即时检测技术和相关仪器

即时检测技术和相关仪器即时检测（point-of-caretesting，POCT）因具有操作简单、结果快速等特点，广泛应用于医院的各个科室。本章从即时检测的概念、特点、临床应用、技术原理及相关仪器等方面进行介绍。第十九章即时检测技术和相关仪器第一节即时检测概述第二节即时检测常用相关仪器第十九章即时检测技术和相关仪器目录在检验诊断发展的初期，POCT随着诊断技术的进步而逐步形成。现在公认的说法是，即时检测起源于尿检测技术。POCT的试剂条多为干化学试剂，常用操作方式为浸入或加了样品后，就可目测判断检验结果。第一节即时检测概述POCT一出现便以其操作简便、快速、试剂稳定性佳、便于保存携带和使用等独特优点而先声夺人。第一节即时检测概述一、POCT的概念二、POCT的特点三、POCT的基本原理及主要技术四、POCT检验仪器的分类五、POCT的临床应用六、POCT进展中存在的问题与对策七、POCT的发展前景第一节即时检测概述关于POCT的概念有多种版本其中NCCLS指出，床边体外诊断检验简称POCT，即床边检验或近病人检验，是利用便携式设备在数分钟内得出检验结果的一种检验方式，广泛适用于医院、护理病房、救护单位、保险公司、家庭保健网络等领域，它的出现使传统上由专门检验人员完成的工作更多地交给了非检验人员完成。一、POCT的概念概括地说，POCT是指在病人旁边分析病人标本的分析技术，或者说只要测试不在主实验室做，并且它是一个可移动的系统，就可以称为POCT。一、POCT的概念一、POCT的概念“POCT”的组成包括：point（地点、时间)care（保健、照料）testing（检验、试验）point-of-caretesting英文字面的意思是在受治疗者现场的保健检验。主要特点实验仪器小型化操作方法简单化结果报告即时化二、POCT的特点三、POCT的基本原理及主要技术•简单显色（干化学法测定）技术•多层涂膜（干化学法测定）技术•免疫金标记技术•免疫荧光技术•生物传感器技术•生物芯片技术•红外和远红外分光光度技术•其他技术简单显色（干化学法测定）技术将多种反应试剂干燥、固定在纸片上，加上检验标本（全血、血清、血浆、尿液等）后产生颜色反应，用肉眼观察定性或仪器检测(半定量)。多层涂膜（干化学法测定）技术多层涂膜技术由感光胶片制作技术移植而来。将多种反应试剂依次涂布在片基上，制成干片，用仪器检测，可以准确定量。目前该技术多用于干式全自动生化分析仪，可进行大多数血液化学成分的测定。免疫金标记技术胶体金颗粒具有高电子密度的特性，金标蛋白结合处，在显微镜下可见黑褐色颗粒，当这些标记物在相应的标记处大量聚集时，肉眼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。该类技术主要有斑点免疫渗滤法（DIGFA）和免疫层析法（ICA）。免疫荧光技术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。检测系统通常由荧光读数仪和检测板组成。生物传感器技术利用离子选择电极，底物特异性电极，电导传感器等特定的生物检测器进行分析检测。该类技术是酶化学、免疫化学、电化学与计算机技术结合的产物，利用它可以对生物体液中的多种分析物进行分析。生物芯片技术生物芯片是最新发展起来的新技术。其特点是在小面积的芯片上同时测定多个项目。生物芯片可分基因芯片、蛋白质芯片和细胞芯片。它们具有高灵敏度、分析时间短、能同时检测的项目多等特点。红外和远红外分光光度技术此类技术常用于经皮检测仪器，用于检测血液中血红蛋白、胆红素、葡萄糖等成分。这类床边检验仪器可连续监测患者血液中的目的成分，无需抽血，可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。其他技术⑴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⑵电阻抗法测血小板聚集特性⑶免疫比浊法测定C反应蛋白（CRP）、D－二聚体（D-D）⑷电磁原理检测止、凝血的一些指标⑸更多技术四、POCT检验仪器的分类按照用途来分，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、放射免疫分析仪等四、POCT检验仪器的分类根据其大小和重量，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四、POCT检验仪器的分类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五、POCT的临床应用POCT既可在医院内，也可在医院外进行。一些特殊项目甚至在家里或在某些特殊的场合（如室外、现场）均可检测，极大地方便了患者和一些特殊人群的需要。五、POCT的临床应用糖尿病诊治方面的应用心血管疾病方面的应用感染性疾病中的应用发热性疾病方面的应用ICU病房内的应用儿科诊疗中的应用医院外的应用循证医学中的应用六、POCT进展中存在的问题与对策POCT最大的问题是质量保证问题对POCT仪器及检验结果本身来说，尚缺乏循证医学的评估费用问题报告书写不规范问题六、POCT进展中存在的问题与对策由于POCT在使用和管理中的不规范导致对患者仍然存在潜在的危险，因此许多国家和地区均颁布了权威的POCT使用原则。