Tekniikan tasoa 10 kuvataan esimerkiksi kujassa The Immunoassay Handbook, Edited by David Wild, Stockton Press, New yourk, 1994, sivuilla 1-618.A wide variety of commercially important methods have been developed, with particular emphasis on labeling technology and measurement of the label. Prior art 10 is described, for example, in The Immunoassay Handbook, Edited by David Wild, Stockton Press, New Yourk, 1994, pages 1-618.

Monet orgaaniset yhdisteet ja sanotut metallikelaatit emittoivat voimakkaasti säteilyä kun ne on viritetty korkeampaan energiatilaan sopivin tavoin. Luminesenssiin perustuvat 15 menetelmät ovat siten yleensä äärimmäisen herkkiä, joten ne soveltuvat varsin hyvin esimerkiksi diagnostiikan sovellutuksiin. Herkkyyden alarajan määräävät monesti käytettyjen vasta-aineiden ominaisuudet eikä itse mittaus. Myös monet muut fysikaaliset ja kemialliset seikat voivat huonontaa mittaustuloksia.Many organic compounds and so-called metal chelates give off strong radiation when tuned to a higher energy state in appropriate ways. Luminescence-based methods are thus generally extremely sensitive and are therefore well suited, for example, for diagnostic applications. The lower limit of sensitivity is often determined by the properties of the antibodies used and not by the measurement itself. Many other physical and chemical factors can also degrade measurement results.

20 Leima-aineiden virittäminen voidaan saada aikaan monilla eri tavoilla. Yleisimmin käytetään valoa, mutta viritys voidaan myös saada aikaan sähköisesti. Se tehdään yksinkertaisessa kennossa, jossa on ainoastaan sopivat elektrodit, joille johdetaan .· jännitepulsseja. Tarvittava laitteisto on huomattavasti yksinkertaisempi ja halvempi kuin valolla viritettäessä, koska ei tarvita kalliita ja herkkiä optisia komponentteja. Sähköinen 25 viritys voidaan toteuttaa sekä vesiliuoksissa, joissa bioaffmeteettimääritykset lähes aina suoritetaankin, että myöskin vedettömissä liuottimissa.20 There are many ways in which the excitation of the labels can be achieved. Light is most commonly used, but excitation can also be achieved electronically. This is done in a simple cell with only suitable electrodes to be applied. The hardware required is much simpler and less expensive than light tuning, since no expensive and sensitive optical components are needed. Electrical tuning can be carried out both in aqueous solutions, where bioaffectivity determinations are almost always performed, and in nonaqueous solvents.

Vedettömissä liuottimissa sähköiseen viritykseen käytetään tavallisesti aktiivisia metallielektrodeja (esim. Pt ja Au), joita ei varsin pienillä potentiaaleilla esiintyvien 30 hapen- ja vedynkehitysreaktioiden vuoksi voida käytännössä lainkaan käyttää himinoforien virittämiseen vesiliuoksissa. Sensijaan eristepintaiset metallielektrodit (esim. oksidipintainen alumiinielektrodi) soveltuvat tähän tarkoitukseen erinomaisesti, « 3 111663 sillä eristävä oksidikerros antaa mahdollisuuden tuottaa vesiliuokseen samanaikaisesti erittäin hapettavat ja pelkistävät olosuhteet, jolloin energeettisten redox-reaktioiden seurauksena on mahdollista tuottaa virittyneessä tilassa olevia luminoforimolekyylejä, jotka perustilaan palatessaan emittoivat tyypillistä (elektrokemi)luminesenssia (EKL). 5 Tällaisia elektrodeja on kuvattu tarkemmin patenttihakemuksessa Kulmala et ai. FI 970593. Tällöin on mahdollista virittää samanaikaisesti optisilta ja redox-ominaisuuksiltaan hyvinkin erilaisia luminoforga, ja käyttää detektointiin aUonpituusdiskriminaatiota. Näin pystytään sähköisen virityksen jälkeen mittaamaan erilaisia leima-aineita samanaikaisesti, jos ne emittoivat eri aallonpituuksilla. Usein 10 kuitenkin leima-aineiden emissiovyöt ovat suhteellisen leveitä, mikä rajoittaa kovin usean leiman käyttöä.In anhydrous solvents, active metal electrodes (eg, Pt and Au) are usually used for electrical excitation, which, due to the relatively low potential oxygen and hydrogen evolution reactions, are practically non-usable for excitation of anthrophores in aqueous solutions. Instead, insulating metal electrodes (e.g., oxide-coated aluminum electrode) are well suited for this purpose, «3 111663 because the insulating oxide layer allows the simultaneous production of highly oxidizing and reducing conditions in the aqueous solution, which enables the (electrochemistry) luminescence (ECL). Such electrodes are described in more detail in Kulmala et al. FI 970593. It is then possible to excite luminophores of very different optical and redox properties simultaneously, and to use wavelength discrimination for detection. In this way, after electron excitation, different labels can be measured simultaneously if they emit at different wavelengths. Often, however, the emission belts of the labels are relatively wide, which greatly limits the use of multiple labels.

Tämän keksinnön mukaisesti havaittiin että, jos leima-aineina käytetyt luminoforit valitaan sopivasti, on edelläkuvatuilla eristepintaisilla elektrodeilla mahdollista tuottaa 15 myös näiden luminoforien pitkäikäistä luminesenssia. Tällöin voidaan soveltaa aikaerotteista mittaustapaa, jossa luminoforien emittoima spesifinen, pitkäikäinen luminesenssi rekisteröidään vasta sen jälkeen, kun lyhytikäinen taustaluminesenssi on sammunut. Tällöin saavutetaan yleensä erittäin alhaiset toteamisrajat ja erinomainen signaali/kohina-suhde.In accordance with the present invention, it has been found that, if the luminophores used as labels are suitably selected, the insulating surface electrodes described above can also produce long-term luminescence of these luminophores. In this case, a time-resolved measurement method can be applied in which the specific, long-lived luminescence emitted by the luminophores is recorded only after the short-lived background luminescence has ceased. This usually results in very low detection limits and an excellent signal to noise ratio.

2020

Aikaerotteisuudella tässä keksinnössä tarkoitetaan sitä että sähköisen virityspulssin jälkeen erilaisista leima-aineista saadaan emissiopulssi eri ajoin ja sen kesto on eri pituinen eri molekyyleillä. Tässä keksinnössä ei oteta kantaa siihen johtuuko viivästynyt emissio hitaasta kemiallisesta reaktiosta vai virittyneen tilan hitaasta purkautumisesta 25 virittyneellä molekyylillä. Ainoastaan jälkimmäinen ilmiö tapahtuu kun luminoforeja viritetään valolla, ja silloinkin hyvin harvinaisissa tapauksissa.By time difference in the present invention, it is meant that, after an electrical excitation pulse, the emulsion pulse is obtained from different labels at different times and of different lengths with different molecules. The present invention does not contemplate whether delayed emission is due to a slow chemical reaction or a slow discharge of the excited state by the excited molecule. Only the latter phenomenon occurs when luminophores are excited with light, and even in very rare cases.

Aikaerotteinen mittaus on sinänsä ennestään tunnettuja käytetty lantanidi-ionien kelaattien yhteydessä käyttäen fotoeksitaatiota (I. Hemmilä, "Applications of 3 0 Fluorescence in Immunoassays", John Wiley & Sons, New York, 1991.Time difference measurement is known per se for chelating lanthanide ions using photoexcitation (I. Hemmilä, "Applications of 30 Fluorescence in Immunoassays", John Wiley & Sons, New York, 1991).

Tällöin päämääränä on ollut alhaisen taustasignaalin saavuttaminen sulkemalla pois epäspesifinen näytteen luminesenssin komponentti. Aiemmin on luultu, että 4 111663 aikaerotteinen detektiotapa soveltuu vain sähköisesti viritettyjen Tb(III) ja Eu(HI) kelaattien määrittämiseen, koska vain lantanidikelaattien lmninesenssin elinikä on teroriassa riittävän pitkä aikaerotteista detektiota varten (Kankare et ai., UK Patent GB 2 217 007 B ). Kuitenkin teorian vastaisesti olemme yllättäen havainneet, että useat 5 orgaaniset luminoforit ja transitiometallien organometalliyhdisteet tuottavat pitkäikäistä luminesenssia sähköisen virityksen tapauksessa, vaikka kyseistä luminoforia valolla viritettäessä pitkäikäistä luminesenssia ei syntyisikään.Here, the goal has been to achieve a low background signal by excluding the non-specific luminescence component of the sample. Previously, it has been believed that the 4,116,663 time-resolved detection method is only suitable for the determination of electrically excited Tb (III) and Eu (HI) chelates, since only lanthanide chelates have a sufficient lifespan for time-resolved detection (Kankare et al., UK Patent GB 2 217 007 B). ). However, contrary to theory, we have surprisingly found that several organic luminophores and transition metal organometallic compounds produce long-lived luminescence in the case of electric excitation, even if long-term luminescence is not produced by light excitation of this luminophore.

Tämän keksinnön mukaisesti, voidaan käyttää muun tyyppisiä kuin edellä mainittuja 10 lantanidikelaatteja luminoforeina aikaerotteisissa mittauksissa sähköisesti viritettäessä.According to the present invention, other types of lanthanide chelates other than those mentioned above can be used as luminophores in time-resolved measurements when electrically excited.

