閃耀海外的POCT新技術 ——磁敏免疫分析技術

2017/6/28 10:25:12      點擊:

       在體外診斷行業(IVD)中,即時檢測(POCT)作為檢驗醫學重要組成部分,因其具有體積小,攜帶方便,容易操作,為臨床提供結果快速等優點,在臨床科室的應用中發展迅速,年均增幅高達 30%。

       在醫院內,POCT 主要應用于院內急診科、ICU、呼吸科、心內科、手術室等臨床科室。這種技術在時效性和靈活性方面與傳統檢驗形成互補,也彌補了基層醫院檢驗資源不足的問題。

       在 POCT 免疫檢測設備中,儀器檢測方法大多是基于免疫最基礎的雙抗體夾心法,而為了實現這種免疫檢測,需要標志物、載體、反應控制裝置等。

1.免疫標記技術:標記物的優缺點

7星彩历史开奖 www.qnlrak.com.cn       80 年代發展起來的膠體金技術(例如:早早孕試紙條),因其簡單、方便、快速的特點一直使用至今。然而它只能達到定性診斷,不能滿足醫生定量的需求。

       隨后出現了熒光材料的物質,如應用最多的羅丹明,及近幾年開始應用的上轉發光材料、鑭系元素、量子點等,這也是 POCT 廠家使用最多的標記物類別。然而血液樣本本身會產生熒光,熒光會受到入射光散射和背景熒光的干擾,所以,該方法的靈敏度和定量分析能力會受到噪音的限制。

       為了改進熒光物質的缺點,實現抗干擾能力強和精準檢測,「納米磁珠」開始成為 POCT 廠家新的標記物選擇。因血液樣本本身不存在磁信號,納米磁珠沒有了熒光背景噪音干擾的問題,同時也為更靈敏的檢測提供了一條新途徑。

根據標記物的種類不同可分為:

2.免疫層析技術:載體的更替

       在免疫反應的載體使用上,應用最多的是免疫層析技術,使用了硝酸纖維素膜(即 NC 膜)作為載體。由于 NC 膜結構不均勻、不一致,材料,薄厚,疏密程度各不相同,這會使樣本檢測結果在不同測試卡上的一致性較差。另外,層析技術的原理是液體的毛細作用,被測樣本測試時流動的速度、樣本量、反應時間等不可控,會隨著樣本的不同而變化。參與測試反應的其他試劑(熒光物質、第二抗體等)也隨之變化。以上均會導致測試結果不準。極端情況下,非常粘稠的樣本甚至不能流動,測試完全失敗。

      為了改善層析膜上的問題,出現了用毛細管替代 NC 膜的技術,使用微流體通道作為載體。例如美國 Alere 公司的 Triage 測試卡,它的測試時間是不固定的,這其中的主要原因就是樣本之間的差別,測試結果受下列因素影響:

  • 樣本:油性,水性,組分

  • 微通道: 材料表面,尺寸(毛細管內徑受熱脹冷縮影響)

  • 環境: 溫度,濕度 ……

       其雖稱為「微流控」技術,但實際也是一個不受控制的自然過程,試劑的流速等仍然受很多因素影響,其結果依然不可控的。該卡是冷藏保存,測試卡需提前取出復溫才可使用,否則溫度將會影響測量結果。

3.新技術的更新:m16 磁敏免疫分析儀誕生

       為了突破層析原理的缺點,那就只能舍棄免疫層析技術,尋找新方法,新技術。

       早在 1998 年美國海軍實驗室便提出利用 GMR(giant magnetoresistance, GMR)效應和免疫磁標記實現 GMR 生物傳感器的設想。他們通過測量 DNA、抗原-抗體、施體和受體等實驗,證明了 GMR 傳感器在生物檢測領域應用的可行性,拉開了磁敏免疫分析技術的序幕。

       除了美國海軍實驗室外,美國 NVE 公司,美國斯坦福大學、德國比勒非爾德大學、葡萄牙里斯本大學等也對 GMR 生物傳感器應用于磁敏免疫分析展開研究;在國內研究的有中國科學院、 清華大學、 電子科技大學等,但這些單位都沒有使 GMR 技術產品化。

       磁敏免疫分析集生物技術、半導體技術、磁性薄膜技術以及微弱信號檢測技術于一身,通過對免疫磁標記的檢測,可精確判定待檢試液的成分及所含成分的濃度等。

4.m16 磁敏免疫分析儀優勢

        深圳理邦的 POCT 產品 m16 磁敏免疫分析儀(以下簡稱 m16)成功將磁敏免疫分析技術產品化。它使用了目前最熱門的生物芯片作為載體,創造性的將基于 GMR 效應的生物芯片與主動智能微流控技術及納米磁珠標記技術相結合。這是 POCT 歷史上的一次重大突破,有效的解決了免疫檢測易受干擾等難題。

采用微陣列生物芯片,使得 m16 可實時校準,修正批間差、運輸及儲存條件變化、測試環境不同所引起的差異,實現靈敏度、精密度的明顯提高。其最大優勢是可實現十多個甚至三十多個項目的聯檢。

獨具匠心的微流控技術,靠儀器內的泵和閥主動控制,不同于市場上其他被動式的微流體,能夠精確控制參與反應的各種試劑的溫度、流量、流速、流向、反應時間,因此測量結果更加精準。

納米磁珠顆粒技術作為標記物,在 m16 的檢測系統里可以極大的提高檢測靈敏度,實現單個生物分子的檢測。

       綜上所述,POCT 發展至今已有 20 多年的歷史了,期間經歷了幾次重大的技術突破。而新技術的普及需要漫長的過程,在不久的將來,新一代 POCT 技術-磁敏免疫分析技術將大放光彩。