即时检测常用技术及其临床应用

1. 桂林理工大学 管理学院，广西 桂林 541004；2. 宜昌市第二人民医院设备科，湖北 宜昌 443000

即时检测常用技术及其临床应用

刘波1,2

1. 桂林理工大学 管理学院，广西 桂林 541004；2. 宜昌市第二人民医院设备科，湖北 宜昌 443000

本文综合论述了即时检测（Point of Care Testing, POCT）的基本概念、工作原理、常用技术及其临床应用。

即时检测；干化学技术；免疫标记技术；分光光度计；生物传感器；生物芯片

即时检测（Point of Care Testing, POCT）是检验医学中涌现出来的新技术领域，它的快速发展顺应了目前社会高效、快节奏的工作方式，满足了人们在时间上的需求，可使病人尽早得到有效的诊断和治疗。POCT技术操作简单、报告即时、仪器携带方便，已被广泛应用于医疗机构检验科、护理病房、救护单位、重症监护病房等科室，有些技术还可以运用到家庭预防保健检测，甚至在缉私禁毒、食品检验方面也有应用。

1 POCT技术

1.1 POCT概念[1-3]

POCT是利用便携式或手掌式设备在很短的时间内得出检验结果的一种检验方式，它的出现使传统上由专业的检验人员在中心实验室完成的检验工作可以由非检验人员靠近患者在极短的时间内完成。

1.2 POCT的基本原理[1-6]

POCT主要通过运用干化学技术、免疫标记、层析技术、生物芯片技术、生物传感器技术及红外和远红外分光光度技术，将传统方法中的检验试剂浸润于滤纸或各种微孔膜的吸水材料内，使之成为整合的干燥试剂模块，然后将其固定于硬质的基质上从而形成各种形式的诊断试剂条（块）。医护人员再通过便携式和手掌式的设备将诊断试剂条（快）应用到临床诊断中，从而快速地得出检验结果。

1.3 POCT的基本特点及仪器分类

1.3.1 POCT基本特点

（1）仪器小型化：POCT仪器便于安装和携带，对实验室的面积、水电供应和使用环境无特殊要求。

（2）操作简便：非检验人员经简单的培训后，亦可熟练操作；可以不受时间及地点的限制，全方位为病人服务。

（3）报告即时：一般在几分钟内甚至更短的时间便可以得出检测报告。

（4）综合成本低：POCT单项检验的试验成本高于常规中心实验室检验成本，但从总体情况看，POCT可降低采样时间、检验时间、专业检验人员占用时间等，实际可降低综合成本。

（5）质量控制方便：POCT仪器和配套试剂中配有质控品，可实时监控仪器和试剂的工作状态，同时可及时发现检测中的问题，定期对仪器进行校准，有效保证检验结果的准确性。

（6）仪器综合故障低：由于POCT仪器在结构上减少了复杂的液流回路及自动化控制电路，大大降低了仪器操作难度和故障率。

1.3.2 POCT仪器分类

POCT仪器目前没有统一的分类标准，可按3种方式进行分类：① 根据大小和重量来分，可以将监测离体血液标本的分析仪分为桌面型、便携型、手提式、手提式一次性使用型；② 根据所用的一次性装置来分，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、其他多孔材料等多种装置；③ 按照用途来分，可以分为血液分析仪、快速血糖检测仪、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、酶联免疫检验仪、放射免疫分析仪等。

2 POCT常用技术及临床应用

2.1 POCT常用技术[7-11]

2.1.1 干化学技术

干化学技术是将多种反应试剂干燥固化在纸片上，用含有被测样品的液体作反应介质，使被测成分直接与固化于载体上的干试剂进行反应。在干试纸片上加上定量的样品（全血、血清、血浆、尿液等）后，样品中的液体将干片上的试剂溶解，使之与待测成分在干片的背面产生颜色反应，用目测定性或反射光度计进行检测（定量或半定量）。

在众多干化学技术中，应用最为广泛的为多层涂膜技术，主要包含采用化学涂层技术的多层膜法和采用离子选择电极（Ion Selective Electrode, ISE）原理的差示电位多层膜法。

（1）采用化学涂层技术的多层膜法。多层薄膜技术不仅能消除待测物的本底颜色，提供测定背景，选择性地阻留或去除干扰物质，而且还能将参与反应的各种物质分布于不同的薄膜层。某一层中的反应产物又可进入另一层中进行其他反应，从而引导反应步骤的有序化。各层给出的特定环境用以控制反应序列和反应时间，样品中的待测组分浓度可以通过Kubelka-Munk理论来进行计算。

