POCT的研究进展及应用

POCT的研究进展及应用

一、POCT

随着经济的发展、社会进步和人口整体素质的提高，重视个体健康信息的人群不断上升。因此，临床检验的发展将呈现两极分化的趋势。一方面是在维护人体健康过程中需要掌握的信息量越来越大，而人的社会分工越来越细，这就需要未来的临床检验发展向高分析速度、高自动化程度、高智能化水平、高速网络化信息传递、高精密度分析结果的要求发展，这就是所谓的临床实验室发展趋向中心化。另一方面是目前国内外医疗机构中除需要具有较大规模的中心医院外，还有家庭及社区医疗服务的需要。20世纪后期，急救医学的快速发展，在紧急救治过程中需要及时掌握病人各种生理、生化指标的变化。随着人们生活水平的提高，互联网、报纸、电视等传媒的快速发展，人们对有关医疗、保健知识的了解及关心程度不断提高，某些正常、亚健康和带病人群需要经常了解自己体内与疾病发生、发展密切相关检验指标的变化。上述需求促使临床检验仪器向携带便捷、无需专业人员操作、结果即时可得的所谓POCT检验方向发展。

“POCT”是英文point-of-care testing的缩写。由于在英文文献中一些不同的名称被使用，如nea r-patient testing，on-site testing，bed side testing ，home use testing，extra laboratory te sting等，从而给其中文名称及其准确定义造成一定的困难。但从目前情况来看，“床旁检验”已被大多数人所接受。笼统的POCT定义，主要是指一些操作简便（非专业检验人员只要经过简单培训就可以操作），能够在中心实验室之外，如：病房、病人住所、医生办公室、急诊科、手术室、救护车上、战场、甚至学校、工厂等任何场所，开展的检验技术。由于POCT具有操作简便、快速、效率高、成本低，试剂稳定且便于保存和携带，检验结果具有可比性等优点，目前正显示出良好的发展势头。

二、基本原理

POCT与中心实验室一样要依赖各种现代分析技术的支持，如：化学、酶、酶免疫、免疫层析、免疫标记、电极、色谱法、光谱法、生物传感器、光电分析等技术。

1. 胶体金免疫标记技术

氯金酸(HAuCl4)在还原剂作用下，可聚合成一定大小的金颗粒，形成带负电的疏水胶溶液，由于静电作用而成为稳定的胶体状态，故称胶体金。免疫金标记技术类似与酶免疫技术，它是用胶体金标记单克隆抗体，可用于快速检测蛋白质类和多肽类抗原，如激素、心肌肌钙蛋白T（cTnT）、血清白蛋白、高敏C 反应蛋(hs-CRP)及一些病毒如乙型肝炎病毒（HBV）、丙型肝炎病毒（HCV）、爱滋病病毒（HIV）抗原和

抗体测定。

(1) 免疫层析技术

将金标抗体吸附于下端的玻璃纤维纸上，浸入样品后，此金标单抗即被溶解，并随样品上行，若样品中含有相应抗原时，既形成Ab-Ag-Ab-金复合物，当上行至中段醋酸纤维薄膜，即与包被在膜上的抗原（抗体）结合并被固定呈现红色线条（阳性结果）。

免疫层析技术问世已有十多年时间，并取得了惊人发展，其可检测项目已达数十种。如心肌标志物，激素和各种蛋白质等，多为定性试验。基质中分析物的分离是通过纸层析法完成的，并且免疫层析法是凭借固定在层析带表面的特异性抗体捕获目标分析物，反应后观察反应区的颜色有无变化，用于定性分析。另外也有小型定量测定仪，如瑞士Roche公司的心肌标志测读仪(CardiacReader)，可用于测定肌钙蛋白Ｔ和肌红蛋白，以及D-二聚体等。定量测定甲胎蛋白和HCG的金标检测技术已在国内研发成功。

(2)免疫斑点渗滤技术

其原理与层析法相类同，将包被有特异性待测物抗原（抗体）的醋酸纤维薄膜放置在吸水材料上面，当样品滴加到膜上后，样品中的待测物质结合到膜上的抗原（抗体）上。洗去膜上的未结合成分后，再滴加金标抗体，若样品中含有目标物质，膜上则呈现Ab-Ag- Ab-金复合物红色斑点。该技术目前已被广泛应用于结核杆菌等细菌的抗原或抗体检测，从而达到细菌的快速鉴定。