Keksinnön toisena erittäin merkittävänä etuna on se, että käyttämällä sekä aallonpituusdiskriminaatiota että aikaerotteisuutta, voidaan käyttää noin kaksinkertaista määrää samasta näytteestä mitattavia leima-aineita. Näin ollen esimerkiksi kolmen 15 leiman sijasta voidaan käyttää kuutta erilaista leima-ainetta ja voidaan mitata samasta näytteestä kuutta analyyttiä. Tämä alentaa huomattavasti analyysikustannuksia, mihin nykyisin pyritään terveydenhuollossa. Toisaalta voidaan myös saavutettua etua hyödyntää erilaisilla mittauksen sisäisillä varmistuksilla, niin että esimerkiksi yhtä leima-ainetta käytetään sisäisenä kontrollina. Moniparametrimittauksissa voidaan myös 20 määrittää eri analyyttien suhdetta ja päästä näin huomattavaan mittausvarmuuden kasvuun ja/tai saada mittauksesta laadullisesti uutta tietoa kuten on esitetty esimerkiksi patenttijulkaisussa Katroukha et ai. FI 960167 kahdessa eri muodossa esiintyvän ’ · ‘ troponiini I:n tapauksessa.Another very significant advantage of the invention is that by using both wavelength discrimination and time resolution, about twice the amount of labeled material from the same sample can be used. Thus, for example, instead of three labels, six different labels can be used and six analytes can be measured from the same sample. This will significantly reduce the cost of analysis currently pursued in healthcare. On the other hand, the advantage obtained can also be utilized by various internal assurances of the measurement so that, for example, one label is used as an internal control. In multiparameter measurements, it is also possible to determine the ratio of different analytes, thereby providing a significant increase in measurement reliability and / or obtaining qualitatively new data from the measurement as disclosed, for example, in Katroukha et al. EN 960167 in the case of troponin I in two different forms.

25 Sähköistä viritystä käyttämällä keksinnössä kuvatulla tavoin saavutetaan myös huomattavia laiteteknisiä etuja. Keksinnön mukaisesti voidaan helposti virittää yhtäaikaisesti kaikki leima-aineet yksinkertaisella ja halvalla laitteella. Koska viritys ,· tapahtuu sähköisten pulssien avulla, voidaan myös emittoituneen valon mittaus helposti ja tarkasti synkronoida emittoituneen valon mittaukseen. Tämä on tärkeää 30 aikaerotteisessa mittaustavassa, jossa on mitattava tietty tarkalleen määrätty aika sähköisen virityspulssin jälkeen.The use of electrical tuning in the manner described in the present invention also provides significant technical advantages. According to the invention, it is easy to tune all the labels simultaneously with a simple and inexpensive device. Since the excitation · is performed by electrical pulses, the measurement of the emitted light can also be easily and accurately synchronized with the emitted light measurement. This is important in 30 time-resolved measuring mode, where a certain, well-defined time after the electrical excitation pulse must be measured.

i 5 111663 detektointiin perustuviin menetelmiin erityisesti moniparametristen määritysten kyseessä ollessa. Käytettäessä tämän keksinnön mukaista aikaerotteista mittaustapaa, saavutetaan huomattavasti alhaisemmat toteamisrajat ja laajemmat lineaariset vastealueet kuin aiemmin esitetyillä detektointimenetelmillä.i 5 111663 detection methods, in particular for multiparametric assays. By using the time-resolved measurement method of the present invention, significantly lower detection limits and wider linear response ranges are achieved than the detection methods described above.

55

Keksinnön tavoitteena on aikaerotteista mittaustapaa hyödyntävä laitteisto, jolla useat erityyppiset leima-aineet voidaan virittää siten, että niitä voidaan hyödyntää bioaffmiteettiin perustuvissa analyyseissä.It is an object of the invention to provide an apparatus utilizing a time-resolved method of measuring which allows different types of labels to be tuned to be used in bio-affinity analyzes.

10 Tavoitteeseen päästään virittämällä leimamolekyylit ennestään tunnetuilla eristepintaisilla metalli- tai puolijohde-elektrodeilla, mutta siten että hyödynnetään lisäksi aikaerotteista mittaustapaa, jolle on tunnusomaista patenttivaatimusten 1-2 esittämät periaatteet.This object is achieved by excitation of the label molecules with previously known dielectric metal or semiconductor electrodes, but also utilizing a time-resolved measurement method characterized by the principles set forth in claims 1-2.

15 Oksidipintaisella alumiinielektrodilla on kokeellisesti todettu saavutettavan samanaikaisesti erittäin voimakkaat hapettavat ja pelkistävät olosuhteet, kun sopivia yhdisteitä on läsnä kohdennettaessa elektrodin kautta voimakkailla katodisia polarisaatiopulsseja. Näitä ilmiöitä on kuvattu mm. S. Kulmalan väitöskirjatyössä (Electrogenerated lanthanide(III) luminescence at oxide-covered aluminum electrodes 20 and closely related studies, Tumn yliopisto, 1995) sekä julkaisuissa J. Kankare, K. Fälden, S. Kulmala and K. Haapakka, Anal. Chim. Acta, 1992, 256, 17 ja S. Kulmala, T. Ala-Kleme, L. Heikkilä, ja L. Väre, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1997, 93, 3107. Vaikka ensimmäisissä tutkimuksissa luultiinkin itse alumiinimetallin olevan tärkein tekijä luminesenssin syntymisessä, niin myöhemmin selvisi, että metallin pinnalla 25 oleva 2-3 nm paksu oksidikerros mahdollisti energeettisten intermediaattien, kuten hydratoituneiden elektronien ja sulfaattiradikaalin, ja täten luminesenssin syntymisen elektrodin katodisen pulssituksen aikana. Myöhemmin on todettu myös n- ja p-... tyyppisten piielektrodien pinnalle muodostuvan oksidikerroksen toimivan samalla tavoin mahdollistaen luminoforien EKL:n syntymisen myös näillä elektrodeilla, jotka 30 varsinkin elektroniikkateollisuudessa ovat varsin yleisesti käytettyjä ja siksi hyvin tunnettuja. Kaikkien metallien tai puolijohteiden pinnalle muodostuva oksidikerros ei kuitenkaan toimi tällaisena eristävänä kerroksena, jonka läpi ns. kuumien elektronien siirtyminen vesiliuokseen olisi mahdollista. Esimerkiksi tantaalioksidipintaisia 6 111663Experimentally, it has been found experimentally with an oxide-coated aluminum electrode to achieve extremely strong oxidizing and reducing conditions in the presence of suitable compounds when applying strong cathodic polarization pulses through the electrode. These phenomena have been described e.g. In the dissertation of S. Kulmala (Electrogenerated lanthanide (III) luminescence at oxide-covered aluminum electrodes, University of Tumn, 1995) and in J. Kankare, K. Fälden, S. Kulmala and K. Haapakka, Anal. Chim. Acta, 1992, 256, 17 and S. Kulmala, T. Ala-Kleme, L. Heikkilä, and L. Väre, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1997, 93, 3107. Although in the first studies aluminum metal itself was thought to be the most important factor in the formation of luminescence, it subsequently became apparent that the 2-3 nm thick oxide layer on the metal surface allowed energy intermediates such as hydrated electrons and sulphate radicals to form luminescence electrodes. during. Later, it has also been found that the oxide layer formed on the surface of silicon electrodes of the n- and p -... type acts similarly, allowing the formation of luminophoric EKLs also with these electrodes, which are quite commonly used in the electronics industry and therefore well known. However, the oxide layer formed on the surface of all metals or semiconductors does not function as such an insulating layer through which the so-called. the transfer of hot electrons to the aqueous solution would be possible. For example, tantalum oxides 6111663

Kaikkien metallien tai puolijohteiden pinnalle muodostuva oksidikerros ei kuitenkaan toimi tällaisena eristävänä kerroksena, jonka läpi ns. kuumien elektronien siirtyminen vesiliuokseen olisi mahdollista. Esimerkiksi tantaalioksidipintaisia tantaalielektrodeja ei voida käyttää työelektrodeina tällaisissa sovellutuksissa, vaikka patenttijulkaisussa UK 5 Patent GB 2 217 007 B näin virheellisesti väitetäänkin, koska tantaalioksidi on luokiteltavissa n-tyypin puolijohteeksi ( S. Morrison, Electrochemistry at Semiconductor and Oxidized Metal Electrodes, Plenum Press, New York, 1980, s.183), ja ei siten toimi eriste-elektrodina.However, the oxide layer formed on the surface of all metals or semiconductors does not function as such an insulating layer through which the so-called. the transfer of hot electrons to the aqueous solution would be possible. For example, tantalum oxide coated tantalum electrodes cannot be used as working electrodes in such applications, although this is incorrectly claimed in UK 5 Patent GB 2 217 007 B, because tantalum oxide can be classified as an n-type semiconductor (S. Morrison, Electrochemistry at Semiconductor , 1980, p.183), and thus does not function as an insulating electrode.

