即時(shí)檢測(cè)常用技術(shù)及其臨床應(yīng)用

1. 桂林理工大學(xué) 管理學(xué)院，廣西 桂林 541004；2. 宜昌市第二人民醫(yī)院設(shè)備科，湖北 宜昌 443000

即時(shí)檢測(cè)常用技術(shù)及其臨床應(yīng)用

劉波1,2

1. 桂林理工大學(xué) 管理學(xué)院，廣西 桂林 541004；2. 宜昌市第二人民醫(yī)院設(shè)備科，湖北 宜昌 443000

本文綜合論述了即時(shí)檢測(cè)（Point of Care Testing, POCT）的基本概念、工作原理、常用技術(shù)及其臨床應(yīng)用。

即時(shí)檢測(cè)；干化學(xué)技術(shù)；免疫標(biāo)記技術(shù)；分光光度計(jì)；生物傳感器；生物芯片

即時(shí)檢測(cè)（Point of Care Testing, POCT）是檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)中涌現(xiàn)出來(lái)的新技術(shù)領(lǐng)域，它的快速發(fā)展順應(yīng)了目前社會(huì)高效、快節(jié)奏的工作方式，滿足了人們?cè)跁r(shí)間上的需求，可使病人盡早得到有效的診斷和治療。POCT技術(shù)操作簡(jiǎn)單、報(bào)告即時(shí)、儀器攜帶方便，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)科、護(hù)理病房、救護(hù)單位、重癥監(jiān)護(hù)病房等科室，有些技術(shù)還可以運(yùn)用到家庭預(yù)防保健檢測(cè)，甚至在緝私禁毒、食品檢驗(yàn)方面也有應(yīng)用。

1 POCT技術(shù)

1.1 POCT概念[1-3]

POCT是利用便攜式或手掌式設(shè)備在很短的時(shí)間內(nèi)得出檢驗(yàn)結(jié)果的一種檢驗(yàn)方式，它的出現(xiàn)使傳統(tǒng)上由專業(yè)的檢驗(yàn)人員在中心實(shí)驗(yàn)室完成的檢驗(yàn)工作可以由非檢驗(yàn)人員靠近患者在極短的時(shí)間內(nèi)完成。

1.2 POCT的基本原理[1-6]

POCT主要通過(guò)運(yùn)用干化學(xué)技術(shù)、免疫標(biāo)記、層析技術(shù)、生物芯片技術(shù)、生物傳感器技術(shù)及紅外和遠(yuǎn)紅外分光光度技術(shù)，將傳統(tǒng)方法中的檢驗(yàn)試劑浸潤(rùn)于濾紙或各種微孔膜的吸水材料內(nèi)，使之成為整合的干燥試劑模塊，然后將其固定于硬質(zhì)的基質(zhì)上從而形成各種形式的診斷試劑條（塊）。醫(yī)護(hù)人員再通過(guò)便攜式和手掌式的設(shè)備將診斷試劑條（快）應(yīng)用到臨床診斷中，從而快速地得出檢驗(yàn)結(jié)果。

1.3 POCT的基本特點(diǎn)及儀器分類

1.3.1 POCT基本特點(diǎn)

（1）儀器小型化：POCT儀器便于安裝和攜帶，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的面積、水電供應(yīng)和使用環(huán)境無(wú)特殊要求。

（2）操作簡(jiǎn)便：非檢驗(yàn)人員經(jīng)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)后，亦可熟練操作；可以不受時(shí)間及地點(diǎn)的限制，全方位為病人服務(wù)。

（3）報(bào)告即時(shí)：一般在幾分鐘內(nèi)甚至更短的時(shí)間便可以得出檢測(cè)報(bào)告。

（4）綜合成本低：POCT單項(xiàng)檢驗(yàn)的試驗(yàn)成本高于常規(guī)中心實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)成本，但從總體情況看，POCT可降低采樣時(shí)間、檢驗(yàn)時(shí)間、專業(yè)檢驗(yàn)人員占用時(shí)間等，實(shí)際可降低綜合成本。

