POCT检测技术与相关仪器样本

4.1POCT概述

4.1.1POCT概念、基本原理及重要技术

POCT是指在病人旁边分析病人标本分析技术，或者说只要测试不在主实验室做，并且它是一种可移动系统，就可以称为POCT。“POCT”构成涉及：地点、时间（point)、保健、照顾（care）、检查、实验（testing），point-of-caretesting英文字面意思是在受治疗者现场保健检查。

POCT基本原理是：把老式办法中有关液体试剂浸润于滤纸和各种微孔膜吸水材料中，成为整合干燥试剂块，然后将其固定于硬质型基质上，成为各种形式诊断试剂条；或把老式分析仪器微型化，操作办法简朴化，使之成为便携式和手掌式设备；或将上述两者整合为统一系统。

POCT重要技术涉及：

（1）简朴显色（干化学法测定）技术将各种反映试剂干燥、固定在纸片上，加上检查标本（全血、血清、血浆、尿液等）后产生颜色反映，用肉眼观测定性或仪器检测(半定量)。

（2）多层涂膜（干化学法测定）技术多层涂膜技术是从感光胶片制作技术移植而来。将各种反映试剂依次涂布在片基上，制成干片，用仪器检测，可以准拟定量。

（3）免疫金标记技术胶体金颗粒具备高电子密度特性，金标蛋白结合处，在显微镜下可见黑褐色颗粒，当这些标记物在相应标记处大量汇集时，肉眼可见红色或粉红色斑点，这一反映可以通过银颗粒沉积被放大。该类技术重要有斑点免疫渗滤法（DIGFA）和免疫层析法（ICA）。

（4）免疫荧光技术通过检测板条上激光激发荧光，定量检测以pg/ml为单位检测板条上单个或各种标志物。检测系统普通由荧光读数仪和检测板构成。检测板多用层析法，分析物在移动过程中形成免疫复合物，通过检测区域、质控区域荧光信号值不同与分析物不同浓度成一定比例，获得定标曲线，可检测未知样本中分析物浓度。

（5）生物传感器技术运用离子选取电极，底物特异性电极，电导传感器等特定生物检测器进行分析检测。该类技术是酶化学、免疫化学、电化学与计算机技术结合产物。

（6）生物芯片技术生物芯片是最新发展起来新技术。其特点是在小面积芯片上同步测定各种项目。生物芯片可分基因芯片、蛋白质芯片和细胞芯片。它们具备高敏捷度、分析时间短、能同步检测项目多等特点。

（7）红外和远红外分光光度技术此类技术惯用于经皮检测仪器，用于检测血液中血红蛋白、胆红素、葡萄糖等成分。此类床边检查仪器可持续监测病人血液中目成分，无需抽血，可避免抽血也许引起交叉感染和血液标本污染，减少每次检查成本和缩短报告时间。

（8）其她技术

4.1.2POCT特点及与老式实验室检查不同

POCT重要特点就是，可以迅速地获得可靠检查成果，从而提高病人临床医疗效果。简朴说，实验仪器小型化，操作办法简朴化，成果报告即时化。

表19-1临床实验室与POCT重要不同点

比较项目临床实验室测试POCT周转时间慢快标本鉴定复杂简朴标本解决普通需要不需要血标本血清、血浆多为全血校正频繁不频繁试剂需要配制随时可用消耗品相对少相对多检测仪复杂简朴对操作者规定专业人员普通人亦可以敏捷度相对高相对低每个实验耗费低高实验成果质量高普通

4.1.3POCT仪分类

按照用途来分，可以分为血液分析仪、迅速血糖检测仪、电解质分析仪、血气分析仪、药物应用监测仪、抗凝测定仪、心肌损伤标志物检测仪、甲状腺激素检测仪、酶联免疫检查仪、放射免疫分析仪等种类繁多仪器。

依照其大小和重量，可以将监测离体血液标本分析仪，分为桌面（benchtop）型、便携型、手提式及手提式一次性使用型。近来，一种被称为CDPOCT已经问世，其在类似CD圆盘中具有各种生物传感器，具备诊断检查功能，通过原则或定制阅读器获取监测成果，有人又称之为CD实验室。