10 Eristepintaisten elektrodien käyttökelpoisuus perustuu pääasiassa siihen, että elektrodin pohjametalli voidaan saattaa hyvin katodiseen tai anodiseen potentiaaliin, jolloin ns. kuumien elektronien tunneloituminen joko suoraan tai epäsuorasti, esim. elektronivyöryn seurauksena, oksidikerroksen johtavuusvyöltä veden johtavuusvyölle, ja tätä seuraava hydratoituneiden elektronien syntyminen on mahdollista. Nämä kuumat 15 ja hydratoituneet elektronit ovat vesiliuoksissa syntyvän katodisen elektrokemiluminesenssin tärkeimmät primaariset intermediaatit (S. Kulmala, A. Kulmala, T. Ala-Kleme ja J. Pihlaja, Anal. Chim. Acta 1998, 367, 17; S. Kulmala, T. Ala-Kleme, M. Latva, K. Loikas ja H. Takalo,. J. Fluores. 1998, 8, 59). Tällaisia energeettisiä redox-reaktioita ei ole mahdollista aikaansaada millään aktiivisella 2 0 metallielektrodilla vesiliuoksessa. Näissä reaktioissa hydratoituneiden elektronien lisäksi keskeisiä intermediaatteja ovat peroksodisulfaatista yksielektronisella pelkistymisellä syntyvä sulfaattiradikaali, vetyperoksidista tai kiinteän tilan elektroluminesenssin : ‘ mekanismilla syntyvä hydroksyyliradikaali 2 5 Sekä sulfaattiradikaali että hydroksyyliradikaali ovat erittäin vahvoja hapettimia, jotka kykenevät hapettamaan monet orgaanisetkin yhdisteet vesiliuoksessa varsin nopeasti. Näistä sulfaattiradikaali on kuitenkin luminoforien virittämiseen käyttökelpoisempi, .; koska sillä ei ole kovin suurta taipumusta sivureaktioihin, kun taas hydroksyyliradikaali osallistuu varsin helposti additio- ja vedynpoistoreaktioihin.The usefulness of insulating surface electrodes is mainly based on the fact that the base metal of the electrode can be placed at a very cathodic or anodic potential. tunneling of hot electrons, either directly or indirectly, e.g. as a result of an electron shear, from the conductive belt of the oxide layer to the conductive belt of water, and the subsequent generation of hydrated electrons is possible. These hot and hydrated electrons are the major primary intermediates for cathodic electrochemiluminescence in aqueous solutions (S. Kulmala, A. Kulmala, T. Ala-Kleme and J. Pihlaja, Anal. Chim. Acta 1998, 367, 17; S. Kulmala, T.). Ala-Kleme, M. Latva, K. Loikas and H. Takalo, J. Fluores 1998, 8, 59). Such energetic redox reactions cannot be achieved with any active metal electrode in aqueous solution. In addition to the electrons hydrated in these reactions, the key intermediates include the sulfate radical from the peroxodisulfate by one-electron reduction, hydrogen peroxide, or solid state electroluminescence: 'The hydroxyl radical generated by the mechanism Of these, however, the sulfate radical is more useful for excitation of luminophores,. since it does not have a very high tendency to side reactions, while the hydroxyl radical is quite easily involved in the addition and hydrogen removal reactions.

Keksinnössä työelektrodien pohjamateriaaleina käytetään johtavia metalleja tai puolijohteita, kuten Be, Mg, AI, Ga, In, Au, Pt, Cu, Fe, Ru, ruostumaton teräs, Zn, Hg, 30 111663In the invention, conductive metals or semiconductors such as Be, Mg, Al, Ga, In, Au, Pt, Cu, Fe, Ru, Stainless Steel, Zn, Hg, are used as base materials for the working electrodes.

Ag, Ni, Pd, Hf, Zr tai Si, Ge tai jokin metallioksidi. Työelektrodin pinnalla oleva ohut kalvo voi alumiinioksidin lisäksi olla esim. Si02, MgO, CaO, SrO, BaO, Hfö2 tai jokin muu epäorgaaninen eriste, kuten timantti jokin silikaatti tai nitridi. Myös orgaaniset eristeet, kuten parafiini, teflon, polyeteeni, polystyreeni ja epoksimuovit jne. soveltuvat 5 eristäviksi kalvoiksi johtavan elektrodimateriaalin päälle. Jos elektrodin pinnalla käytetään eristemateriaalina metallioksidia, on luminoforien virityksessä käytettävä pulssimuotoista jännitettä, sillä katodinen tasajännite pilaa oksidikerroksen eristävät ominaisuudet jo muutamassa millisekunnissa.Ag, Ni, Pd, Hf, Zr or Si, Ge or a metal oxide. In addition to alumina, the thin film on the working electrode surface may be, for example, SiO2, MgO, CaO, SrO, BaO, H2O2, or any other inorganic dielectric such as a diamond, a silicate or a nitride. Organic insulators such as paraffin, Teflon, polyethylene, polystyrene and epoxy resins etc. are also suitable as insulating films over conductive electrode material. If metal oxide is used as the insulating material on the electrode surface, pulsed voltage must be used for excitation of the luminophores, since the cathodic dc voltage destroys the insulating properties of the oxide layer already within a few milliseconds.

10 Vaikka esimerkiksi alumiinin tapauksessa jo ilmassa itsestään muodostuva, noin 2-3 nm paksu oksidikerros riittääkin sellaisenaan lukuisten erityyppisten leima-aineiden perustana olevien luminoforien virittämiseen, kun elektrodille johdetaan voimakas katodinen polarisaatio, niin tällaisten eristekalvojen laatua voidaan parantaa ja tehdä paksumpiakin kalvoja useilla eri tekniikoilla. Tehokkaita menetelmiä ovat mm. anodinen 15 oksidointi (jos pohjametalli on anodisesti oksidoituva), ALE (Atomic Layer Epitaxy), CVD (Chemical Vapor Deposition), MBE (Molecular Beam Epitaxy), Langmuir-Blodgett-päällystys sekä erilaiset suihkutus- ym. tekniikat. Edellä kuvatut epäorgaaniset kalvot voidaan korvata myös kokonaan orgaanisilla eristekalvoilla, kunhan edellä esitettyjen, EKL:n syntymisen kannalta keskeisten, radikaalien 20 syntyminen varmistetaan. Tämä voidaan tehdä lisäämällä liuokseen peroksodisulfaattia, peroksodifosfaattia, vetyperoksidia tai muuta yhdistettä, joka yksielektronisella pelkistymisellä tuottaa reaktiivisia intermediaatteja.Although, for example in the case of aluminum, an oxide layer of about 2-3 nm already self-formed in air is sufficient in itself to excite the luminophores of many different types of labels when high cathodic polarization is applied to the electrode, such insulating films can be improved and made thicker. Effective methods include e.g. anodic oxidation (if the base metal is anodically oxidizable), ALE (Atomic Layer Epitaxy), CVD (Chemical Vapor Deposition), MBE (Molecular Beam Epitaxy), Langmuir-Blodgett coating, and various spraying and other techniques. The inorganic films described above can also be replaced entirely by organic insulating films, provided that the formation of the radicals described above which are essential for the formation of ECL is ensured. This can be done by adding peroxodisulfate, peroxodiphosphate, hydrogen peroxide or other compound to the solution which produces reactive intermediates by single-electron reduction.

• · *• · *

Aikaerotteista mittaustapaa on sovellettu immunoanalytiikkaan pitkäikäistä 25 luminesenssia tuottavien tiettyjen Tb(III) ja Eu(III)-kelaattien yhteydessä, mutta tässä keksinnössä sitä sovelletaan orgaanisten luminoforien ja transitiometallikelaattien detektointiin. Tällöin luminoforin emittoima luminesenssi rekisteröidään vasta, kun .! potentiaalipulssin loppumisesta on kulunut tietty viiveaika. Tällöin lyhytikäinen taustaluminesenssi on ehtinyt sammua, jolloin se ei vaikuta häiritsevästi analyytti-30 spesifiseen luminesenssiin. Tällöin saavutetaan tavallisesti erittäin alhaiset toteamisrajat useille luminoforeille.Time-resolved measurement has been applied to immunoanalysis for certain Tb (III) and Eu (III) chelates producing long-lived luminescence, but in the present invention it is applicable to the detection of organic luminophores and transition metal chelates. In this case, the luminescence emitted by the luminophore is only recorded when.! a certain delay has elapsed since the potential pulse is exhausted. In this case, the short-lived background luminescence has expired so that it does not interfere with the analyte-specific luminescence. In this case, very low detection limits for many luminophores are usually achieved.

8 1116638 111663

Periaatteessa käyttökelpoisia vaihtoehtoisia menettelytapoja bioaffiniteettimääritysten tekemiseksi on määritysten tekeminen kertakäyttöisten elektrodien pinnalla tai muun kiinteän kantajan, kuten magneettisten lateksipartikkelien pinnalla, joka vasta leimojen detektiovaiheessa tai juuri ennen sitä tuodaan elektrokemiluminesenssia tuottavan 5 elektrodin pinnalle.In principle, alternative methods for performing bioaffinity assays include assays on disposable electrodes or on other solid supports, such as magnetic latex particles, which are introduced onto the electrode producing electrochemiluminescence only at or just before the detection step of the labels.

Keksinnössä käytettävistä käyttökelpoisista leima-aineista ovat esimerkiksi seuraavien orgaanisien luminoforien johdannaiset: luminoli (emissio 420 nm), eosiini ja fluoreskeiini (emissio 516 nm), eräiden transitiometallikelaattien johdannaiset, kuten 10 esim. rutenium(II) ja osmium(II) -trisbipyridyyli ja trispyratsyylikompleksien (emissio alueella 550 - 650 nm) johdannaiset, Pt- ja Pd-porfyriinit ja niiden johdannaiset, salisyylaattijohdannaiset (emissioi alueella 400-450 nm), aminonaftaleenisulfonaattien johdannaiset (emissio alueella 400-500 nm) ja kumariinit (emissio alueella 450 nm - 550 nm), luminoivat proteiinit jne.Useful labels for use in the invention include, for example, derivatives of the following organic luminophores: luminol (emission 420 nm), eosin and fluorescein (emission 516 nm), derivatives of certain transition metal chelates such as ruthenium (II) and osmium (II) trispyridyl (emission range 550-650 nm) derivatives, Pt and Pd porphyrins and their derivatives, salicylate derivatives (emission range 400-450 nm), aminonaphthalene sulfonate derivatives (emission range 400-500 nm) and coumarins (emission range 450 nm-550 nm) ), luminescent proteins, etc.

