POCT(即時檢驗)近年來發(fā)展迅速快,主要得益于一些新技術(shù)的應(yīng)用,。 POCT產(chǎn)品的發(fā)展經(jīng)歷了第一代定性檢測(試條試紙),;第二代半定量(色板卡比色或半定量儀器閱讀);第三代全定量系統(tǒng)(手工操作),;第四代技術(shù)平臺(自動化信息化智能化)。
POCT技術(shù)的基本原理大致可分為四類:
(1)把傳統(tǒng)方法中的相關(guān)液體試劑浸潤于濾紙和各種微孔膜的吸水材料內(nèi),,成為整合的干燥試劑塊,,然后將其固定于硬質(zhì)型基質(zhì)上,成為各種形式的診斷試劑條,。
(2)把傳統(tǒng)分析儀器微型化,,操作方法簡單化,使之成為便攜式和手掌式的設(shè)備,。
(3)把上述二者整合為統(tǒng)一的系統(tǒng),。
(4)應(yīng)用生物感應(yīng)技術(shù),利用生物感應(yīng)器檢測待測物,。
有關(guān)POCT的技術(shù)學(xué)分類見下表:
POCT的技術(shù)學(xué)分類
分類
方法原理
簡單顯色
直接觀察/半定量
酶標(biāo)記
免疫學(xué)反應(yīng)
免疫滲濾和免疫層析
免疫學(xué)反應(yīng)
生物傳感器
光學(xué)和電學(xué)方法識別酶和抗體
電化學(xué)檢測
電子探頭對某些化學(xué)分子的敏感性
分光光度
光學(xué)吸光度
生物芯片
蛋白質(zhì)之間相互作用
目前應(yīng)用的具體技術(shù)歸納起來主要有:
一,、干化學(xué)技術(shù)
干化學(xué)技術(shù)是將多種反應(yīng)試劑,干燥在紙片上,,用被測樣品中所存在的液體作反應(yīng)介質(zhì),,被測成分直接與固化于載體上的干試劑進(jìn)行反應(yīng),。加上檢驗標(biāo)本后產(chǎn)生顏色反應(yīng),用眼觀定性或儀器檢測(半定量),。適用于全血,血清,,血漿,,尿液等各類樣品。
例如:前降鈣素(PCT)的半定量檢測就是使用此種方法,。尿液蛋白質(zhì),、葡萄糖等一般化學(xué)檢查也都屬于此范疇。
近幾年,,干化學(xué)尿液分析取得了很大的進(jìn)展,,各型尿沉渣分析儀相繼問世,為臨床提供一個簡便,、快速的篩選方法,,即將完全正常的標(biāo)本通過干化學(xué)尿液分析儀篩選出去,有利于對異常的標(biāo)本進(jìn)行規(guī)范性檢查,。
中華醫(yī)學(xué)會經(jīng)過三次專家研討會,,制定了篩選標(biāo)準(zhǔn),即在干化學(xué)尿試帶全部為陰性時,,可以免去對紅細(xì)胞和白細(xì)胞的顯微鏡檢查,,如果有一項陽性結(jié)果,必須同時進(jìn)行顯微鏡檢查,。
換句話說,,迄今為止無一臺儀器檢查能完全替代顯微鏡檢查,尿沉渣顯微鏡檢查以它特有臨床價值仍是尿液分析中不可缺少的檢查手段,。
二,、多層涂膜技術(shù)
多層涂膜技術(shù)是從感光膠片制作技術(shù)移植而來。將多種反應(yīng)試劑依次涂布在片基上,,制成干片,。采用多層涂膜技術(shù)制成的干片,比干化學(xué)紙片平整均勻,,用儀器檢測,,可以準(zhǔn)確定量,如目前臨床使用的干板化學(xué)分析系統(tǒng),,可用于大多數(shù)血液化學(xué)成分,,如蛋白質(zhì)、糖類,、脂類,、酶,、電解質(zhì)、非蛋白氮類及一些血藥濃度的監(jiān)測,,可供檢測的項目達(dá)數(shù)十項,,幾乎覆蓋了常做的臨床生化檢驗項目。由于其操作簡便,、快速,、常用于急診檢查,也相應(yīng)推出了一些小型儀器,,可做床邊檢驗,,但干片成本較高。
三,、免疫層析,、色譜法
POCT條帶技術(shù)能用于測定蛋白質(zhì)和酶,如心肌標(biāo)志物,,激素和各種蛋白質(zhì)等,,多為定性試驗?;|(zhì)中分析物的分離是通過紙層析法完成的,,并且憑借固定在層析帶表面的特異性抗體捕獲目標(biāo)分析物,用于定性分析,,這種檢測可通過觀察顏色完成,。