（5）質(zhì)量控制方便：POCT儀器和配套試劑中配有質(zhì)控品，可實(shí)時(shí)監(jiān)控儀器和試劑的工作狀態(tài)，同時(shí)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)中的問題，定期對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，有效保證檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（6）儀器綜合故障低：由于POCT儀器在結(jié)構(gòu)上減少了復(fù)雜的液流回路及自動(dòng)化控制電路，大大降低了儀器操作難度和故障率。

1.3.2 POCT儀器分類

POCT儀器目前沒有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，可按3種方式進(jìn)行分類：① 根據(jù)大小和重量來(lái)分，可以將監(jiān)測(cè)離體血液標(biāo)本的分析儀分為桌面型、便攜型、手提式、手提式一次性使用型；② 根據(jù)所用的一次性裝置來(lái)分，可有單一或多墊試劑條、卡片式裝置、生物傳感器裝置、微制造裝置、其他多孔材料等多種裝置；③ 按照用途來(lái)分，可以分為血液分析儀、快速血糖檢測(cè)儀、電解質(zhì)分析儀、血?dú)夥治鰞x、藥物應(yīng)用監(jiān)測(cè)儀、抗凝測(cè)定儀、心肌損傷標(biāo)志物檢測(cè)儀、甲狀腺激素檢測(cè)儀、酶聯(lián)免疫檢驗(yàn)儀、放射免疫分析儀等。

2 POCT常用技術(shù)及臨床應(yīng)用

2.1 POCT常用技術(shù)[7-11]

2.1.1 干化學(xué)技術(shù)

干化學(xué)技術(shù)是將多種反應(yīng)試劑干燥固化在紙片上，用含有被測(cè)樣品的液體作反應(yīng)介質(zhì)，使被測(cè)成分直接與固化于載體上的干試劑進(jìn)行反應(yīng)。在干試紙片上加上定量的樣品（全血、血清、血漿、尿液等）后，樣品中的液體將干片上的試劑溶解，使之與待測(cè)成分在干片的背面產(chǎn)生顏色反應(yīng)，用目測(cè)定性或反射光度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)（定量或半定量）。

在眾多干化學(xué)技術(shù)中，應(yīng)用最為廣泛的為多層涂膜技術(shù)，主要包含采用化學(xué)涂層技術(shù)的多層膜法和采用離子選擇電極（Ion Selective Electrode, ISE）原理的差示電位多層膜法。

（1）采用化學(xué)涂層技術(shù)的多層膜法。多層薄膜技術(shù)不僅能消除待測(cè)物的本底顏色，提供測(cè)定背景，選擇性地阻留或去除干擾物質(zhì)，而且還能將參與反應(yīng)的各種物質(zhì)分布于不同的薄膜層。某一層中的反應(yīng)產(chǎn)物又可進(jìn)入另一層中進(jìn)行其他反應(yīng)，從而引導(dǎo)反應(yīng)步驟的有序化。各層給出的特定環(huán)境用以控制反應(yīng)序列和反應(yīng)時(shí)間，樣品中的待測(cè)組分濃度可以通過(guò)Kubelka-Munk理論來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

（2）采用離子選擇電極（ISE）原理的差示電位多層膜法。差示電位多層膜法（電極法）的膜片（干片）包括兩個(gè)離子選擇性電極，兩者均由離子選擇敏感膜、參比層、銀/氯化銀層和支持層組成，并通過(guò)一鹽橋相連，形成一塊干片。檢測(cè)時(shí)將預(yù)處理后的患者樣品和參比液分別加入相應(yīng)的加樣槽內(nèi)，就可以檢測(cè)到樣品和參比液之間的的電位差。濃度和電位差的關(guān)系通過(guò)Nernst方程式反映。

2.1.2 免疫標(biāo)記和免疫層析技術(shù)

膠體金顆粒具有高電子密度的特性，在金標(biāo)蛋白結(jié)合處，呈黑褐色。當(dāng)這些標(biāo)記物聚集時(shí)，可見紅色或粉紅色斑點(diǎn)，這一反應(yīng)可以通過(guò)銀顆粒的沉積被放大，免疫標(biāo)記和免疫層析技術(shù)正是通過(guò)這種顏色的變化來(lái)顯示結(jié)果。免疫標(biāo)記及層析技術(shù)主要有斑點(diǎn)免疫滲濾法（Dot Immunogold Filtration Assay, DIGFA）和斑點(diǎn)免疫層析法（Dot Immunochromatographic Assay, DICA）,可檢測(cè)感染性疾病、心臟疾病、腫瘤等疾病的標(biāo)志物，多為定性試驗(yàn)或者半定量分析。