1515

Katodisen viritystavan ollessa kyseessä työelektrodin tulee olla edellä kuvatut vaatimukset täyttävä, jolloin se voi johtavan materiaalin optisista ominaisuuksista ja paksuudesta riippuen olla joko optisesti läpinäkyvä tai läpinäkymätön. Yleensä riittävän ohuiden pohjamateriaalina olevien metallikalvojen transmittanssi on tarpeeksi suuri 20 halutulla optisella alueella. Läpinäkyvä työelektrodi mahdollistaa sähköisesti viritetyn luminesenssin mittaamisen työelektrodin läpi. 1In the case of a cathodic excitation mode, the working electrode must meet the requirements described above and, depending on the optical properties and thickness of the conductive material, may be either optically transparent or opaque. Generally, the transmittance of metal films of sufficiently thin base material is high enough in the desired optical region. The transparent working electrode enables the measurement of electrically excited luminescence through the working electrode. 1

Vastaelektrodin materiaalin valinta menetelmässä ei ole kriittistä. Perinteiset inertit elektrodimateriaalit (Pt, Au) toimivat hyvin. Usein voidaan käyttää myös metalleja, 25 jotka liukenevat lievästi anodisesti, koska mittaukset yleensä tehdään aikaskaalassa, jossa anodiset tuotteet vasta- tai apuelektrodilta eivät ehdi diffimtoitua työelektrodille. Myös eräät metallioksidikalvot, kuten indiumtinaoksidi, sopivat hyvin anodimateriaaliksi. Tällöin anodimateriaali saadaan optisesti läpinäkyväksi. Ruostumaton teräs on myös edullinen elektrodimateriaali. Jos vastalektrodina käytetään 30 läpinäkymätöntä metallielektrodia, sen muoto voidaan valita siten, että luminesenssi voidaan mitata vastaelektrodin takaa. Tällöin käytetään esimerkiksi lankaelektrodia, joka peittää vain hyvin pienen osan työelektrodin pinnasta tai anodimateriaaliin on s 111663 porattu sopivan kokoinen/kokoiset reikä/reiät. Optisesti läpinäkyvä vastaelektrodi voidaan myös valmistaa riittävän ohuesta metallikalvosta tai johtavasta metallioksidikalvosta kuten esimerkiksi pinnoittamalla muovi- tai lasilevy ohuella Au-tai indiumtinaoksidikalvolla.The selection of the counter electrode material in the method is not critical. Conventional inert electrode materials (Pt, Au) work well. Often, metals that are slightly anodically soluble can also be used, since measurements are usually made in a time scale where anodic products from the counter or auxiliary electrode do not have time to diffuse to the working electrode. Also, some metal oxide films, such as indium tin oxide, are well suited as an anode material. This makes the anode material optically transparent. Stainless steel is also a preferred electrode material. If 30 opaque metal electrodes are used as the counter electrode, its shape can be selected so that luminescence can be measured behind the counter electrode. For example, a wire electrode is used which covers only a very small part of the working electrode surface or a hole (s) of suitable size (s) have been drilled into the anode material. The optically transparent counter electrode may also be made of a sufficiently thin metal film or conductive metal oxide film, such as by coating a plastic or glass sheet with a thin film of Au or indium tin oxide.

55

Jos työelektrodin eristekerroksen paksuus on sopiva, leiman detektiovaiheessa virittäminen voidaan suorittaa katodisella jännitepulssijonolla, mutta jos pohjamateriaali on anodisesti oksidoituvaa materiaalia kuten Si, AI, Be tai Mg voidaan oksidikerrosta vahvistaa ennen kutakin katodista virityspulssia anodisesti oksidoivalla anodisella 10 pulssilla.If the thickness of the working electrode dielectric layer is appropriate, excitation in the label detection step may be performed by a cathodic voltage pulse sequence, but if the substrate material is anodically oxidizable material such as Si, Al, Be or Mg can be reinforced with anodic pulsed anode prior to each cathode excitation pulse.

Analyytin määritysalueen herkkyydestä riippuen elektrokemiluminometrissä voidaan käyttää valon detektointiin joko halpaa puolijohdedetektoria tai äärimmäistä herkkyyttä vaativien analyyttien kyseessä ollen valomonistinputkea. Oleellista kuitenkin on, että 15 detektorin vaste on riittävän nopea aikaerotteisia mittauksia varten.Depending on the sensitivity of the analyte assay region, either a cheap semiconductor detector or, in the case of analytes requiring extreme sensitivity, a photomultiplier tube may be used to detect light in the electrochemiluminometer. However, it is essential that the response of the 15 detectors is fast enough for time-resolved measurements.

Eräissä tilanteissa, kuten sisäisen standardoinnin yhteydessä, on edullista seurata kahta leima-ainetta, jotka emittoivat samalla aallonpituudella, mutta niin, että toisen luminesenssi on hyvin lyhyt- ja toisen hyvin pitkäkestoista. Tällöin parametrit valitaan 20 niin, että lyhytkestoisella luminesenssilla seurataan parametria, josta aiheutuva virityspulssin aikainen signaali on niin suuri, ettei pitkäkestoisen luminesenssin signaalilla ole merkittävää osuutta kokonaissignaalista virityspulssin aikana. Tällöin parametri, josta aiheutuva signaali on pieni, voidaan tarkasti määrittää aikaerotteisen luminesenssin mittauksen perusteella.In some situations, such as in the case of internal standardization, it is preferable to observe two labels which emit at the same wavelength but with one very luminescent and the other very long-lasting. The parameters are then selected so that short duration luminescence monitors a parameter resulting in an excitation pulse signal such that the long duration luminescence signal does not have a significant proportion of the total signal during the excitation pulse. In this case, the parameter with low signal output can be accurately determined by time-resolved luminescence measurement.

2525

Keksinnön mukaisesti konstruoidulla laitteella voidaan mitata kahta analyyttiä samasta näytteestä tai yhtä näytettä ja yhtä sisäistä standardia. On kuitenkin helppo konstruoida laitteita, joissa on useampi ilmaisin ja missä jonkin dispersiivisen elementin kuten prisman tai nykyaikaisin epälineaarisen optiikan keinoin eri aallonpituusalueet ohjataan 3 0 eri detektoreille.With the device constructed according to the invention, two analytes can be measured from the same sample or one sample and one internal standard. However, it is easy to construct devices with multiple detectors and where, by means of a dispersive element such as a prism or modern nonlinear optics, different wavelength ranges are directed to 30 different detectors.

10 11166310 111663

Seuraavassa keksintöä havainnollistetaan edelleen kaaviokuvin sekä ei-rajoittavin esimerkein ja niihin liittyvin kuvin.In the following, the invention will be further illustrated by diagrams and non-limiting examples and related figures.

Kuva 1. esittää keksinnössä käytettäviä elektrodeja ja luminesenssinmittauslaitteistoa 5 yleisesti. Työelektrodi koostuu johtavasta pohjamateriaalista, P, ja sen pinnalla olevasta ohuesta eristekerroksesta E katodisen viritystavan ollessa kyseessä. Se voi koostua yhdestä tai useammasta samaa tai eri eristemateriaalia olevasta kerroksesta E}, E2 ....En. Työelektrodi voi olla valoa läpäisemätön tai valoa läpäisevä. Valoa läpäiseviä työelektrodeja käytettäessä valon mittaus voi tapahtua työelektrodin läpi detektorilla 10 ΐ>2· Menetelmässä kaksielektrodikenno on yleensä riittävä, mutta myös perinteistä kolmielektrodikennoa voidaan käyttää, joka koostuu edellä kuvatusta työelektrodista ja johtavasta apuelektrodista ja vertailuelektrodista kuten Ag/AgCl-elektrodista. Työelektrodi (tai apuelektrodi) voidaan aina valita geometrialtaan sellaiseksi, että valonmittaus tapahtuu vastaelektrodin suunnasta (detektori Dj) riippumatta siitä onko 15 vastaelektrodi (tai apuelektrodi) valoa läpäisevä tai valoa läpäisemätön. Kun työelektrodi ja vastaelektrodi ovat molemmat valoa riittävästi läpäiseviä, kaksoisleimaus ja valon mittaus kahdella eri aallonpituudella (suotimet S] ja S2) voi tapahtua äärimmäisen yksinkertaisesti ilman kallista optiikkaa tai säteenjakajaa. Valodetektorit Dj ja D2 voivat olla valomonistinputkia, mutta myös muut epäherkemmät detektrorit 20 ovat käyttökelpoisia, kun analyyttipitoisuudet ovat riittävän suuria.Figure 1 shows the electrodes and luminescence measuring apparatus 5 used in the invention in general. The working electrode consists of a conductive base material, P, and a thin insulating layer E on its surface in the case of a cathodic excitation mode. It may consist of one or more layers E}, E2 .... No. of the same or different insulating material. The working electrode may be opaque or opaque. When using light-transmitting working electrodes, light measurement can be made through the working electrode with a detector 10 ΐ> 2 · In the method, a two-electrode cell is generally sufficient, but a conventional three-electrode cell can also be used. The working electrode and auxiliary electrode and Ag / AgCl are described above. The working electrode (or auxiliary electrode) can always be chosen with its geometry such that light is measured from the direction of the counter electrode (detector Dj), regardless of whether the counter electrode (or auxiliary electrode) is light-transmitting or non-light-transmitting. When the working electrode and the counter electrode are both sufficiently transmissive, double labeling and measurement of light at two different wavelengths (filters S1 and S2) can be done extremely simply without the need for expensive optics or beam splitter. The light detectors D 1 and D 2 may be photomultiplier tubes, but other less sensitive detectors 20 are also useful when the analyte concentrations are high enough.