依照所用一次性装置来分，可有单一或多垫试剂条、卡片式装置、生物传感器装置、微制造装置以及其她多孔材料等各种装置。

4.1.4POCT临床应用

随着各种POCT技术及检测仪器使用，使得POCT既可在医院内，也可在医院外进行。某些特殊项目甚至在家里或在某些特殊场合（如室外、现场）均可检测，极大地以便了病人和某些特殊人群需要。

(1)糖尿病诊治方面应用

各种迅速血糖仪、各种无创伤性血糖检测仪使用使报告时间(TAT)大大缩短，是临床、患者家庭最惯用检测仪器；全定量免疫荧光检测仪检测糖尿病患者糖化血红蛋白与尿微量白蛋白等指标，有助于初期发现糖尿病肾病，有助于患者病情预计与长期监测；传感器有关检测仪可检测患者血气及电解质等指标；干化学分析仪可检测患者血液中各种生化指标。

(2)心血管疾病方面应用

急性心肌梗死（AcuteMyocardialInfarction，AMI）发病急，严重影响到患者生命安全。POCT运用可使AMI患者得到及时诊断和治疗。金标定量检测仪、全定量免疫荧光检测仪、迅速CRP检测仪等可检测特异性血清初期标志物如肌钙蛋白I(cTnI)、肌红蛋白（Mb）、肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)、D-二聚体、脑钠肽(BNP)、CRP；运用干片式血凝分析仪进行凝血酶原时间（PT）测定、活化某些凝血活酶时间（APTT）测定；干化学分析仪可检测血液中门冬氨酸氨基转移酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶（CK）等生化指标检测；传感器有关分析仪可检测患者血气及电解质等指标。

(3)感染性疾病中应用

诊断用蛋白芯片技术、免疫金标记技术有关POCT使用，可使不具备细菌培养条件基层医院、民营诊所、社区保健所进行微生物迅速检测，也可用于医院中手术前传染病四项检测（HBsAg、HCV、HIV、TP）、内镜检查前病毒性肝炎筛选等。

(4)发热性疾病方面应用

迅速CRP检测仪使用，将CRP与血常规成果联合应用，对鉴别发热患者感染病原体性质（细菌或病毒）比单一检测更具特异性。

(5)ICU病房内应用

在ICU病房，当前临床上已使用有：用于体外监测电化学感应器，可周期性地控制患者血气、电解质、红细胞压积和血糖等；用于体内监测生物传感器，将其安装在探针或导管壁上，置于动脉或静脉管腔内，通过监视器可定期获取待测指标数据。

(6)儿科诊断中应用

适合小朋友诊断行为需要轻便、易用、无创伤或创伤性小、样品需求量少、无需预解决、迅速得出结论等要素，以缩短就诊周期，还需要关注父母满意度。POCT能较好地达到上述规定。POCT另一特点是诊断病情时父母可始终陪伴在孩子身边，随时理解检查数据含义，更好地与医护人员交流，有助于患儿疾病诊治。

(7)循证医学中应用

从循证医学角度来评价，POCT弥补了老式临床实验室流程啰嗦局限性。循证医学（Evidencebasedmedicine，EBM）是遵循当代最佳医学研究证据，并将证据应用于临床对患者进行科学诊治决策一门学问。POCT所用实验仪器体积小、携带以便、容易使用，操作人员可以在实验室外任何场合进行，迅速、以便地获取患者某些与疾病有关数据，这正是循证医学所要达到重要目——有据可循。

(8)医院外应用

各种免疫金标技术有关POCT仪、传感器技术有关POCT仪、干化学技术有关POCT仪，由于以便、迅速等特点，可在家庭自我保健、社区医疗、医师诊所、医务室、体检中心、救护车上、事故现场(甚至战场）、出入境检疫、禁毒、戒毒中心、公安部门和运动员尿液检测等医院外许多部门和场合广泛应用。

4.1.5POCT存在问题与发展前景

1.POCT存在问题

（1）质量保证问题。各种POCT分析仪精确度和精密度各不相似，并且没有统一室内和室间严格质量控制，无法保证分析系统质量。当前尚未有严格质量保证体系和管理规范，导致浮现实验成果质量不易保证现象。非检查操作人员如医师和护士等工作人员没有通过恰当培训，不熟悉设备性能和局限性，都是导致POCT产生质量不稳定重要因素。

