液态芯片的原理及其在临床诊断中的应用

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1、液态芯片的原理及其在临床诊断中的应用【摘要】液态芯片，是美国Luminex公司在流式细胞技术、ELISA技术和芯片技术基础上推出的多重分析技术平台，其最大特点是一次反应最多可同时检测500种指标，是唯一得到美国FDA批准的，也是唯一被纳入美国临床实验室质控网络的高通量诊断技术。被国际业界专家评价为临床诊断的趋势性技术之一。本文就液态芯片的技术原理及其在临床诊断中的应用做简要综述。【关键词】液态芯片；临床诊断1液态芯片的技术原理液态芯片可实现多重检测是依托于两大核心技术，xMAP技术和xTAG技术。这两大核心技术的基本原理是相同的，首先

2、将激发波长相同的红色荧光染料和红外荧光染料按不同比例混合，对5・6iini的聚苯乙烯微球分别进行染色，使得每一种微球所带的荧光色都是独特的，给这些带有不同荧光色的微球进行编码，就能够获得多达100种的编码微球。目前,Luminex公司通过添加第三种染料，已经将编码微球的数量扩充到了500种。然后把针对待测物的检测探针（可以是抗体、抗原、核酸等）以共价结合的方式偶联到特定的编码微球上,一种编码微球对应一种待测物。将针对不同待测物的编码微球混合，然后加入样本或其PCR扩增片段，样本中的待测物与编码微球表面的检测探针特异性结合，所形成的复合

3、物再与标记荧光素（如PE标记的二抗或链霉亲和素等）结合，最后上机检测。检测时,微球在流动鞘液的带动下单个依次通过检测通道，红色激光激发微球上的荧光染料，不同编码的微球会发射出不同波长的荧光，根据发射波长的不同达到分辨微球的目的，也就实现了对不同待测物的分辨；绿色激光激发与待测物结合的标记荧光素，根据荧光的强度来判断待测物的量（结合标准曲线，可实现定量检测），最终实现在一个反应中同时完成多种指标的定量检测。Luminex公司提供编码微球和检测平台，客户可以根据自己的需要在此基础上开发出针对各种待测物的检测试剂盒，既可以检测蛋白，也可以检

4、测核酸。目前，商业化的试剂盒已经有很多，应用领域包括临床诊断、遗传分析、新药开发以及基础科研等，能为医生和科研工作者节省大量的时间和成本，提高工作效率。2液体芯片常用的检测方式2.1基于蛋白的检测基于蛋白的检测是将蛋白作为探针偶联到微球上，主要有下列3种检测方式：①双抗夹心法：主要用于检测样木中的一些蛋白类分子，如肿瘤标志物、细胞因子等。其原理与ELISA的双抗夹心法相同，是将针对这些蛋白的抗休偶联到微球上作为检测探针。②间接法:主要用于血清中抗体的检测，这些抗体対应的抗原可以是病毒（如SARS、HIV）、细菌、自身抗原、过敏原等，该

5、方法是将这些抗原偶联到微球上作为检测探针。③竞争法：主耍用于检测一些小分子抗原，如瘦肉精等，其原理与ELISA竞争法相同。2.2基于核酸的检测基于核酸的检测是将核酸作为探针偶联到微球上，主要有两种检测方式：①直接杂交法：所用的核酸探针足客户根据目的片段自行设计的，如果样本的PCR扩增片段中含有目的片段，就会和微球上的核酸探针杂交，进而得到检测。②xTAG技术：使用的核酸探针是Luminex公司经过优化设计的，由24个核昔酸组成，共冇100种，分别偶联到100种编码微球上，这些探针的退火杂交温度是一样的，而且没有交叉反应。客户在设计PC

6、R扩增引物时，在其5'端添加上这些核酸探针的反补序列，通过反补序列与核酸探针的互补配对即可实现核酸的检测。3临床诊断中的应用3.1自身免疫性疾病的诊断自身免疫性疾病的重要特征就是自身抗体，不同疾病的自身抗体谱是不同的，病人血清中自身抗体的检测对于疾病的确诊和预后评估都有重要意义。2001年7月27H,IN0VA公司的可提取性核抗原（ENA）系列液态芯片产品率先通过美国FDA认证，成为首个得到美国FDA认证的液态芯片产品。3.2多重病原体的检测Luminex开发的呼吸道病毒多重检测试剂盒可在3.5h内同时检测多达18种的呼吸道病毒及亚型

7、，有助于医生更快更准确的找到病因，减少不必要的药物使用，提高医疗质量。多重肠胃道病菌检测试剂盒可在5h内同时检测15种引起肠胃炎症的细菌、病毒及寄生虫，而传统方法针对细菌、病毒和寄生虫要分别选取不同的检测方法，耗时长，影响疾病的治疗效率，增加了病人痛苦。3.3肿瘤标志物的检测肿瘤标志物检测的意义已经得到认可，但是单个标志物的检测对于肿瘤诊断的敏感性和特异性都偏低，肿瘤标志物的多重检测可提高检测的敏感性逐渐成为共识。目前，国内透景公司开发的肿瘤标志物检测试剂盒，已经有近20种通过了SFDA认证进入了临床应用。3.4个体化用笏药物代谢的效

8、果在个体和种群间存在较大差异，线物代谢酶的多态性是造成差异的重要原因。例如细胞色素酶P4502D6（CYP2D6）冇70多种突变基因，它的突变型决定酶代谢活性，进而影响到临床用药品种和剂量的选择。基于液体芯片技术的P45