Valonmittauslaitteisto koostuu sovellutuksesta riippuen joko yksi- tai useampikanavaisesta portitetusta integraattorista tai fotonilaskurista oleellista kuitenkin : on, että kullakin detektorilla voidaan mitata valoa halutussa aikaikkunassa virityspulssin loppumiseen nähden.However, depending on the application, the light metering apparatus consists of either a single or multiple channel gateway integrator or photon counter, but it is essential that each detector can measure light in a desired time window relative to the end of the excitation pulse.

2525

Kuva 2. Kaaviokuva kertakäyttöisestä ohutkerroskennosta sivulta päin. Kenno on valmistettu kahdesta optisesti läpinäkyvästä osasta, jotka sisältävät nesteensiirto- putket ,!t ja jätetilan muodostavat urat. Toinen kennon puolikkaista sisältää työelektrodin ja toinen vastaelektrodin. (1) Johdekalvo, joka toimii biopinnoitettuna työelektrodina; (2) 30 työelektrodin sähköinen kontakti; (3) näytteen ja puskurin syöttöputki; (4) putki jäteillään; (5) jätetila; (6) ilman poistoputki; (7) ruostumattomasta teräksestä valmistettu vastaelektrodi; (8) aukko vastaelektrodissa valonmittausta varten; (9) sähköinen u 111663 kontakti vastaeiektrodiin. Työelektrodi (1) voi myös olla optisesti läpinäkyvä mahdollistaen valonmittauksen työelektrodin läpi, jolloin vastaelektrodi voi olla mm ruostumatonta terästä eikä siinä tarvita aukkoa (8) valonmittausta varten. Työelektrodi on tyypillisesti eristepintainen, pii-, alumiini-, tai magnesiumelektrodi.Figure 2. Schematic side view of disposable thin layer cell. The cell is made of two optically transparent parts which include fluid transfer tubes, grooves and waste grooves. One half of the cell contains a working electrode and the other a counter electrode. (1) A conductive film that functions as a biofilm working electrode; (2) 30 working electrode electrical contacts; (3) sample and buffer feed tube; (4) pipe with waste; (5) waste space; (6) air exhaust pipe; (7) counter-electrode made of stainless steel; (8) a gap in the counter electrode for light measurement; (9) electrical u 111663 contact to counter electrode. The working electrode (1) may also be optically transparent, allowing light measurement through the working electrode, whereby the counter electrode may be made of stainless steel and does not require an opening (8) for measuring the light. The working electrode is typically an insulating, silicon, aluminum, or magnesium electrode.

55

Kuva 3. Ru(bpy)32+ -kelaatin kalibraatiokäyrä perustuen elektrokemiluminesenssin aikaerotteiseen mittausmenetelmään.Figure 3. Calibration curve of Ru (bpy) 32+ chelate based on time-resolved electrochemical luminescence measurement method.

10 Kuva 4. Eosiinin kalibraatiokäyrä perustuen elektrokemiluminesenssin aikaerotteiseen mittausmenetelmään10 Figure 4. Eosin calibration curve based on time-resolved electrochemiluminescence measurement method

Kuva 5. Luminolin kalibraatiokäyrä perustuen elektrokemiluminesenssin aikaerotteiseen mittausmenetelmään.Figure 5. Calibration curve for luminol based on time-resolved electrochemical luminescence measurement method.

1515

Kuva 6. PtCP:n kalibraatiokäyrä perustuen elektrokemiluminesenssin aikaerotteiseen mittausmenetelmään oksidipintaisilla magnesiumelektrodeilla.Figure 6. PtCP calibration curve based on time-resolved electrochemical luminescence measurement method with oxide-coated magnesium electrodes.

Kuva 7. PtCP:n kalibraatiokäyrä perustuen elektrokemiluminesenssin aikaerotteiseen 2 0 mittausmenetelmään oksidipintaisilla alumiinielektrodeillaFigure 7. Calibration curve of PtCP based on a time-resolved 2 0 measurement method of electrochemiluminescence with oxide-coated aluminum electrodes

Kuva 8. PtCP.n kalibraatiokäyrä perustuen elektrokemiluminesenssin aikaerotteiseen : ’ mittausmenetelmään oksidipintaisilla piielektrodeilla 2 5 Kuva 9. B2-mikroglobuliinin immunometrisen määrityksen kalibraatiokäyrä.Figure 8. Calibration curve for PtCP based on time-resolved electrochemical luminescence measurement method for oxide-coated silicon electrodes 2 Figure 9. Calibration curve for immunometric determination of B2 microglobulin.

Kuva 10. hTSH:n immunometrisen määrityksen kalibraatiokäyrä.Figure 10. Calibration curve for hTSH immunometric assay.

Kuva 11. Luminolin kalibraatioköyrä liuoksessa, joka sisältää 7-hydroksi-4- 3 0 metyylikumariinia.Figure 11. Calibration curve of luminol in solution containing 7-hydroxy-4-30 methyl coumarin.

12 11166312 111663

Esimerkki 1. Ruteniuin(II)tris(2,2'-bipyridiinin) määritys vesiliuoksestaExample 1. Determination of Ruthenium (II) tris (2,2'-bipyridine) from aqueous solution

Ru(bpy)3+ (bpy = 2,2 '-bipyridiini) määritettiin aikaerotteisesti Arcus-luminometrillä 0,05 M Na2B407-puskurissa (pH on 9,2), johon oli lisätty 0,1 M natriumsulfaattia sekä 5 10'3 M peroksodisulfaattia. Työelektrodeina käytettiin 12-hampaisia alumiiniharavia, joihin oli tehty tyhjiöhöyrystämällä tasainen oksidikerros. Määrityksissä harava asennettiin erityiseen muovikennoon, jonka kuhunkin näytepaikkaan pipetoitiin 250 μΐ tutkittavaa liuosta. Määrityksissä elektrokemiluminesenssin rekisteröitiin käytettiin 1,5 ms:n aikaikkunaa, kun virityspulssin jälkeinen viiveaika oli 1 ps. Tällä määritystavalla 10 saadaan Ru(bpy) ]+ :lle noin kuuden kertaluvun alueella lineaarinen log-log kalibraatiokäyrä toteamisrajan ollessa noin 10'10 M (kuva 3).Ru (bpy) 3+ (bpy = 2,2'-bipyridine) was determined by time difference with an Arcus luminometer in 0.05 M Na2B407 buffer (pH 9.2) supplemented with 0.1 M sodium sulfate and 5 10 3 M peroxodisulfate. The working electrodes used were 12-tooth aluminum brushes, which had been vacuum-evaporated to form a uniform oxide layer. In the assays, the rake was mounted in a special plastic cell with 250 μΐ of the test solution pipetted into each sample site. For the assays, a 1.5 ms time window was used for recording electrochemiluminescence with a delay time of 1 ps after the excitation pulse. This assay method 10 gives a linear log-log calibration curve for Ru (bpy)] + over a range of about six orders with a detection limit of about 10 -10 M (Figure 3).

Esimerkki 2. Eosiinin aikaerotteinen määritys vesiliuoksesta 15 Eosiini (2',4',5',7'-tetrabromifluoreskeiini) määritettiin aikaerotteisesti 0,05 M natriumtetraboraattipuskurissa, jonka pH 7,8 (säädetty 0,1 M H2S04:lla), ja johon lisätty 0,1 % natriumatsidia. Määritys tehtiin Arcus-elektroluminometrillä tyhjiöhöyrystetyn alumiiniharavan ollessa työelektrodina ja platinakamman vastaelektrodina. Luminesenssin rekisteröintiin käytettiin 1,5 ms:n aikaikkunaa 2 0 virityspulssin jälkeisen viiveajan ollessa 1 ps. Kalibraatiokäyrä on esitetty kuvassa 4.Example 2. Time-resolved Eosin Assay in Aqueous Solution Eosin (2 ', 4', 5 ', 7'-tetrabromofluorescein) was assayed in time in 0.05 M sodium tetraborate buffer pH 7.8 (adjusted with 0.1 M H 2 SO 4) 0.1% sodium azide added. The assay was performed on an Arcus electroluminescence with a vacuum evaporated aluminum rake as working electrode and platinum comb counter electrode. A 1.5 ms time window of 20 ms with a 1 ps delay after the excitation pulse was used to record luminescence. The calibration curve is shown in Figure 4.