由于POCT在使用和管理中不规范导致对病人依然存在潜在危险，因而许多国家和地区均颁布了权威POCT使用原则。

在英国，发布了诺丁汉女王医学中心修订后POCT使用原则。在美国，NCCLS于1995年刊登了AST2-P文献，简介关于评价和实行床边体外诊断检查信息。随后，美国POCT部门又忙于修订符合临床实验室管理法规，特别是1月颁布新“质量体系”规定。结合美国NCCLS近几年刊登其她多篇与POCT质量管理关于文献，可以发现，POCT质量在美国正日趋得到保障。文献对关于实验室承认、POCT仪使用、操作人员培训、质量评估、办法学评价、成果记录及报告等均有明确规定。在国内，POCT使用发展较快，但管理相对滞后。但是，近来国内也已经出台了《关于POCT管理办法（试行草案）》。其中对POCT组织管理、POCT人员培训、对POCT专用仪器承认、POCT质量保证筹划、POCT操作规范方面、人员安全性及废物解决、床边检查操作程序、成果报告、以及费用方面问题等均有详细规定与阐明。

（2）循证医学评估问题。POCT仪器及检查成果自身来说，尚缺少循证医学评估．

（3）费用问题。POCT单个检查费用，高于常规性检查。

（4）报告书写不规范，也是当前POCT存在一种问题。

2.POCT发展前景

为了适应实际需要，抱负POCT仪器应当是构造机灵、体积小、容易使用、不需要额外人工解决标本、不需要非常精准加样，成果精确、并能自动保存所有记录微型移动系统。

应用无创性/少创性技术POCT仪器将是POCT另一种发展方向。

生物芯片技术有关POCT因其具备高敏捷度、分析时间短、同步能检测项目多等特点，也是POCT发展一种重要趋势。

4.2POCT惯用技术及有关仪器

4.2.1POCT仪基本构造与功能

POCT仪器，普通外形小巧，构造不像中心实验室大型仪器那么复杂（最重要是没有复杂液路系统），仪器基本构造涉及：

（1）电源开关。

（2）状态灯。

（3）电池。由于POCT仪器使用地点非常广泛，因此都自带电源——配备电池。

（4）(热敏)打印机、显示屏。显示屏和打印机用于输出成果。

（5）键盘。键盘属于输入设备。

（6）样本测量室（阅读仪及光源等）。样本测量室光源，可以是普通检测光源，也也许是激发光光源。阅读仪可以协助控制、简化某些分析反映，还可以整合数据解决、存储功能。例如，校正曲线计算法所使用校正曲线，质量控制限度和成果数据存储等。带有微解决器阅读仪甚至可以对数据进行校正，然后解释成果。

（7）条形码/密码牌阅读器。由于一次性分析装置普通是独立包装，每个外包装上都带有独特条码，其中包具有试剂各种信息；有仪器还带有密码牌，用于校准及质量控制。因此，POCT仪普通都配备条形码/密码牌阅读器。

（8）内置数据解决及储存中心。作为阅读器补充而浮现内置数据解决及储存中心，增长了储存质控数据或患者数据及其她数据解决功能。

（9）一次性分析装置（带有样本感应器或限流阀以及样本注入口等）。一次性装置又可以提成单一或多垫试剂条（涉及单层、多层试纸垫）、酶层析装置、免疫横流（层析）分析装置、卡片式装置、微制造装置、生物传感器装置等。

4.2.2多层涂膜技术有关POCT分析系统基本构造与功能

(1)多层涂膜技术制成干片构造，如图19-1

干片中涂层按其功能分4层：分布层（有时又提成扩散层和遮蔽或净化剂层）、试剂层、批示剂层、支持层。

分布层是一层高密度孔聚合物。分布层作用不但可以阻留细胞、结晶和其她小颗粒，还可以让大分子（如蛋白质）滞留。分布层中朝下一面加入反光物质如Ti02和BaS04来掩盖病人标本中有色物质，使反射光度计不受其影响。同步这些反光化合物也给干片底层批示剂层提供反射背景。