另外也有小型定量測定儀,如瑞士Roche公司的心肌標(biāo)志測讀儀(Cardiac Reader),,可用于測定肌鈣蛋白T和肌紅蛋白,,尚可測定D-二聚體等。Males RG等人研究發(fā)現(xiàn)生物化學(xué)標(biāo)志物對于急性心肌梗塞(AMI)的診斷越來越重要,,尤其當(dāng)心電圖對診斷沒有幫助時,。POCT技術(shù)可以在病人原位進(jìn)行診斷分析,最常被醫(yī)生用于幫助診斷AMI的生化標(biāo)志物有肌紅蛋白(Mb),,CK-MB,,肌鈣蛋白Ⅰ(cTnI)和肌鈣蛋白T(cTnT),這些都可以用POCT技術(shù)來檢查,,而且其性能可與實驗室依據(jù)的心肌標(biāo)志物相比,。
膠體金技術(shù)也屬于POCT的范疇,膠體金,、銀,、硒及色素(包括熒光色素和非熒光色素)可以牢固吸附在抗體的表面而不影響抗體的活性,當(dāng)標(biāo)記抗體與抗原反應(yīng)聚集到一定濃度時,,可以直接呈現(xiàn)顏色,。目前,,金、銀,、硒及色素標(biāo)記免疫反應(yīng)的方法主要有斑點滲濾法和免疫層析法,,用于快速檢測蛋白質(zhì)類和多肽類抗原,如cTnT,、血清白蛋白,、hs-CRP及一些病毒如HBV、HCV,、HIV等的抗原和抗體定性,。配合小型檢測儀,,可做半定量和定量,。
目前,有些公司采用免疫層析雙抗原,、雙抗體夾心法原理,,結(jié)合膠體金標(biāo)記技術(shù)相繼開發(fā)了生殖內(nèi)分泌、傳染性疾病,、性病,、腫瘤標(biāo)志物、毒品等類幾十項,,近百種規(guī)格的膠體金檢測試產(chǎn)品,。如HCG測試卡,HBV測試卡等,。Shiach CR等人用POCT在實驗室測定凝血酶原時間(PT)發(fā)現(xiàn)兩組INR時間是相似的,,分別為60.19%和59.13%,調(diào)查問卷顯示對POCT監(jiān)測病人顯示很滿意,。
四,、選擇性電極技術(shù)
用離子選擇性電極結(jié)合傳感器包括生物傳感器和化學(xué)傳感器技術(shù),制成了便攜式快速檢測血氣(PH,、PCO2,、PO2等)和電解質(zhì)(K+、Na+,、Cl-等)的儀器,,已被廣泛應(yīng)用于臨床。
五,、紅外和遠(yuǎn)紅外分光光度技術(shù)
常用于制作經(jīng)皮檢測儀器,,可用于檢測血液血紅蛋白、膽紅素,、葡萄糖等多種成分,。這類檢測儀器可連續(xù)監(jiān)測病人血液中的目的成分,,無需抽血,這可以避免抽血可能引起的交叉感染和血液標(biāo)本的污染,,降低每次檢驗的成本和縮短報告時間,。但是,這類經(jīng)皮檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性有待提高,。
六,、生物傳感器
新一代POCT儀使用生物傳感器。一個生物傳感器偶聯(lián)一個特定的生物檢測器(如酶,、抗體或核酸探針)到一個換能器用于靶分析物的直接測定而無需從基質(zhì)中分離它,。它體現(xiàn)了酶化學(xué)、免疫化學(xué),、電化學(xué)與計算機技術(shù)的結(jié)合,。應(yīng)用它可以對生物體液中的分析物進(jìn)行超微量的分析,成為檢驗醫(yī)學(xué)的最佳框架,。例如電解質(zhì)的檢測,。商業(yè)的POCT儀器用電化學(xué)技術(shù)(如微型離子選擇電極)和光學(xué)生物傳感器去測定葡萄糖,電解質(zhì)和動脈血氣,。隨著抗體固定技術(shù)和特異DNA序列的應(yīng)用,,生物傳感器探針將很快用于檢測激素、藥物,、難于培養(yǎng)的細(xì)菌,、病毒如衣原體、結(jié)核菌,、人類免疫缺陷病毒,。
七、生物芯片
