poct现场快速检验技术分析研究

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1、POCT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,都已有了二三十年的历史。近两年来

2、，中国、美国等世界上主要国家都在大力推行精准医疗、并已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而。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

3、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。1免疫层析技术14技术原理胶体金免疫层析测试卡的结构，由样品垫、胶体金结合垫、硝酸纤维素膜、吸水垫构成。其中，胶体金颗粒上修饰有检测抗体，硝酸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

4、，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，釆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

5、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37°C,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。当样本体积一定时，样本在反应区的驻留时间t和流速成反

6、比。流速增加一倍，信号值就降低75%。样本的流动速度可以由公式(2)计算：其中k是所用材料(这里主要指硝酸纤维素膜)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

7、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硝酸纤维素膜上的位置，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

8、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。1.2材料和制造过程对检测性能的影响图1所示的免疫层析器件看似非常简单/旦实际上却是