试剂层试剂层重要功能是提供能实现化学反映所需环境，提供化学反映所需干试剂，把标本中待测成分转变成可定量物质，同步去除干扰。

批示剂层其目是生成一种可以定量且与待测物含量直接成比例产物。批示剂层中色原含量用反射光度计读取。

支持层起物理固定作用，同步容许测量光通过，并对通过光不产生任何干扰作用。

(3)影响因素及质量控制

干片及配套试剂解决过程和储存、仪器光路变化等均会引起成果偏差。

仪器普通规定6个月一次定标，每日一次质控。仪器使用质控品为VITROS原装配套质控品及专用稀释液。为保证成果精确性，还应注意仪器维护，重要是光路清洁和校正以及干片储藏盒内干燥剂和保湿剂及时更换等。

4.2.3免疫金标记技术有关POCT仪基本构造与功能

斑点金免疫渗滤法已被广泛应用于临床各种定性指标测定，此类办法所测项目大多为定性或半定量成果，不需要特殊仪器。

金标定量检测仪器，属于复合型免疫层析技术，以金胶粒或着色乳胶粒等有色粒子作标记物，层析条通过各种材料复合而成。金标定量检测仪器硬件某些普通由电脑、输入输出接口、模数转换器、扫描控制电路、光电转换电路、背景补偿电路、显示屏等构成。为了保存测试成果，配有微型打印机。由于抗原抗体结合及胶体金材料都很贵，不也许象化学试剂那样，做成大面积显色，同步背景有水、血、胶体金等，且在渗入过程中不均匀等因素，因而必要设计特殊光学系统（如反射型光纤传感器），才干解决金标定量测试问题。反射型光纤传感器由入射光纤和接受光纤构成。测试时，检测卡固定，电脑控制机械扫描系统，使光纤传感器从背景(硝酸纤维素膜区)向测试线扫描。免疫层析法检测试剂条构造见图19-4.1，免疫层析实验原理见图19-4.2。光源发出光经发送光纤射向被测体表面，反射光由接受光纤收集，并传送到光探测器转换成电信号输出。此外该仪器还设计了一系列软件，以提高检测成果可靠性和精准性。如依照水渗入规律，编制特殊软件，补偿渗入不均匀引起干扰信号；依照不同测试条、不同批号，编制软件严格控制测试时间；依照朗伯-比尔定律及有关数学知识，将光密度值与浓度关系用数学模型来表达，并输入电脑，每次测定期，电脑即可自动将光密度值转换成浓度值并显示。

图19-4.1免疫层析法检测试剂条构造

对检测成果质量保证,还涉及某些寻常工作。由于该仪器应用是光学原理，测量环境光照变化、测量笔尖密封性变化及其她物理条件（温度、水等液体）变化均会对成果产生干扰。正拟定标是保证仪器重复精准读数必要环节。对不同测量条件和笔尖各种变化也许引起各种误差调节，可以通过定标（散射光调节和空白调零程序）来完毕。试剂盒内含阳性定值范畴质控物，用于试剂稳定性及实验质量控制。

4.2.4免疫荧光测定技术有关POCT仪器检测原理和构造

检测系统由一种荧光读数仪和检测板构成。检测板采用层析技术，分析物在移动过程中形成免疫复合物。通过检测区域、质控区域荧光信号值不同与分析物不同浓度成一定比例，获得定标曲线，从曲线上可计算出未知样本中分析物浓度。如检测HbA1c使用是免疫竞争法。当检测缓冲液与加入了溶血缓冲液后全血混匀时，荧光标记抗HbA1c抗体与血样中HbA1c结合，然后当该样本混合液加入到检测板加样孔后，样本中HbA1c和固定在检测板上糖化血红蛋白则会与检测抗体（荧光标记抗体）竞争性地结合，反映平衡后，样本中HbA1c越多，固定在检测板上糖化血红蛋白与荧光标记抗体结合机会就越少，最后读出检测板所示荧光强度。荧光信号强弱与HbA1c量成反比。仪器内部有两个光学系统。荧光检测系统检测HbA1c浓度；另一种光学系统检测总血红蛋白浓度。仪器将这两个参数转换为比值（％）显示在屏幕上，就是HbA1c相对浓度（占总Hb比率）。测定HbA1c检测板具有一种固化了HbA1c检测线和一种固化了抗生物素蛋白质控线(见图19-5)。

