基础医学的深入研究,高科技引入检验医学实践,特别是化学、酶、酶免疫、免疫层析、免疫标记、电极、色谱、光谱、生物传感器及光电分析等技术在POCT中的应用,使医学检验在临床和社区医疗中发挥重要的作用。
1.胶体金免疫标记技术:氯金酸(HAuC1 )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、HCV、HIV抗原和抗体测定。
2.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,即形成Ab—Ag—Ab一金复合物,当上行至中段醋酸纤维薄膜,即与医师招聘包被在膜上的抗原(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,可检测项目已达数十项。如:心肌标志物、激素和各种蛋白质等,可用于测定肌钙蛋白T和肌红蛋白,以及D一二聚体等。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。
3.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)的醋酸纤维膜放置在吸水材料上,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分枝杆菌等细菌的抗原或抗体检测,从而达到细菌的快速鉴定。
4.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。包括:(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1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1条试纸上可同时检测几项、十几项甚至几十项,其技术也要相对复杂一些。(2)多层涂覆技术:由多层涂覆技术制成干片,主要包括3层:扩散层、试剂层和支持层。样品中加入干片后首先通过扩散层,样品中的蛋白质、有色金属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质的含量。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POCT5.生物和化学传感器技术:生物及生化传感器是指能感应(或响应)生物和化学量,并按一定的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,其一是生物或生化分子识别元件(或感受器),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)组成。
6.生物芯片技术:生物芯片又称微阵列(microarray),是20世纪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)的面相材料(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他分子)。这些成分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,对不同的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检测方面的检验产品日臻成熟。