（1）斑點(diǎn)金免疫滲濾試驗(yàn)是將抗原或抗體滴加在具有過(guò)濾性能的固相載體硝酸纖維素薄膜上，制成抗原或抗體包被的微孔濾膜并貼置于吸水材料上，依次在膜上滴加標(biāo)本、免疫金及洗滌液等試劑，使其與硝纖膜上的抗體或抗原發(fā)生反應(yīng)，形成大分子膠體金復(fù)合物，在膜上呈現(xiàn)紅色斑點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于臨床各種定性或半定量指標(biāo)的測(cè)定，基本不需要相應(yīng)的儀器設(shè)備。

（2）斑點(diǎn)免疫層析技術(shù)利用了微孔膜的毛細(xì)管作用，樣品中分析物的分離是通過(guò)紙層析法完成的。反應(yīng)液體的流動(dòng)不是直向的穿透流動(dòng)，而是層析作用的橫向流動(dòng)。免疫層析實(shí)驗(yàn)時(shí)將試紙條下端浸入液體標(biāo)本中，下端樣品吸附液體向金膠粒或著色乳膠粒處移動(dòng)，使干片上的復(fù)合物復(fù)溶，同時(shí)帶動(dòng)其向吸水層端滲移。若標(biāo)本中有待測(cè)特異抗原時(shí)，可與復(fù)合物的抗體結(jié)合，此抗原抗體復(fù)合物流至測(cè)試區(qū)即被固相抗體捕獲，在膜上顯出反應(yīng)線條。過(guò)剩的免疫金復(fù)合物繼續(xù)前行，至參照區(qū)而顯出質(zhì)控線條。反之，陰性標(biāo)本無(wú)反應(yīng)線條，而僅顯示質(zhì)控線條。

2.1.3 免疫熒光技術(shù)

免疫熒光技術(shù)是發(fā)展最早的一種標(biāo)記免疫技術(shù)，是以熒光物質(zhì)標(biāo)記抗體而進(jìn)行抗原定位或抗原含量檢測(cè)的技術(shù)，又稱為熒光抗體技術(shù)。它主要通過(guò)檢測(cè)板條上激光激發(fā)的熒光，定量檢測(cè)以pg/mL為單位的檢測(cè)板條上單個(gè)或多個(gè)標(biāo)志物。

免疫熒光檢測(cè)系統(tǒng)由一個(gè)熒光讀數(shù)儀和檢測(cè)板組成。檢測(cè)板采用層析技術(shù)，分析物在移動(dòng)的過(guò)程中形成免疫復(fù)合物。通過(guò)檢測(cè)區(qū)域、質(zhì)控區(qū)域的熒光信號(hào)值與分析物的不同濃度的比例，獲得定標(biāo)曲線，從曲線上可計(jì)算出未知樣品中分析物的濃度。

2.1.4 紅外和遠(yuǎn)紅外分光光度技術(shù)

常用于制作經(jīng)皮無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀器，可用于檢測(cè)血液血紅蛋白、膽紅素、葡萄糖等多種成分。這類檢測(cè)儀器無(wú)需抽血即可連續(xù)監(jiān)測(cè)病人血液中的目的成分，可以避免抽血可能引起的交叉感染和血液標(biāo)本的污染，降低每次檢驗(yàn)的成本和縮短報(bào)告時(shí)間，但其準(zhǔn)確性有待提高。例如無(wú)創(chuàng)自測(cè)血糖儀，主要組成有：紅外光發(fā)射管構(gòu)成的紅外光源、光通路部分、光電探測(cè)轉(zhuǎn)換器、電通路部分及顯示部分。光通路部分包含兩束光路，一束經(jīng)過(guò)反射鏡，另一束透過(guò)半透半反鏡都穿透過(guò)濾光片；兩束光都經(jīng)過(guò)樣品夾穿過(guò)人體同一部位，進(jìn)入光電探測(cè)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)為電信號(hào)，經(jīng)與定標(biāo)曲線比較、計(jì)算，得出人體含糖量。