2.干化学技术

将一种或多种反应试剂，干燥固定在固体载体上（纸片、胶片等），用被测样品中所存在的液体作反应介质，被测成分直接与固化于载体上的干试剂进行呈色反应。

(1)单层试纸技术

包括单项检测试纸和多项检测试纸。单项试纸一次只能测一个项目，如目前被广泛应用的血糖检测试纸、血氨检测试纸、尿糖检测试纸等。而多项检测试纸一次在一条试纸条上可同时检测几项、十几项甚至几十项相，其技术也要相对复杂一些。多项检测试纸是根据各测试项目的试纸块本身的pH值和各试纸块的物理、化学性能不同，对其进行分段排列。以尿多项检测试纸为例，由于尿中白细胞和酮体试纸块的pH值高且易吸潮发生化学变化，它就将白细胞和酮体试纸块排放于试纸条的顶端处，这样在使用时就不易被暴露在空气中，避免了试纸块与空气长时间接触而产生化学变化，增加了试纸块的稳定性。将亚硝酸盐、尿胆原、胆红素、蛋白质的四项的低pH值试纸块排放在白细胞和酮体试纸块之后，但葡萄糖、尿比重、pH、隐血等中性pH值的试纸则排放在试纸条的中端，因为这些试纸条稳定性好，对其他试纸块无干扰，且将它们设于低pH值的试纸块与尿肌酐、尿钙等碱性强的试纸块之间，还具有隔离的作用。而将尿肌酐和尿钙排在靠近手柄端，是由于它们的碱性太强，避免使用时，与尿液接触时间过长，而影响了尿液的成份。由于尿微白蛋白试纸块容易受其他项目的影响，所以将其放在最后的手柄端，以避免干扰。

(2)多层涂复技术

由多层涂复技术制成干片，主要包括三层：扩散层、试剂层和支持层。样品加入干片后首先通过扩散层，样品中的蛋白质、有色物质等干扰成分被扩散层中的吸附剂过滤后，液体成分渗入试剂层进行显色反应，光线通过支持层对反应产物进行比色，以此通过计算机计算样品中待测物的含量。此技术目前已被广泛应用于血糖、血尿素氮、血脂血氨及心脏、肝脏等酶学血生化指标的POCT检测。

3.生物、化学传感器技术

生物、生化传感器是指能感应（或响应）生物、化学量，并按一定规律将其转换成可用信号（包括电信号、光信号等）输出的器件或装置。它一般由两部分组成，其一是生物或化分子识别元件（感受器），由具有对生物或化学分子识别能力的敏感材料（如由电活性物质、半导体材料等构成的化学敏感膜和由酶、微生物、 DNA 等形成的生物敏感膜）组成；其二是信号转换器（换能器），主要是由电化学或光学检测元件（如电流、电位测量电极，离子敏场效应晶体管，压电晶体等）。

POCT技术充分利用生物或化学传感器技术，将一个传感器偶联上一个特定的生物检测器 ( 如化学分子，酶、抗体或核酸探针等) 到一个换能器用于靶分析物的直接测定而无需分离。

4. 生物芯片技术

生物芯片又称微阵列 (microarray)，是八十年代末在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术，它主要是指通过微加工技术和微电子技术在固相载体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现内对核酸、蛋白质、细胞、组织以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。其基本原理是在面积很小（可达几个平方毫米）的固相材料（玻片、硅片、金属片、尼龙膜等）芯片表面有序地点阵固定排列一定数量的可寻址分子（DNA、抗体或抗原等蛋白质及其它分子）。这些成份与待测成份及相应的标记分子结合或反应，结果以荧光、化学发光或酶显色等指示，再用扫描仪或CCD摄像等技术记录，经计算机软件处理和分析，最后得到所需要的信息。而组织芯片的原理是将不同的组织样品点阵固定排列在一张芯片上，再通过免疫组化、原位杂交等手段对芯片上的组织样品进行分析。由于生物芯片能够在短时间内分析大量的生物分子，快速准确地获取样品中的生物信息，效率是传统检测手段的成百上千倍，因此将成为POCT技术的发展方向，有人认为它将是继大规模集成电路之后的又一次具有深远意义的科学技术革命。由于生物芯片技术在疾病筛查和早期诊断上的优势,已经成为检验医学发展的热点之一。目前，通过基因多态性芯片，对不同个体药物代谢能力分析，从而实现临床的个体化用药；通过基因芯片进行细菌检测和细菌耐药性分析；通过生物芯片对肿瘤、糖尿病、高血压、传染性疾病的筛查和监测等方面的检验产品日臻成熟。

三、发展现状

近年来POCT的进展主要体现在便携式分析仪器的大量使用，酶免疫、传感器、生物芯片等现代分析技术的进入和POCT检验应用范围的拓宽，具体体现在：