Esimerkki 3. Luminolin aikaerotteinen määritys 25 Luminoli määritettiin aikaerotteisella mittausperiaatteella 0,05 M natriumtetraboraatin vesiliuoksesta (pH 7,8; säädetty 0,1 M H2S04:lla), johon oli lisätty 0,1 % natriumatsidia. Määritys tehtiin siten, että työelektrodina oli tyhjiöhöyiystekniikalla « · valmistettu alumiiniharava ja vastaelektrodina oli platinalankakampa. Laitteena oli Wallac Oyj:n (Suomi) valmistamasta Arcus luminometristä modifioitu 30 elektroluminometri, jossa luminesenssin mittaukseen käytetty aikaikkuna oli 1,5 ms ja virityspulssin jälkeinen viive 1 ps. Kalibraatiokäyrä on esitetty kuvassa 6.Example 3. Time-resolved Luminol Assay Luminol was assayed by the time-resolved measurement of 0.05 M aqueous sodium tetraborate (pH 7.8; adjusted with 0.1 M H 2 SO 4) supplemented with 0.1% sodium azide. The assay was performed using a vacuum rake with an aluminum rake manufactured as a working electrode and a platinum wire comb as the counter electrode. The device was a 30 electroluminometer modified from an Arcus luminometer manufactured by Wallac Oyj (Finland) with a time window of 1.5 ms used for luminescence measurement and a delay of 1 ps after the excitation pulse. The calibration curve is shown in Figure 6.

13 11166313 111663

Esimerkki 4. Platinakoproporfyriinin aikaerotteinen määritys vesiliuoksesta magnesi-umelektrodillaExample 4. Time-resolved Determination of Platinum Acoproporphyrin from an Aqueous Magnesium Magnesium Electrode

Platinakoproporfyriini (PtCP) määritettiin aikaerotteisesti 0,05M natriumtetraboraatti-5 puskurissa (pH 9,2), jossa oli 1x10'3M K2S2O8. Työelektrodina käytettiin magnesium-nauhaa ja apuelektrodina mittausjäqetelyissä toimi platinalanka. Sähköisenä virityslahteenä käytettiin coulostaattista pulssigeneraattoria, jolla tuotettiin liuokseen -50V pulssipolarisaatio 40Hz taajuudella sähkömäärän ollessa noin 120pC/pulssi. Liuostilavuutena kupissa käytettiin 350pl:aa. Valomonistimen ja näyteliuoksen väliin 10 asetettiin interferenssisuodin, joka läpäisi 580nm:ä pidemmät aallonpituudet Mittauksissa käytettiin 500ps aikaikkunaa ja 20ps viivettä sähköpulssin jälkeen. Kalibraatiokäyrä on esitetty kuvassa 6.Platinacoproporphyrin (PtCP) was assayed in a time-varying manner in 0.05M sodium tetraborate-5 buffer (pH 9.2) containing 1x103M K2S2O8. A magnesium strip was used as the working electrode and a platinum wire served as an auxiliary electrode for the measurement waste. The electric tuner was a coulostatic pulse generator, which produced a -50V pulse polarization at a frequency of 40Hz at a rate of about 120pC / pulse. The volume of the solution in the cup was 350 µl. An interference filter was passed between the photomultiplier and the sample solution, which passed wavelengths longer than 580nm. A 500ps time window and a 20ps delay after the electrical pulse were used for the measurements. The calibration curve is shown in Figure 6.

Esimerkki 5. Platinakoproporfyriinin aikaerotteinen määritys vesiliuoksesta alumiini-15 elektrodillaExample 5. Time-resolved Assay of Platinum Acoproporphyrin from an Aqueous Solution with an Aluminum-15 Electrode

Platinakoproporfyriini (PtCP) määritettiin aikaerotteisesti 0,05M natriumtetraboraatti-puskurissa (pH 9,2), jossa oli 1x10'3M K2S208. Työelektrodina käytettiin alumiinista valmistettua kuppia ja apuelektrodina mittausjäijetelyissä toimi platinalanka. Sähköisenä 20 virityslahteenä käytettiin coulostaattista pulssigeneraattoria, jolla tuotettiin liuokseen -50V pulssipolarisaatio 40Hz taajuudella sähkömäärän ollessa noin ΠΟμΟρηΙββΐ. Liuostilavuutena kupissa käytettiin 350pl:aa. Valomonistimen ja näytelioksen väliin • · : asetettiin interferenssisuodin, joka läpäisi 580nm:ä pidemmät aallonpituudet.Platinacoproporphyrin (PtCP) was assayed in time in 0.05M sodium tetraborate buffer (pH 9.2) with 1x10 3M K 2 S 2 O 8. The working electrode used was an aluminum cup and an auxiliary electrode used for measuring reflections was a platinum wire. The electric tuning source was a coulostatic pulse generator, which produced a -50V pulse polarization at a frequency of 40Hz at a rate of approximately ΠΟμΟρηΙββΐ. The volume of the solution in the cup was 350 µl. Between the photomultiplier and the sample solution • ·: An interference filter was introduced that passed wavelengths longer than 580nm.

Mittauksissa käytettiin 500ps aikaikkunaa ja 20ps viivettä sähköpulssin jälkeen. 2 5 Kalibraatiokäyrä on esitetty kuvassa 7.The measurements used a 500ps time window and a 20ps delay after the electrical pulse. 2 5 The calibration curve is shown in Figure 7.

Esimerkki 6. Platinakoproporfyriinin aikaerotteinen määritys vesiliuoksesta pii-elektrodilla 1 30 Platinakoproporfyriini (PtCP) määritettiin aikaerotteisesti 0,05M natriumtetraboraatti- puskurissa (pH 9,2), jossa oli 1x10'3M K2S2O8. Työelektrodina käytettiin anodisesti oksidoituja n-tyypin piielekttodeja ja apuelektrodina mittausjäqetelyissä toimi teräs- i4 111663 sylinteri. Anodisointi tehtiin 0,5M H3BO3 liuoksessa, jonka pH säädettiin noin 7,l:ksi 25% ammoniakilla. Anodisointijännitteeksi säädettiin 5,69V, jolloin piin pinalle saatu oksidikerros oli noin 2,2nm. Sähköisenä virityslähteenä käytettiin coulostaattista pulssigeneraattoria, jolla tuotettiin liuokseen -50V pulssipolarisaatio 40Hz taajuudella 5 sähkömäärän ollessa noin 120pC. Liuostilavuutena kupissa käytettiin 350pl:aa. Valomonistimen ja näytelioksen väliin asetettiin interferenssisuodin, joka läpäisi 580nm:ä pidemmät aallonpituudet. Mittauksissa käytettiin 300ps aikaikkunaa ja 20μβ viivettä sähköpulssin jälkeen. Kalibraatiokäyrä on esitetty kuvassa 8.Example 6. Time-resolved Assay of Platinumacoproporphyrin from an Aqueous Solution with a Silicon Electrode. The working electrode was anodized n-type silicon electrodes and the auxiliary electrode in the measuring jet was a steel i4111663 cylinder. The anodization was performed in 0.5M H3BO3 solution adjusted to pH 7.1 with 25% ammonia. The anodization voltage was set at 5.69V, whereby the oxide layer obtained on the silicon pile was about 2.2nm. The electrical excitation source was a coulostatic pulse generator, which produced a -50V pulse polarization at 40Hz at a frequency of about 120pC. The volume of the solution in the cup was 350 µl. An interference filter was passed between the photomultiplier and the sample solution, which passed wavelengths longer than 580 nm. The measurements used a 300ps time window and a 20μβ delay after the electrical pulse. The calibration curve is shown in Figure 8.

10 Esimerkki 7. fi2-mikroglobuliinin immunokemiallinen määritys käyttäen liposomeja luminolin sitomiseen vasta-aineeseen ja eriste-elektrodeina anodisoitujapiielektrodeja.Example 7. Immunochemical determination of β2 microglobulin using liposomes for binding luminol to antibody and insulating electrode silicon electrodes.

Piielektrodit valmistettiin antimonilla seostetusta n-Si levyistä, joiden orientaaatio oli (111) ja resistiivisyys 0,008-0,015 Ω cm (Okmetic Oyj, Suomi). Elektrodit leikattiin 15 8,0 x 55 mm suuruisiksi ennen pintakäsittelyjä.Silicon electrodes were made of antimony doped n-Si plates with orientation (111) and resistivity of 0.008-0.015 Ω cm (Okmetic Oyj, Finland). The electrodes were cut to 15.0.0 x 55 mm prior to surface treatments.

Piielektrodin anodisointi. Piielektrodit oksidoitiin aluksi galvanostaattisesti virtatiheydellä 2 mA/cm 0,5 M boorihappoliuoksessa, joka oli neutraloitu ammoniakilla, kunnes saavutettiin 5,2 V anodisointijännite. Tämän jälkeen anodisointia 2 20 jatkettiin potentiostaattisesti kunnes virtatieys laski alle 10 μΑ/cm . Anodisoinnin jälkeen elektrodi huuhdottiin kvartsitislatulla vedellä. 1 )Anodization of silicon electrode. The silicon electrodes were initially oxidized galvanostatically at a current density of 2 mA / cm in a 0.5 M boric acid solution neutralized with ammonia until an anode voltage of 5.2 V was reached. Thereafter, the anodization at 20 was continued potentiostatically until the current flow dropped below 10 μΑ / cm. After anodizing, the electrode was rinsed with quartz distilled water. 1)

Miktotiitterilevyn kuoppien pinnoittaminen vasta-aineella. Mikrotiitterilevyn kuopat pinnoitettiin hiiren anti^-mikroglobuliini vasta-aineella (klooni 6G12, Labmaster Oy, 25 Suomi) inkuboimalla yli yön 0,2 molaarisessa NaH2P04-liuoksessa, jossa vasta-aineen pitoisuus oli 10 pg/mL. Seuraavana päivänä kuopar pestiin kuusi kertaa pesuliuoksella ( 0,01 molaarinen Tris-HCl, pH 7,75, 0,9 % NaCl ja 0,02 % Tween 20) jaAntibody Coating Wells of Microtiter Plate. The wells of the microtiter plate were coated with mouse anti-β-microglobulin antibody (clone 6G12, Labmaster Oy, 25 Finland) by incubation overnight in 0.2 molar NaH 2 PO 4 solution at 10 µg / mL. The next day, the well was washed six times with washing solution (0.01 M Tris-HCl, pH 7.75, 0.9% NaCl, and 0.02% Tween 20) and

··- tasapainoitettiin yli yön saturointiliuoksessa, joka oli 0,05 molaarinen Tris-HCl, pH·· - equilibrated overnight in 0.05 M Tris-HCl, pH

7,75, jossa oli yhtä litraa kohti 1 g naudan seerumin albumiinia, 60 g sorbitolia ja 1 3 0 mmol CaCl2.7.75 containing 1 g of bovine serum albumin per liter, 60 g of sorbitol and 1 300 mmol of CaCl2.

