POCT现场快速检验技术分析研究.doc

POCT现场快速检验技术分析研究.docPOCT现场快速检验技术分析研究现场快速检验(Point・of・CareTest,POCT),也称即时检验,国际上通称的POCT,是体外诊断行业增长最快的领域。被广泛使用的血糖仪即为最成功的POCT产品,占有整个POCT市场60%以上的份额。目前市场上最有代表性的两种便携式POCT技术是胶体金(或荧光)免疫层析技术和荧光免疫毛细技术。前一种以多家中国公司的产品为代表,后一种以美国Alere公司的Triage产品系列为代表。免疫层析技术起始于上世纪80年代初,而Triage产品的开发始于上世纪90年代,都己有了二三十年的历史。近两年来,中国、美国等世界上主要国家都在大力推行精准医疗、并己把精准医疗定位为长期战略发展方向。精准医疗首先需要精准诊断,这就对医疗检测仪器的性能提出了全新的要求。在此大背景下,两项关键技术在医疗检测行业迅速发展,一个是生物芯片技术,另一个是微流控技术。理邦ml6磁敏免疫分析系统(生产单位:深圳市理邦精密仪器股份有限公司,简称理邦)是其中一个具有代表性的产品。它把微阵列生物芯片集成进了微流体器件里面。其生物芯片是一个多层纳米膜结构的微阵列、是通过大规模集成电路工艺制造的。相对于传统意义上以玻璃片为基底、以荧光材料为标记物的基因芯片,ml6上的生物芯片是在单晶硅片上实现的、通过量子力学现象传感的技术。其微流控技术依赖于机械机构对被测样本和测试试剂实现精确控制。本文对层析荧光技术、毛细荧光技术和微流控生物芯片技术进行详细分析,对3个平台的技术特点进行讨论,并对它们的发展方向和应用进行探索。,由样品垫、胶体金结合垫、***纤维素膜、吸水垫构成。其中,胶体金颗粒上修饰有检测抗体,***纤维素膜上有检测线和控制线。检测时,被测样本在毛细作用下通过胶体金标记的抗体,形成抗原抗体胶体金复合物,复合物继续爬行,通过包被有捕捉抗体的检测线,形成双抗体夹心胶体金复合物,在检测线处呈现色带。过量的胶体金抗体流过检测线,在之后的控制线上形成胶体金免疫复合物,呈现色带。需要注意的是,控制线上色带的形成与被检测物质的存在与否无关,即使样本里没有被检测的物质,控制线也会显现。这种''捕捉抗体-抗原■检测抗体-胶体金纳米颗粒标记物〃复合结构被称为双抗体夹心结构,胶体金为指示标记。最典型的产品是“早早孕”试纸条,采用双抗体夹心一步法技术,以胶体金为指示标记检测尿液中的人绒毛膜促性腺激素(HumanChoionicGonadotophin,HCG)浓度,以判断受检者是否受孕。检测线上的信号强度也即测试结果可以由公式(1)计算:其中k是一个和抗体-抗原之间亲和力有关的常数,t是样本在反应区的驻留时间,Ab是检测线上捕捉抗体的浓度,Ag是被测样本中被测物质的浓度。常数k也和反应条件如pH值、温度等有关系。从化学反应的角度来看,温度从25°C降低到15°C,反应速度降低50%。抗体抗原反应的最佳温度是37C,一般l~2h就可以达到峰值。如果在4°C反应,达到峰值时间会长达12-24ho所以检测过程应该尽量保持在同一个温度下进行,否则室内温度的变化会带来很大的影响。当样本体积一定口寸,样本在反应区的驻留时间t和流速成反比。流速增加一倍,信号值就降低75%o样本的流动速度可以由公式(2)计算:其中k是所用材料(这里主要指***纤维素膜)的渗透率,是和毛细作用有关的拉普拉斯压力,是样本黏度,是材料的孔隙度,X是位置。样本的黏度是影响检测物流速的重要参数。黏度越大,流速越慢,被测物质就有更多的时间和捕捉抗体进行反应,结果就更明显。换言之,即使不同的样本中被测物质浓度相同,但是结果会和样本的黏稠度有关系,测试结果可能有很大不同。公式(2)中另一个重要参数是x,也就是检测线的位置。x值越小,检测线离样品垫越近,流速也就越大,这样反应上的被测物质就越少。由此可见,检测线的位置是一个非常重要的设计参数,制造过程中需要严格的控制。值得注意的是,检测线的位置是相对于样品垫和胶体金结合垫来讲的,所以除了需要精密控制检测线在***纤维素膜上的位置,对样品垫和胶体金结合垫尺寸和位置的控制同样重要。如果样本量发生变化,则公式(1)中的驻留时间t也会发生变化。尤其是当样本量太少时,样本很快的流出反应区,被测物质没有足够的时间和捕捉抗体进行反应、结合,导致测试结果低于正常期望值。当样本量过多时,吸水垫可以起到一定的调节作用,饱和以后可以有效阻挡样本的继续流动。但是,驻留在检测线上没有流走的被检测物还会继续和捕捉抗体反应,直到结合过程和分解过程达到一个平衡。但是,这个平衡是和其他条件如温度有关系的。在这种情况下,严格的控制检测时间和环境温度就变得非常重要。,但实际上却