生物芯片是利用上世紀(jì)末提出的以微電加工技術(shù)(Micro Electro Mechanical System,,MEMS)為基礎(chǔ)的微全分析系統(tǒng)(iniaturized Total Analysis System,,uTAS)的概念,將所有試樣處理及測定步驟合并于一體,,分析人員可在很短時間和空間間隔內(nèi)獲取電信號形式表達(dá)的化學(xué)信息,。微流控芯片(Microfluidic Chip)是uTAS中當(dāng)前最活躍的領(lǐng)域和發(fā)展前沿,它集中地體現(xiàn)了將分析實驗室功能轉(zhuǎn)移到芯片上的理想,,即芯片實驗室(Lab-On-a-Chip,,LOC),是系統(tǒng)集成微刻技術(shù)的結(jié)晶,,是可以完成生物化學(xué)分析儀的微型芯片,。實現(xiàn)對原有檢驗儀器微型化,制成便攜式儀器,用于床邊檢驗,。如血細(xì)胞分析,、酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA),血液氣體和電解質(zhì)分析等都可進(jìn)行POCT,。
目前生物芯片可分為基因芯片(Gene chip或DNA chip),、蛋白質(zhì)芯片(protein chip)、細(xì)胞芯片(cell chip)和芯片實驗室(Lab-On-a-Chip,,LOC),,它們具有高靈敏度、分析時間短,、同時分析項目多等優(yōu)點,,它是將生命科學(xué)研究中所涉及的許多分析步驟,利用微電子,、微機械,、物理技術(shù)、傳感器技術(shù),、計算機技術(shù),,使樣品檢測,、分析過程,,連續(xù)化、集成化,、微型化,,而且它還可促進(jìn)縮微實驗室的構(gòu)建。而縮微實驗室具有體積小,、攜帶方便,,能同時檢驗多種生物分子的特點,在軍事醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有巨大應(yīng)用價值,,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,,在不久的將來芯片式的POCT儀將會逐步應(yīng)用到各個領(lǐng)域。如蛋白質(zhì)芯片已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域,,包括生物標(biāo)志物的檢測,,生物分子間相互作用的研究與質(zhì)譜分析以及藥物靶標(biāo)及其作用機制的研究。
POCT發(fā)展現(xiàn)狀如何,?有哪些進(jìn)展,?由中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會生物診斷技術(shù)分會主辦,生物谷承辦的“2012 POCT產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”(官方網(wǎng)址:http://www.bioon.com/z/POCT/)將于6月9-10日在上海召開,。本次論壇將圍繞政策,、市場、技術(shù)、應(yīng)用等行業(yè)最新動態(tài)與熱點話題,,邀請政,、產(chǎn)、研,、學(xué),、資等行業(yè)各界人士齊聚上海,以全新視角直擊政策,、學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)前沿,,引領(lǐng)中國POCT行業(yè)頭腦風(fēng)暴。冀望理性的討論和思考能對POCT產(chǎn)業(yè)發(fā)展走向成熟有所裨益,,藉以推動產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,。(生物谷Bioon.com)
第四屆中英癌癥生物學(xué)前沿研討會暨CDDIS-中國上海研討會 2013年5月8-9日 中國上海
第三屆臨床醫(yī)學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)培訓(xùn)暨骨科高質(zhì)量學(xué)術(shù)論著發(fā)表策略研討會 2013.3.30-3.31 中國 上海