15 111663 fi2-mikroglobuliinistandardi. Ihmisen askitesnesteestä puhdistetusta β2-mikroglobuliinista (75,5 mg/mL, Labmaster Oy, Turku) valmistettiin standardit ( 0,4, 1,6, 4,0, 8,0 ja 16 mg/L) TSA-puskuriin, johon on lisätty 7,5 % naudan seerumin albumiinia.111663 fi2 microglobulin standard. Standards (0.4, 1.6, 4.0, 8.0, and 16 mg / L) of β2 microglobulin purified from human ascites fluid (75.5 mg / mL, Labmaster Oy, Turku) were prepared in TSA buffer supplemented with 7.5% bovine serum albumin.

55

Leimatun vasta-aineen valmistaminen. Valmistettiin liposomeja, jotka sisälsivät luminolia ja jotka sitten sidottiin vasta-aineeseen (anti-fi2-mikroglobuliini, (klooni 1F10, Labmaster Oy, Turku)) (GP. Vonk, B. Wagner, Clin. Chem., 1991,37,1519).Preparation of labeled antibody. Liposomes containing luminol were prepared and then bound to the antibody (anti-β2 microglobulin, (clone 1F10, Labmaster Oy, Turku)) (GP. Vonk, B. Wagner, Clin. Chem., 1991, 37, 1519). .

10 Immunokemiallinen määritys. Immunokemiallinen reaktio tehtiin seuraavasti. Standardit laimennettiin 1:50 TSA-puskuriin, johon on lisätty 7,5 % naudan seerumin albumiinia. 20 pL standardia ja 80 pL liposomeilla leimattua vasta-ainetta (100 ng). Seosta inkuboitiin 1 h kevyesti ravistellen. Pesun jälkeen kuoppaan lisättiin 230 pL 0,1 % Triton X-100 liuosta pH 3,2:n 0,1 M glysiinipuskurissa ja inkuboitiin 10 min. 15 Liuosta otettiin kyvettiin 200 pL ja lisättiin 60 pL 0,5 mol/L Na2CC>3 liuosta. Ryvettiin lisättiin 240 pL mittauspuskuria ja elektroluminesenssi mitattiin käyttäen 5,2 voltin tasajännitteellä anodisoituja piielektrodeja.10 Immunochemical Assay. The immunochemical reaction was carried out as follows. The standards were diluted 1:50 in TSA buffer supplemented with 7.5% bovine serum albumin. 20 pL standard and 80 pL liposome-labeled antibody (100 ng). The mixture was incubated for 1 h with gentle shaking. After washing, 230 µL of 0.1% Triton X-100 solution in pH 3.2 0.1 M glycine buffer was added to the well and incubated for 10 min. The solution was taken into a cuvette at 200 pL and 60 pL of a 0.5 mol / L Na 2 CO 3 solution was added. 240 µL of measuring buffer was added to the rivet and electroluminescence was measured using 5.2 volt DC anodized silicon electrodes.

Elektroluminesenssin mittaus. Elektroluminesenssi mitattiin elektroluminometrilla 20 erityisesti tätä tarkoitusta varten valmistetussa määrityskennossa, jossa on kierteillä kiristettävä teräsputkianodi ja kertakäyttöisten piielektrodien ja teräsputkianodin vlisenä tiivisteenä on teflonia. Mittauspuskurina (350 pL) käytettiin 0,2 mol/L : 1 boraattipuskuria, pH 7,75, jossa oli 10 mmol/L natriumatsidia.Electroluminescence measurement. The electroluminescence was measured by an electroluminescent 20 in a specially prepared assay cell with a threaded steel tube anode and a seal between Teflon and the disposable silicon electrode and steel tube anode. 0.2 mol / L: 1 borate buffer, pH 7.75 with 10 mmol / L sodium azide was used as the assay buffer (350 pL).

2 5 Mittauksista saatu standardikuvaaja on esitetty kuvassa 10. 2 2The standard plot of the measurements is shown in Figure 10. 2 2

Esimerkki 8. Immunomääritys oksidipintaisilla kertakäyttöisillä piielektrodeilla.Example 8. Immunoassay with Oxide-Disposed Disposable Silicon Electrodes.

. 30 Elektrodin pinnoittaminen vasta-aineella, anodisoituja piielektrodeja valmistettiin kuten esimerkissä 7 (60 x 6,0 mm). Piielektrodeista toinen pää pinnoitettiin vasta-aineella kertakäyttöisessä spektrofotometrin kyveteissä (Plastibrand, Cat. no. 7590 15, i6 111663. Coating the electrode with the antibody, anodized silicon electrodes were prepared as in Example 7 (60 x 6.0 mm). One end of the silicon electrodes was coated with antibody in disposable spectrophotometer cuvettes (Plastibrand, Cat. No. 7590 15, i6 111663

Brand, Wertheim, Saksa). Ennen pinnoitusta vasta-aine käsiteltiin 0,1 M sitraatilla (pH 2,5) 15 min ajan. Elektrodit pinnoitettiin monoklonaalisella vasta-aineella inkuboimalla elektrodia 4 h pinnoituspuskuriliuoksessa (0,1 M MES, 0,3 M H3B03, pH 6,5, 0,1 % 25-prosenttisesti esipolymeroitua glutaraldehydiä, 0,005 % naudan gammaglobuliinia, 5 johon oli lisätty monoklonaalista vasta-ainetta 10 μg/mL (anti-TSH, Medix, Suomi).Brand, Wertheim, Germany). Prior to plating, the antibody was treated with 0.1 M citrate (pH 2.5) for 15 min. The electrodes were coated with a monoclonal antibody by incubating the electrode in a coating buffer solution (0.1 M MES, 0.3 M H3B03, pH 6.5, 0.1% 25% pre-polymerized glutaraldehyde, 0.005% bovine gamma globulin for 4 h). 10 μg / mL (anti-TSH, Medix, Finland).

Pinnoitetut elektrodit pestiin kerran pesuliuoksella ( 0,01 M Tris-HCl, pH 7,75, 0,9 %The coated electrodes were washed once with wash solution (0.01 M Tris-HCl, pH 7.75, 0.9%

NaCl ja 0,02 % Tween 20), ja saturoitiin naudan seerumin albumiinilla (BSA) inkuboimalla tunnin Tris-puskurissa (0,1 % BSA, 0,05 M Tris-H2S04, pH 7,5, 0,1 %NaCl and 0.02% Tween 20), and saturated with bovine serum albumin (BSA) by incubation for one hour in Tris buffer (0.1% BSA, 0.05 M Tris-H2SO4, pH 7.5, 0.1%

Tween 20, 0,1 % NaN3), minkä jälkeen elektrodeja inkuboitiin 2 minuutin ajan 5 % 10 sorbitoliliuoksessa. Elektrodit kuivattiin ja elektrodeihin liimattiin teippi, joka jätti 10,0 mm korkean alueen elektrodin alapäästä aktiiviseksi.Tween 20, 0.1% NaN 3), followed by incubation of the electrodes in 5% 10 sorbitol solution for 2 minutes. The electrodes were dried and adhesive tape was applied to the electrodes, leaving a 10.0 mm high area at the lower end of the electrode active.

