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化学发光免疫分析包含两个部分， 即免疫反应系统和化学发光分析系统。

化学发光分析系统是利用化学发光物质经催化剂的催化和氧化剂的氧化， 形成一个激发态的中间体， 当这种激发态中间体回到稳定的基态时， 同时发射出光子(hM) ， 利用发光信号测量仪器测量光量子产额。

免疫反应系统是将发光物质(在反应剂激发下生成激发态中间体) 直接标记在抗原(化学发光免疫分析) 或抗体(免疫化学发光分析) 上， 或酶作用于发光底物。

延伸阅读：化学发光是物质在进行化学反应过程中伴随的一种光辐射现象，可以分为直接发光和间接发光。直接发光是最简单的化学发光反应，有两个关键步骤组成：即激发和辐射。如A、B两种物质发生化学反应生成C物质，反应释放的能量被C物质的分子吸收并跃迁至激发态C*，处于激发的C*在回到基态的过程中产生光辐射。这里C*是发光体，此过程中由于C直接参与反应，故称直接化学发光。

间接发光又称能量转移化学发光，它主要由三个步骤组成：首先反应物A和B反应生成激发态中间体C*(能量给予体);当C*分解时释放出能量转移给F(能量接受体)，使F被激发而跃迁至激发态F*;最后，当F*跃迁回基态时，产生发光。