（2）采用离子选择电极（ISE）原理的差示电位多层膜法。差示电位多层膜法（电极法）的膜片（干片）包括两个离子选择性电极，两者均由离子选择敏感膜、参比层、银/氯化银层和支持层组成，并通过一盐桥相连，形成一块干片。检测时将预处理后的患者样品和参比液分别加入相应的加样槽内，就可以检测到样品和参比液之间的的电位差。浓度和电位差的关系通过Nernst方程式反映。

2.1.2 免疫标记和免疫层析技术

胶体金颗粒具有高电子密度的特性，在金标蛋白结合处，呈黑褐色。当这些标记物聚集时，可见红色或粉红色斑点，这一反应可以通过银颗粒的沉积被放大，免疫标记和免疫层析技术正是通过这种颜色的变化来显示结果。免疫标记及层析技术主要有斑点免疫渗滤法（Dot Immunogold Filtration Assay, DIGFA）和斑点免疫层析法（Dot Immunochromatographic Assay, DICA）,可检测感染性疾病、心脏疾病、肿瘤等疾病的标志物，多为定性试验或者半定量分析。

（1）斑点金免疫渗滤试验是将抗原或抗体滴加在具有过滤性能的固相载体硝酸纤维素薄膜上，制成抗原或抗体包被的微孔滤膜并贴置于吸水材料上，依次在膜上滴加标本、免疫金及洗涤液等试剂，使其与硝纤膜上的抗体或抗原发生反应，形成大分子胶体金复合物，在膜上呈现红色斑点，广泛应用于临床各种定性或半定量指标的测定，基本不需要相应的仪器设备。

（2）斑点免疫层析技术利用了微孔膜的毛细管作用，样品中分析物的分离是通过纸层析法完成的。反应液体的流动不是直向的穿透流动，而是层析作用的横向流动。免疫层析实验时将试纸条下端浸入液体标本中，下端样品吸附液体向金胶粒或着色乳胶粒处移动，使干片上的复合物复溶，同时带动其向吸水层端渗移。若标本中有待测特异抗原时，可与复合物的抗体结合，此抗原抗体复合物流至测试区即被固相抗体捕获，在膜上显出反应线条。过剩的免疫金复合物继续前行，至参照区而显出质控线条。反之，阴性标本无反应线条，而仅显示质控线条。

2.1.3 免疫荧光技术

免疫荧光技术是发展最早的一种标记免疫技术，是以荧光物质标记抗体而进行抗原定位或抗原含量检测的技术，又称为荧光抗体技术。它主要通过检测板条上激光激发的荧光，定量检测以pg/mL为单位的检测板条上单个或多个标志物。

免疫荧光检测系统由一个荧光读数仪和检测板组成。检测板采用层析技术，分析物在移动的过程中形成免疫复合物。通过检测区域、质控区域的荧光信号值与分析物的不同浓度的比例，获得定标曲线，从曲线上可计算出未知样品中分析物的浓度。

2.1.4 红外和远红外分光光度技术

常用于制作经皮无创检测仪器，可用于检测血液血红蛋白、胆红素、葡萄糖等多种成分。这类检测仪器无需抽血即可连续监测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标本的污染，降低每次检验的成本和缩短报告时间，但其准确性有待提高。例如无创自测血糖仪，主要组成有：红外光发射管构成的红外光源、光通路部分、光电探测转换器、电通路部分及显示部分。光通路部分包含两束光路，一束经过反射镜，另一束透过半透半反镜都穿透过滤光片；两束光都经过样品夹穿过人体同一部位，进入光电探测转换器，转为电信号，经与定标曲线比较、计算，得出人体含糖量。

2.1.5 生物传感器技术

生物传感器用于靶分析物的直接测定，无需从基质中分离样本。应用它可以对生物体液中的分析物进行超微量的分析。其中生物传感器技术的葡萄糖酶电极传感器法微量血快速血糖测试仪广泛运用于现代医疗机构护理单元及家庭保健。它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确定量反应，并借助现代电子技术将所测得信号以直观数字形式输出。

测试原理为在电极的两端施加一定的恒定电压，当被测血样滴在电极的测试区后，电极上的固定酶与被测血样中的葡萄糖发生酶反应，经过一定的滞后期（约20 s后），因酶电极的响应电流与被测血样中的葡萄糖浓度呈线性关系，故可在信号转换器作用下换算出葡萄糖的浓度值。