Immunokemiallinen määritys. Leimattuna vasta-aineena käytettiin kaupallista Boehringer-Mannheimin preparaattia Elecsys® TSH Immunoassay -testisaijasta ja TSH-15 standardit (0, 0,25, 1,5, 9, 54, 324 μυ/mL) valmistettiin laimentamalla kantastandardia (Scripps Laboratories, Inc., San Diego, USA) inkubointipuskuriin (0,05 mol/L Tris-HCl, pH 7,75, 0,9 % NaCl, 0,05 % NaN3, 0,5 % naudan seerumin albumiini, 0,05% naudan seerumin gammaglobuliini ja 0,01 % Tween 20). Immunokemiallinen määritys tehtiin kertakäyttöisissä 1,5 mL:n polystyreenista valmistetuissa spektrofotometrin 20 kyveteissä. Kyvetin pohjalle pipetoitiin 125 μί standardia, 250 μι Ru-leimattua anti-TSH vasta-aineliuosta (Elecsys® TSH Immunoassay -testisaqa) ja 525 μί em. inkubointipuskuria. Kuoppiin asetettiin vedellä huuhdellut elektrodit ja inkuboitiin ravistellen 1 h, jonka jälkeen elektrodit pestiin juoksevan pesuliuoksen avulla. Elektroluminesenssi mitattiin kertakäyttöisessä muovisessa fluorometrin kyvetissä 0,05 25 M Na2B407-puskurissa (pH on 9,2), johon oli lisätty 0,1 M natriumsulfaattia sekä 10'3 M peroksodisulfaattia. Vastaelektrodina oli indiumtinaoksidilla päällystetty lasilevy, ja EKL mitattiin vastaelektrodin läpi. Sähköinen kontakti piielektrodiin otettiin • kuparilevyllä toteutetulla puristusliitoksella joka oli sivelty In-Ga eutektisella seoksella.Immunochemical assay. The commercial Boehringer-Mannheim preparation of Elecsys® TSH Immunoassay was used as the labeled antibody, and TSH-15 standards (0, 0.25, 1.5, 9, 54, 324 μυ / mL) were prepared by diluting a strain standard (Scripps Laboratories, Inc.). , San Diego, USA) in incubation buffer (0.05 mol / L Tris-HCl, pH 7.75, 0.9% NaCl, 0.05% NaN3, 0.5% bovine serum albumin, 0.05% bovine serum gamma globulin) and 0.01% Tween 20). Immunochemical assay was performed in disposable spectrophotometer 20 cuvettes made of 1.5 mL polystyrene. 125 μί standard, 250 μι Ru-labeled anti-TSH antibody solution (Elecsys® TSH Immunoassay testq) and 525 μί above incubation buffer were pipetted into the bottom of the cuvette. Water-flushed electrodes were placed in the wells and incubated for 1 h with shaking, after which the electrodes were washed with running wash solution. Electroluminescence was measured in a disposable plastic fluorometer cuvette in 0.05 25 M Na2B407 buffer (pH 9.2) supplemented with 0.1 M sodium sulfate and 10'3 M peroxodisulfate. The counter electrode was a glass plate covered with indium tin oxide, and the EKL was measured through the counter electrode. Electrical contact to the silicon electrode was made by a • copper-clamping joint coated with an In-Ga eutectic alloy.

Mittausaikaikkuna oli 0,500 ms ja viive oli 1 μβ. Kuvassa 10 on esitetty hTSH-3 0 määrityksen standardikuvaaja. 1 i7 111663The measurement time window was 0.500 ms and the delay was 1 μβ. Figure 10 shows a standard plot of the hTSH-30 assay. 1 i7 111663

Esimerkki 9. Luminolin ja 7-hydroksi4-metyylikumariinin samanaikainen toteaminen yhtä detektoria käyttäen. 7-Hy droksi-4-metyylikumariini tuottaa elektrokemiluminesenssia vain katodisen pulssin aikana ja siten sen johdannaisia voidaan käyttää elektrodin vastapinnoituksen onnistumisen mittana, kun varsinaisen analyytin 5 määrä voidaan mitata samalla aallonpituudella luminolin pitkäikäiseen luminesenssiin perustuen.Example 9. Simultaneous detection of luminol and 7-hydroxy-4-methylcoumarin using a single detector. 7-Hydroxy-4-methylcoumarin produces electrochemiluminescence only during the cathodic pulse, and thus its derivatives can be used as a measure of the success of electrode backing when the actual amount of analyte 5 can be measured at the same wavelength based on long-term luminescence of luminol.

Valmistettiin saija liuoksia, joissa kaikissa 7-hydroksi-4-metyylikumariinin konsentraatio oh 1 x 10'7 mol/L, ja luminolin konsentraatiota vaihdeltiin. 10 Mittauselektrolyyttinä oh 0,05 M natriumtetraboraatin vesiliuos (pH 7,8; säädetty 0,1 M H2S04:lla), johon oh lisätty 0,1 % natriumatsidia. Kuvassa 11 on esitetty katodisen pulssin aikainen luminesenssi ja aikaikkunassa 1 - 9 ms katodisen pulssin jälkeen aallonpituudella 450 nm. Kuten kuvasta havaitaan luminolin konsentraation muuttaminen ei muuta katodisen pulssin aikaista signaalia, mutta viivästyneen 15 luminesenssin intensiteetti seuraa luminolin konsentraatiota.Saija solutions were prepared in which each had a concentration of 7-hydroxy-4-methylcoumarin of 1 x 10 7 mol / L, and the concentration of luminol was varied. As a measuring electrolyte, 0.05 M aqueous solution of sodium tetraborate (pH 7.8; adjusted with 0.1 M H 2 SO 4) supplemented with 0.1% sodium azide. Fig. 11 shows the luminescence during the cathodic pulse and in the time window 1 to 9 ms after the cathodic pulse at 450 nm. As can be seen in the figure, changing the concentration of luminol does not alter the signal during the cathodic pulse, but the intensity of the delayed luminescence follows the concentration of luminol.

20 • · 25 < · 3020 • · 25 <· 30

Claims (2)

1. FQrfarande att användas vid bioaffinitetsbestämning, kännetecknat av att en eller flera markörer av olika slag exciteras elektriskt i en särskild mätcell med elektriska pulser med hjälp av en isolerad arbetselektrod, och den elektromagnetiska straining som emitteras mats med hjälp av ett mätinstrument som är i synkroniserad kontakt med pulsar sä att det som länglivad luminescensalstrande markör används antingen luminol, isoluminol, eosin, fluorescein, rutenium (II)-komplex, platina- eller palladiumporfyrin eller luminerande protein och det ljus som markörema emitterar mäts tidsfördröjt frän emsissionspulsens önskade tidsintervall och som konsekvens av mätningen kan halien for en eller flera analyt definieras ur samma prov.Method for use in bioaffinity determination, characterized in that one or more markers of various kinds are electrically excited in a particular measuring cell with electrical pulses by means of an isolated working electrode, and the electromagnetic strain emitted is fed by means of a measuring instrument which is in synchronization. contact with pulses such that the long-lived luminescence-producing marker is used either luminol, isoluminol, eosin, fluorescein, ruthenium (II) complex, platinum or palladium porphyrin or luminescent protein, and the light emitted by the markers is measured in time delay from the desired time interval of the emission pulse and the measurement can be defined for one or more analyte from the same sample. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det m samma prov mäts fler än en analyt med hjälp av varierande tidsfördröjning av emitterande ljus frän olika markörer och/eller genom att mätä ljus pä olika väglängder.Method according to claim 1, characterized in that the same sample is measured more than one analyte by varying the time delay of emitting light from different markers and / or by measuring light at different path lengths.
FI982482A 1998-11-17 1998-11-17 Use of time-delayed measurement system for measuring electrochemiluminescence for analytical purposes FI111663B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI982482A FI111663B (en) 1998-11-17 1998-11-17 Use of time-delayed measurement system for measuring electrochemiluminescence for analytical purposes

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI982482A FI111663B (en) 1998-11-17 1998-11-17 Use of time-delayed measurement system for measuring electrochemiluminescence for analytical purposes
FI982482 1998-11-17

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI982482A0 FI982482A0 (en) 1998-11-17
FI982482A FI982482A (en) 2000-05-18
FI111663B true FI111663B (en) 2003-08-29

Family

ID=8552927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI982482A FI111663B (en) 1998-11-17 1998-11-17 Use of time-delayed measurement system for measuring electrochemiluminescence for analytical purposes

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI111663B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI982482A (en) 2000-05-18
FI982482A0 (en) 1998-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1204858B1 (en) Method for electroluminescence measurements
US5308754A (en) Electrogenerated luminescence in solution
US6645776B2 (en) Electrical excitation of label substances at insulating film-coated conductors
Jackson et al. Theoretical limitations on immunoassay sensitivity: current practice and potential advantages of fluorescent Eu3+ chelates as non-radioisotopic tracers
Zhang et al. A novel combination of immunoreaction and ICP-MS as a hyphenated technique for the determination of thyroid-stimulating hormone (TSH) in human serum
Diamandis Immunoassays with time-resolved fluorescence spectroscopy: principles and applications
US5316909A (en) Method for increasing fluorescence
Xu et al. Co-fluorescence effect in time-resolved fluoroimmunoassays. A review
US6599473B1 (en) Electrochemilumiscence method for detecting analytes
CA2002083C (en) Enhanced electrochemiluminescence
RU2568979C2 (en) Integrated carbon electrode chips for electric excitation of lanthanide chelates, and methods of analysis with their use
Kankare et al. Immunoassay by time-resolved electrogenerated luminescence
Kulmala et al. Heterogeneous and homogeneous electrochemiluminoimmunoassays of hTSH at disposable oxide-covered aluminum electrodes
Golla et al. A sensitive, robust high-throughput electrochemiluminescence assay for rat insulin
GB2217007A (en) Electrochemical analysis of analytes in solution
FI111663B (en) Use of time-delayed measurement system for measuring electrochemiluminescence for analytical purposes
Suomi et al. Hot electron-induced electrogenerated chemiluminescence
Håkansson et al. Cathodic electrochemiluminescence at double barrier Al/Al2O3/Al/Al2O3 tunnel emission electrodes
Eskola et al. Competitive immunoassay by hot electron-induced electrochemiluminescence detection and using a semiautomatic electrochemiluminometer
CN111351938A (en) Method for electrically exciting labeled molecules and electrode coated with insulating film
FI111758B (en) Use of lyoluminescence for analytical purposes
Ylinen-Hinkka Hot electron-induced electrochemiluminescence studies with different cathode materials and electrode geometries
Ala-Kleme A research of the stability of oxide-covered aluminum surface for electrochemiluminescence probe use
Wu et al. Cathodic electrochemiluminescence at C/C x O 1− x electrodes for the fabrication of label-free biosensors
CN115629208A (en) Method for enhancing electrochemical luminescence immunoassay performance by adopting electrically neutral metal complex