POCT技术平台

1、POCT技术平台梳理 yaolingPOCT概述POCT是体外诊断（IVD）行业的子行业，约占整个体外诊断行业市场容量的30%。通过简化设计和技术创新，实现在患者身边进行便捷的现场检查，快速取得诊断结果。特点：实验仪器小型化操作方法简单化节约综合成本结果报告即时化POCT行业范畴POCT 主要应用领域及应用项目应用领域应用项目医院检验科肝炎（甲、乙、戊）检测、流感检测、CRP检测等医院非检验科CRP检测、心梗心衰检测、血糖监测等基层医疗（乡镇卫生院和社区门诊）尿液分析、干式生化检测、肝炎检测等个人家庭自检与健康管理排卵、妊娠、血压、血糖的检测等；甘油三酯和胆固醇等血脂项目的检测疫情控制非典、甲

2、流等重大疫情的检测与控制等军事医学与灾难救援CRP检测、血气和电解质分析、快速凝血检测、疟疾等现场监督执法公安禁毒检测、交警饮酒驾驶检测等；食品安全监管瘦肉精、三聚氰胺等的检测POCT对医疗模式的影响干化学技术免疫层析技术传感器技术生物芯片技术微流控芯片技术POCT技术平台POCT技术平台 1.1.干化学技术干化学技术 所谓“干化学”是与传统的“湿化学”（即溶液化学）相对比较而言的。它是以被检测样品中的液体作为反应媒介，待测物直接与固化于载体上的干粉试剂反应的一种方式。目前干化学试剂已可进行近70 余项化学分析，已囊括常规生化项目、内分泌激素、毒素药物和特种蛋白等各个领域。 干化学试剂载体的结

3、构分为：二层结构，三层结构，和多层膜。最简单的二层结构: 在支持层塑料基片上有一试剂层纤维素片，在纤维素片中预固相了全部试剂，通过反射光度计测定其颜色的改变，从而计算待测成份的浓度; 常见的是尿生化分析试剂条; 只能对待测成分进行定性或半定量测定，这样就限制了它在其它须准确定量的标本的应用。POCT技术平台1.1.干化学技术干化学技术反射光纤维素片试剂层塑料基片支持层入射光三层结构： 在试剂层上加一多孔胶膜过滤层，其作用是将样品中的杂质过滤掉，并起保护试剂层作用。 常见的是微量法测定葡萄糖的试剂条。POCT技术平台1.1.干化学技术干化学技术反射光纤维素片试剂层透明塑料基片支持层入射光多孔胶膜

4、过滤层加样多层膜试剂载体（三大类）： 比色/速率法干片离子法干片离子（钠，钾，氯）检测；其设计采用直接电势法，样本无需稀释。离子干片是由纸桥将两个离子选择性电极相连，通过电压表来测量患者样本和已知参比液之间的电势差，从而计算出钠，钾，氯的离子浓度。POCT技术平台 1.1.干化学技术干化学技术扩散层试剂层指示剂层支持层 在试剂层中，根据实际测定的需要，可由数层至数十个功能试剂层组成。反应区的功能是将待测物通过物理、化学或生物酶学等反应转化为可与显色剂结合的化合物。 指示剂层颜色变化与分析物浓度成比例，被反射光检测。多层膜试剂载体： 免疫速率法干片 免疫速率法干片主要用于进行药物浓度和蛋白质检测

5、，分为竞争法和非竞争性干片两类； 竞争法（例如地高辛）：读数时采用了多点速率法来检测分析物浓度。分析物与酶标抗原竞争有限数量的抗体结合位点。加入含底物的免疫洗液，一方面洗去未结合物质，另一方面抗原抗体复合物与无色底物反应显色，通过速率的变化采计算分析物浓度，发射光密度与分析物浓度成反比。 非竞争法（CRP）：读数时采用定点速率法。待测物与固相抗体、酶标抗体形成夹心“三明治”。加入含底物的免疫洗液，洗去读数视窗区域未结合物质，抗原抗体结合物与底物反应显色， 发射光密度与待测物浓度成正比。POCT技术平台1.1.干化学技术干化学技术肌酸激酶同工酶 尿素氮甘油三酯白蛋白脂肪酶脑脊液蛋白谷氨酸转移酶r