2.1.6 生物芯片技术

生物芯片能在小面积的芯片上同时测定多个项目，具有灵敏度高、分析时间短等优点。生物芯片可分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和芯片实验室。生物芯片是将生命科学研究中所涉及的复杂分析步骤，利用微电子、微机械、物理技术、传感器技术、计算机技术，使样品检测及分析过程连续化、集成化、微型化，而且它还可促进缩微实验室的构建。免疫芯片/蛋白芯片的原理是将免疫荧光分析技术用于生物芯片上，以荧光素（或荧光基团）作为标记物，与已知的抗体（或抗原）结合，然后将荧光标记的抗体（或抗原）作为报告试剂，用于检测和鉴定未知的抗原（或抗体），通过芯片扫描仪和相关软件，将荧光信号转换成数据，即可以获得有关免疫学信息。生物芯片检测仪器利用强光照射生物芯片上的生物样品以激发荧光，并通过高灵敏度的光电探测器探测荧光强度，最后由计算机对探测结果进行分析处理以获取相关的生物信息。

2.1.7 其他技术

近年来，更多、更先进的技术应用于POCT检测，如快速酶标法或酶标联合其他技术（间接血凝、免疫荧光技术等）检测病原微生物、电阻抗法测血小板聚集特性、免疫比浊法测定C反应蛋白（CRP）、D-二聚体（D-D）、电磁原理检测止、凝血的一些指标等。

2.2 POCT技术的临床应用[10-13]

2.2.1 糖尿病诊治中的应用

临床糖尿病患者样品可以应用，如全定量免疫荧光检测仪用于糖尿病患者糖化血红蛋白与尿微量白蛋白等指标的检测，有助于糖尿病肾病早期发现，有利于患者病情的评估与长期监测；传感器相关检测仪用于检测患者血气及电解质等指标；干化学分析仪可以用于检测患者血液中各种生化指标等。

2.2.2 心血管疾病诊治中的应用

生物标志物的监测直接影响心血管疾病患者的临床诊断、危险分层、治疗方案选择和预后判断。POCT在心血管疾病诊治中的运用可使AMI患者得到及时地诊断和治疗：如特异性血清早期标志物机钙蛋白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）等可通过金标定量检测仪、全定量免疫荧光检测仪、快速CRP检测仪等进行快速检测；凝血酶原时间（PT）、活化部分凝血活酶时间（APTT）可通过干片式血液分析仪进行测定；血液中门冬氨酸氨基转移酶（AST）、肌酸激酶（CK）等生化指标可通过干化学分析仪进行检测；患者血气及电解质等指标可通过传感器相关的分析仪进行检测等。

2.2.3 感染性疾病中的应用

诊断用蛋白芯片技术、免疫金标记技术相关POCT的运用，可以让那些不具备细菌培养条件的基层医院、民营诊所、社区保健所也能快速明确地进行微生物的快速检测，快速得到诊断结论，避免了长时间等待等诸多不便。POCT在感染性疾病中的应用有乙肝五项、HCV、梅毒、HIV等的抗原和抗体定性的快速检测；手术前传染病四项检测；内镜检查前的病毒性肝炎筛选；用于优生优育的TORCHIgM 五项快速检测；用于结核病耐药基因的筛查等。

2.2.4 ICU重症监护病房内的应用

ICU重症监护病房病人病情发展特别快，检测需要快速准确，POCT可以很好的适应这种需求，如用于体外监测的电化学感应器，可周期性地检测患者的血气、电解质、血细胞比容和血糖；还有用于体内监测的生物传感器，可定期获取待测指标的数据等。

2.2.5 血液学方面的应用

POCT可方便地对患者血红蛋白含量、血细胞等进行快速检测，减少患者等待时间。

3 结论

POCT技术应用到临床以来，以其快捷、方便等特点得到了越来越广泛的应用。但POCT技术还存在一定的局限性：由于操作者缺乏经验，目前还缺乏针对POCT仪器统一的质控措施及操作标准；POCT设备更新较快，所用试剂均为各个厂家专用，在一定程度上增加了使用成本等。因而，POCT相关技术及仪器的使用标准应受到重视，以使得其能够更充分地发挥优越的诊断功能。

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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

作者邮箱：yc2esbk@163．com