2.1.5 生物傳感器技術(shù)

生物傳感器用于靶分析物的直接測(cè)定，無(wú)需從基質(zhì)中分離樣本。應(yīng)用它可以對(duì)生物體液中的分析物進(jìn)行超微量的分析。其中生物傳感器技術(shù)的葡萄糖酶電極傳感器法微量血快速血糖測(cè)試儀廣泛運(yùn)用于現(xiàn)代醫(yī)療機(jī)構(gòu)護(hù)理單元及家庭保健。它采用生物傳感器原理將生物敏感元件酶同物理或化學(xué)換能器相結(jié)合，對(duì)所測(cè)定對(duì)象作出精確定量反應(yīng)，并借助現(xiàn)代電子技術(shù)將所測(cè)得信號(hào)以直觀數(shù)字形式輸出。

測(cè)試原理為在電極的兩端施加一定的恒定電壓，當(dāng)被測(cè)血樣滴在電極的測(cè)試區(qū)后，電極上的固定酶與被測(cè)血樣中的葡萄糖發(fā)生酶反應(yīng)，經(jīng)過(guò)一定的滯后期（約20 s后），因酶電極的響應(yīng)電流與被測(cè)血樣中的葡萄糖濃度呈線性關(guān)系，故可在信號(hào)轉(zhuǎn)換器作用下?lián)Q算出葡萄糖的濃度值。

2.1.6 生物芯片技術(shù)

生物芯片能在小面積的芯片上同時(shí)測(cè)定多個(gè)項(xiàng)目，具有靈敏度高、分析時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。生物芯片可分為基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、細(xì)胞芯片和芯片實(shí)驗(yàn)室。生物芯片是將生命科學(xué)研究中所涉及的復(fù)雜分析步驟，利用微電子、微機(jī)械、物理技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，使樣品檢測(cè)及分析過(guò)程連續(xù)化、集成化、微型化，而且它還可促進(jìn)縮微實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建。免疫芯片/蛋白芯片的原理是將免疫熒光分析技術(shù)用于生物芯片上，以熒光素（或熒光基團(tuán)）作為標(biāo)記物，與已知的抗體（或抗原）結(jié)合，然后將熒光標(biāo)記的抗體（或抗原）作為報(bào)告試劑，用于檢測(cè)和鑒定未知的抗原（或抗體），通過(guò)芯片掃描儀和相關(guān)軟件，將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，即可以獲得有關(guān)免疫學(xué)信息。生物芯片檢測(cè)儀器利用強(qiáng)光照射生物芯片上的生物樣品以激發(fā)熒光，并通過(guò)高靈敏度的光電探測(cè)器探測(cè)熒光強(qiáng)度，最后由計(jì)算機(jī)對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析處理以獲取相關(guān)的生物信息。

2.1.7 其他技術(shù)

近年來(lái)，更多、更先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用于POCT檢測(cè)，如快速酶標(biāo)法或酶標(biāo)聯(lián)合其他技術(shù)（間接血凝、免疫熒光技術(shù)等）檢測(cè)病原微生物、電阻抗法測(cè)血小板聚集特性、免疫比濁法測(cè)定C反應(yīng)蛋白（CRP）、D-二聚體（D-D）、電磁原理檢測(cè)止、凝血的一些指標(biāo)等。

2.2 POCT技術(shù)的臨床應(yīng)用[10-13]

2.2.1 糖尿病診治中的應(yīng)用

臨床糖尿病患者樣品可以應(yīng)用，如全定量免疫熒光檢測(cè)儀用于糖尿病患者糖化血紅蛋白與尿微量白蛋白等指標(biāo)的檢測(cè)，有助于糖尿病腎病早期發(fā)現(xiàn)，有利于患者病情的評(píng)估與長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)；傳感器相關(guān)檢測(cè)儀用于檢測(cè)患者血?dú)饧半娊赓|(zhì)等指標(biāo)；干化學(xué)分析儀可以用于檢測(cè)患者血液中各種生化指標(biāo)等。