6、-谷氨酰转肽酶肌酸激酶尿酸铁、总铁结合力锂淀粉酶胆碱酯酶总胆红素结合/非结合胆红素血氨乙醇水杨酸茶碱醋氨酚镁二氧化碳胆固醇总蛋白高密度酯蛋白尿蛋白谷丙转氨酶碱性磷酸酶乳酸脱氢酶肌酐乳酸磷钠钾氯地高辛苯巴比妥卡马西平苯妥因C反应蛋白比色/速率法干片离子检测干片免疫速率法干片多层膜干片分类POCT技术平台1.1.干化学技术干化学技术POCT技术平台 2. 免疫层析技术免疫层析技术 第一代：定性检测金标免疫层析:胶体金标记技术 + 蛋白质层析技术 第二代：半定量检测金标或磁颗粒层析 + 阅读仪 第三代：普通荧光定量检测系统特点：高能光激发、低能光发射缺点：生物荧光本底干扰,荧光淬灭，定量结果不准确

7、第四代：上转发光检测技术（up-converting phosphor technology, UPT ）特点：利用稀土离子作为荧光材料，通过吸收较低能量的长波红外光，发射高能量的短波可见光来实现能量上转换胶体金免疫层析： 以微孔滤膜为载体，包被已知抗原或抗体，加入待检标本后，经滤膜毛细作用使标本中的抗体或抗原与膜上包被的抗原或抗体结合，再通过胶体金结合物达到检测目的。POCT技术平台 2. 2. 免疫层析技术免疫层析技术POCT技术平台2. 2. 免疫层析技术免疫层析技术免疫胶体金层析： UCP技术独特优势POCT技术平台2. 2. 免疫层析技术免疫层析技术无机惰性内置物理发光上转换发光特征

8、光谱多样无背景干扰 高敏感性无磷光焠灭高稳定性适合多重分析高灵活性无放射危害高安全性无须预处理高简易性POCT技术平台2. 免疫层析技术免疫层析技术 免疫层析技术的进展，体现在：（1）定性 半定量 定量，（2）标记物的变化，即胶体金 金磁微粒 荧光 上转发光材料，也体现为定量越来越准确； 金磁微粒是Fe3O4包被金颗粒后形成的纳米级磁性复合微粒，不仅具有胶体金的特性，也具有超顺磁性、磁响应性、悬浮稳定性等特点； 荧光标记物会受到生物材料自发荧光造成的本底的干扰，且标记物存在荧光焠灭 ； 胶体金技术相比，UCP突出地显示了它能够准确灵活地进行定量分析、多重分析的优势。且就定性分析而言，UCP的灵

9、敏度是胶体金的10-100倍POCT技术平台3. 生物传感器生物传感器是利用蛋白质、酶、核酸等这些活性物质之间的分子识别功能，把被检测的物质的构象变化、浓度变化等生物的微观过程转变成可量化的可视的电信号、荧光信号等物理化学信号，从而达到检测蛋白质、核酸等分子的目的。被测对象生物敏感膜（分子识别感受器）物理、化学反应 （如：酶反应、免疫反应、DNA分子杂交）换能器电信号POCT基本技术平台3. 生物传感器基于电化学酶法的传感器（如：葡萄糖检测仪）基于核酸-分子结合的电化学核酸传感器Green box 以核酸分子(能与各种蛋白或小分子特异紧密结合)作为识别元素，以电极作为信号转换器的生物传感器;

10、核酸分子探针具有结构简单、特异性强、靶物质分子广泛和易于大量商业化合成的优点。目前主要有两类:基于反射光度法干化学测定基于离子选择性电极（ISE）方法干化学测定基于电解质的干化学测定法的生物传感器基于ISE法干式电解质分析仪的结构示意图 样品液离子选择敏感膜参比层氯化银层银层离子选择敏感膜参比层氯化银层银层塑料膜塑料膜参比液电位计 通常每测一个项目需要用一个干片，每个干片上带有条形识别码，仪器将自动识别所进行的测定项目。 指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA或其他样品分子（例如蛋白，因子或小分子）进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。PO

11、CT基本技术平台5.红外和远红外分光光度技术 此类技术常用于经皮检测仪器，用于检测血液中血红蛋白、胆红素、葡萄糖等成分。这类床边检验仪器可连续监测病人血液中的目的成分，无需抽血，可避免抽血可能引起的交叉感染和血液标本的污染，降低每次检验的成本和缩短报告时间。 通过微细加工技术在芯片上构建由储液池、微反应室、微管道等微功能元件构成的微流路系统，加载生物样品和反应液后，在压力泵或者电场作用下形成微流路，于芯片上进行一种或连续多种的反应，达到对样品的高通量快速分析的目的。 、核酸技术平台对于核酸检测，需要一种能整合从样本中提纯核酸并进行扩增，再对扩增的核酸检测和结果分析的新技术和产品。该产品需要能做