时间辨别荧光免疫测定基本原理是以镧系元素铕（Eu）獒合物作荧光标记物，运用此类荧光物质有长荧光寿命特点，延长荧光测量时间，待短寿明自然本底荧光完全衰退后再进行测定，所得信号完全为长寿命镧系獒合物荧光，从而有效地消除了非特异性本底荧光干扰。此外在反映体系中加入增强液，使荧光信号增强，有助于荧光测量。

4.2.5葡萄糖酶电极传感器有关POCT仪器检测原理及注意事项

电化学酶传感器法微量血迅速血糖测试仪，采用生物传感器原理将生物敏感元件酶同物理或化学换能器相结合，对所测定对象作出精准定量反映，并借助当代电子技术将所测得信号以直观数字形式输出一类新型分析装置，即采用酶法葡萄糖分析技术、并结合丝网印刷和微电子技术制作电极，以及智能化仪器读出装置，组合成微型化血糖分析仪。依照所用酶不同，此类仪器可以分为采用葡萄糖脱氢酶和采用葡萄糖氧化酶技术两大类。酶电极构成（葡萄糖氧化酶电极为例）涉及印刷电极、电极底片、葡萄糖氧化酶及固定保护层。电极测试原理为：在印刷电极两端施加一定恒定电压，当被测血样滴在电极测试区后，电极上固定葡萄糖氧化酶与血中葡萄糖发生酶反映，通过一定滞后期（约20秒后），酶电极响应电流与被测血样中葡萄糖浓度呈线性关系。血糖仪就是依照这一关系来计算并显示血标本中葡萄糖浓度值。

罗氏优越血糖仪所用ADVANTAGEⅡ可吸血试纸条运用了葡萄糖脱氢酶法原理和钯电极技术，并设立了密码牌，自动校准血糖仪和试纸。试纸条构造涉及聚酯薄膜顶膜、底膜，标本采集区，试剂区、钯电极等。测试时，先插入试纸，滴血在血糖仪以外试纸端上，滴血后自动起反映计时，不必抹去血滴，再次插入试纸，反映产生电流转换为血糖浓度数字而显示在屏幕上。由于采用葡萄糖脱氢酶法，反映过程中不需氧直接参加反映，消除了血氧分压产生偏差。

采用采用葡萄氧化酶生物传感器技术也有不少，ONETOUCH强生稳豪血糖仪是比较具备代表性一种。其试纸工作原理为：使用一种被称为计时安培电流法电化学技术来测定病人血样中葡萄糖浓度。当血样到达试纸顶端时，毛细管作用把血样吸入到试纸反映区。在反映区内，酶(葡萄糖氧化酶)和血液中葡萄糖进行反映，从而使电子从葡萄糖流向化学中间体。施加在试纸上电压促使电子从化学中间体流向电极。血糖仪通过电极来测量电子流量(电流)，并将其转换成一种电信号，最后将该电信号换算成相应血糖浓度。

注意事项：血糖仪使用不当是最常用问题。血糖仪使用是样品是末梢全血，中心实验室使用是血浆或血清，故应注意成果换算及调节。干扰物质存在也会对成果导致影响。为保证成果精确，应进行及时校准和常规质控。由于受到各种因素影响，到当前为止，迅速血糖仪测量血糖只适合寻常监测，而不能作为精确诊断糖尿病工具。

4.2.6荧光传感器有关POCT仪器工作原理和基本构造

仪器基本构造涉及电源开关、电池、显示屏、内置打印机、键盘、测量室（室内多为某些LEDs和光源等）、条形码阅读器、数据传播系统、数据存储系统、一次性测试片（测试片上多带有样本感应器或限流阀以及样本注入口等），为保证成果精确，仪器还配备定标气体及大气压测量装置等。OPTICCA血气分析仪检测技术涉及光学荧光法和光学吸取反射法，运用了固态一次性荧光传感器测试卡。

荧光传感器测试卡构造示意图pO2传感器电极工作原理示意图

以pO2检测为例。OPTICCA测试片里面pO2传感器电极具备两个功能。第一，测量氧气压力，第二，可用来对总血红蛋白（tHb）和氧饱和度（SO2）进行分析。因而一种样品可在同一种传感器上测量三个参数。pO2光极测量原理是基于荧光突衰，荧光与pO2量化关系可以用Stern-Volmer方程来表达为：I0/I=1+kP，其中I0为激发光强度，I为荧光散发