2.2.2 心血管疾病診治中的應(yīng)用

生物標(biāo)志物的監(jiān)測(cè)直接影響心血管疾病患者的臨床診斷、危險(xiǎn)分層、治療方案選擇和預(yù)后判斷。POCT在心血管疾病診治中的運(yùn)用可使AMI患者得到及時(shí)地診斷和治療：如特異性血清早期標(biāo)志物機(jī)鈣蛋白I（cTnI）、肌紅蛋白（Mb）、肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)、D-二聚體、腦鈉肽（BNP）等可通過(guò)金標(biāo)定量檢測(cè)儀、全定量免疫熒光檢測(cè)儀、快速CRP檢測(cè)儀等進(jìn)行快速檢測(cè)；凝血酶原時(shí)間（PT）、活化部分凝血活酶時(shí)間（APTT）可通過(guò)干片式血液分析儀進(jìn)行測(cè)定；血液中門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）、肌酸激酶（CK）等生化指標(biāo)可通過(guò)干化學(xué)分析儀進(jìn)行檢測(cè)；患者血?dú)饧半娊赓|(zhì)等指標(biāo)可通過(guò)傳感器相關(guān)的分析儀進(jìn)行檢測(cè)等。

2.2.3 感染性疾病中的應(yīng)用

診斷用蛋白芯片技術(shù)、免疫金標(biāo)記技術(shù)相關(guān)POCT的運(yùn)用，可以讓那些不具備細(xì)菌培養(yǎng)條件的基層醫(yī)院、民營(yíng)診所、社區(qū)保健所也能快速明確地進(jìn)行微生物的快速檢測(cè)，快速得到診斷結(jié)論，避免了長(zhǎng)時(shí)間等待等諸多不便。POCT在感染性疾病中的應(yīng)用有乙肝五項(xiàng)、HCV、梅毒、HIV等的抗原和抗體定性的快速檢測(cè)；手術(shù)前傳染病四項(xiàng)檢測(cè)；內(nèi)鏡檢查前的病毒性肝炎篩選；用于優(yōu)生優(yōu)育的TORCHIgM 五項(xiàng)快速檢測(cè)；用于結(jié)核病耐藥基因的篩查等。

2.2.4 ICU重癥監(jiān)護(hù)病房?jī)?nèi)的應(yīng)用

ICU重癥監(jiān)護(hù)病房病人病情發(fā)展特別快，檢測(cè)需要快速準(zhǔn)確，POCT可以很好的適應(yīng)這種需求，如用于體外監(jiān)測(cè)的電化學(xué)感應(yīng)器，可周期性地檢測(cè)患者的血?dú)狻㈦娊赓|(zhì)、血細(xì)胞比容和血糖；還有用于體內(nèi)監(jiān)測(cè)的生物傳感器，可定期獲取待測(cè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)等。

2.2.5 血液學(xué)方面的應(yīng)用

POCT可方便地對(duì)患者血紅蛋白含量、血細(xì)胞等進(jìn)行快速檢測(cè)，減少患者等待時(shí)間。

3 結(jié)論

POCT技術(shù)應(yīng)用到臨床以來(lái)，以其快捷、方便等特點(diǎn)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但POCT技術(shù)還存在一定的局限性：由于操作者缺乏經(jīng)驗(yàn)，目前還缺乏針對(duì)POCT儀器統(tǒng)一的質(zhì)控措施及操作標(biāo)準(zhǔn)；POCT設(shè)備更新較快，所用試劑均為各個(gè)廠家專用，在一定程度上增加了使用成本等。因而，POCT相關(guān)技術(shù)及儀器的使用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)受到重視，以使得其能夠更充分地發(fā)揮優(yōu)越的診斷功能。

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Common Technologies and Clinical Applications of Point of Care Testing

LIU Bo
1.College of Management, Guilin University of Technology, Guilin Guangxi 541004, China; 2.Department of Equipment, The Second Hospital of Yichang, Yichang Hubei 443000, China

This paper discussed the basic conception, working principle, common technologies and clinical applications of point of care testing.

point of care testing; dry reagent technology; immunolabelling technique; spectrophotometer; biological sensors; biochip

R446.1; TH776

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.08.044

1674-1633(2013)08-0112-03

2012-08-16

2013-07-19

作者郵箱：yc2esbk@163．com