12、到整体封闭的核酸自动化检测，最大限度避免检测中的交叉或携带污染 不同原理的PCR 反应体系的不同：微流控，芯片 在病原体的快速诊断、微生物耐药性检测、遗传性疾病的筛查等方面，DNA芯片因其特异性和高通量将会有很好的应用前景核酸检测平台核酸检测平台试管实验室技术（ Laboratory-in-a-tube ） 美国IQuum公司建立的系统（已被罗氏收购） 技术简介：将核酸提取、扩增和检测等步骤集中在一根检测管中的不同区，依靠检测仪器内部的机械装置，自动控制反应从一个区向另一区转移，实现对核酸的快速检测 2011 年，美国FDA批准了基于该技术的甲型和乙型流感病毒检测方法，20 min即可完成检测

13、 产品链接：http:/ multiplex PCR，arm-PCR） 美国iCubate 公司研发的全自动多重微生物核酸检测系统 Arm-PCR的技术核心：首先采用特异性引物扩增富集模版，然后通过分离高浓度引物“拯救”出扩增子，最后在指数增长期通过共用引物来扩增目的片段 技术特点：多重（同时检测50种目标分子）、高灵敏度（可以在 l的样品中检测出10 个拷贝目标分子 ）、高通量（可以同时处理96份样本） 目前基于iCubate平台已开发出：革兰氏阳性菌（ 8种）、呼吸道病原体V组（20种）、呼吸道病原体B组（9种）、流感病毒分型（8种）、医院获得性感染病原体（15种）、腹泻相关病原体（13种

14、）、STD相关病原体（10种）、分枝菌属（13种）等8个多重PCR检测试剂。均仅供科研使用。armPCR 原理POCT 主要应用领域及应用项目应用领域应用项目医院检验科肝炎（甲、乙、戊）检测、流感检测、CRP检测等医院非检验科CRP检测、心梗心衰检测、血糖监测等基层医疗（乡镇卫生院和社区门诊）尿液分析、干式生化检测、肝炎检测等个人家庭自检与健康管理排卵、妊娠、血压、血糖的检测等；甘油三酯和胆固醇等血脂项目的检测疫情控制非典、甲流等重大疫情的检测与控制等军事医学与灾难救援CRP检测、血气和电解质分析、快速凝血检测、疟疾等现场监督执法公安禁毒检测、交警饮酒驾驶检测等；食品安全监管瘦肉精、三聚氰胺等

15、的检测POCT技术平台 1.1.干化学技术干化学技术 所谓“干化学”是与传统的“湿化学”（即溶液化学）相对比较而言的。它是以被检测样品中的液体作为反应媒介，待测物直接与固化于载体上的干粉试剂反应的一种方式。目前干化学试剂已可进行近70 余项化学分析，已囊括常规生化项目、内分泌激素、毒素药物和特种蛋白等各个领域。 干化学试剂载体的结构分为：二层结构，三层结构，和多层膜。POCT技术平台 2. 免疫层析技术免疫层析技术 第一代：定性检测金标免疫层析:胶体金标记技术 + 蛋白质层析技术 第二代：半定量检测金标或磁颗粒层析 + 阅读仪 第三代：普通荧光定量检测系统特点：高能光激发、低能光发射缺点：生物

16、荧光本底干扰,荧光淬灭，定量结果不准确 第四代：上转发光检测技术（up-converting phosphor technology, UPT ）特点：利用稀土离子作为荧光材料，通过吸收较低能量的长波红外光，发射高能量的短波可见光来实现能量上转换POCT技术平台2. 免疫层析技术免疫层析技术 免疫层析技术的进展，体现在：（1）定性 半定量 定量，（2）标记物的变化，即胶体金 金磁微粒 荧光 上转发光材料，也体现为定量越来越准确； 金磁微粒是Fe3O4包被金颗粒后形成的纳米级磁性复合微粒，不仅具有胶体金的特性，也具有超顺磁性、磁响应性、悬浮稳定性等特点； 荧光标记物会受到生物材料自发荧光造成的本底的干扰，且标记物存在荧光焠灭 ； 胶体金技术相比，UCP突