英国：美国：我国：七、POCT的发展前景由于POCT技术具有快速、方便、准确等优点，已经成为当前检验医学发展的潮流和热点。为了适应实际需要，理想的POCT仪器应该是结构灵巧、体积小、容易使用、并能自动保存所有记录的微型移动系统。七、POCT的发展前景应用无创性/少创性技术的POCT仪器将是POCT的另一个发展方向。生物芯片技术相关的POCT因其具有高灵敏度、分析时间短、同时能检测的项目多等特点，也是POCT发展的一个重要趋势。第二节POCT常用相关仪器仪器的基本结构常用相关仪器仪器的基本结构开关、电池、（热敏）打印机、显示器、状态灯、键盘、样品测量室（阅读仪及光源等）、条形码/密码牌阅读器、内置的数据处理及储存中心、一次性分析装置（带有样品感应器或限流阀以及样品注入口等）以及其他特殊设施总的来说，POCT仪器主要由分析系统和信号检测系统组成。仪器的基本结构电池：扩大仪器使用范围光源：检测光源或者激发光光源条形码/密码牌阅读器：试剂及相关资料的输入阅读仪可以帮助控制、简化部分分析反应，还可以整合数据的处理、存储功能数据处理及储存中心，增加了储存质控数据或患者数据等的功能常用相关仪器多层涂膜技术相关POCT仪器免疫金标记技术相关的POCT仪器免疫荧光测定技术相关POCT仪器生物传感器技术相关的POCT仪器生物芯片技术相关的POCT仪器红外和远红外分光光度技术相关的POCT仪器其他技术相关的POCT仪器多层涂膜技术相关POCT仪器多层涂膜技术相关POCT仪器最具有代表性的仪器：美国强生VITROS系列干式全自动生化分析仪仪器基本组成：干片储存器、干片传送装置、样品加样器、参比液加样器、孵育盘、免疫冲洗液加样器、样品传送装置、干片盒的条码扫描器、电极测量室、后备电池系统、反射计、环境控制装置、打印机以及屏幕键盘等输入输出设备多层涂膜技术相关POCT仪器仪器的基本工作原理当干式试纸片上加上定量的样品后，样品中的水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，并用反射光度计检测，进行定量。多层涂膜技术相关POCT仪器干片基本结构分布层（有时又分成扩散层和遮蔽或净化剂层）试剂层指示剂层支持层多层涂膜技术相关POCT仪器干片分层与功能多孔毛细管网状结构,使样本中的液体渗透到其它层；减少干扰物(蛋白质,血脂和血红素)至最小化；在读测时提供白色背景,起反射面作用；将样本均匀地扩散在反应区域扩散层遮蔽或净化剂层试剂层指示剂层支持层筛除许多干扰色素、氧化一些内生干扰物质、螯化一些内生干扰物质增加酶方法化验的特异性、控制反应程序、控制pH以优化反应促使反应结束、与试剂层中形成的物质产生有色复合体有色复合体用优化的波长进行测量以增强化验的敏感性提供反应支持基垫、允许光路自由通过多层涂膜技术相关POCT仪器影响因素仪器的影响光路的变化容易导致TBIL（总胆红素）、BC（结合胆红素）、BU（非结合胆红素）等出现偏差；总蛋白、白蛋白结果易受白压片清洁度的影响。试剂的影响干片及配套试剂的处理过程和储存，试剂复溶前后的储存、干片和试剂的回温是否符合要求，都会对检验结果产生一定的影响。多层涂膜技术相关POCT仪器质量控制定标使用专用质控品进行室内质控比对试验（与中心实验室的大型生化仪）注意仪器的维护多层涂膜技术相关POCT仪器常见故障及排除方法常见故障排除方法孵育器温度超出性能规格范围当分析仪显示“READY”后，重复测试硬件错误或由操作者导致的错误对仪器进行初始化，或人为修复仪器干片探测器未探测到试剂干片查明仪器是否发生了干片堵塞仪器检测到无效的干片电压或光度读数；检测结果超出仪器检测范围重复检测在允许时间内未发现吸头补充吸头并重复测试噪音信号高，通常出现于高活性样品导致不规则的动力学反应过程稀释样品，重复检测底物耗尽稀释样品，重复检测样品量不足检查样品，保证样品量足够在干片测试区域，湿度探测器未检测到液滴；仪器在吸样时未检测到液体检查是否有足够的样品提供，样品是否含有纤维凝块，或检查采样系统是否正常试剂仓满检查试剂仓，将多余试剂盒取出，再添加必需的试剂干片多层涂膜技术相关POCT仪器差示电位多层膜法（电极法）的膜片（干片）包括两个完全相同的“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，并以一纸盐桥相连。测定时取血清和参比液分别加入并列而又独立的两个电极构成的加样槽内，即可测定两者的差示电位。若样品液与参比液中的待测无机离子浓度相同，则差示电位为零，若两者浓度不同，则可以由差示电位的相应值计算该离子的浓度。纸桥离子载体膜（敏感膜）内部参考层支持层多层涂膜技术相关POCT仪器银/银氯化层电极法干片病人血清参考液免疫金标记技术相关的POCT仪器包括：与免疫渗滤技术相结合的POCT仪器与免疫层析技术相结合的POCT仪器与免疫渗滤技术相结合的POCT仪器工作原理：以硝酸纤维素膜为载体，利用微孔滤膜的可过滤性，使抗原抗体反应和洗涤在一特殊的渗滤装置上以液体滤过膜的方式迅速完成。在免疫渗滤技术相关POCT中，常用斑点金免疫渗滤试验（DIGFA）。DIGFA已被广泛应用于临床各种定性或半定量指标的测定，不需要特殊的仪器与免疫渗滤技术相结合的POCT仪器免疫渗滤装置及操作示意图与免疫渗滤技术相结合的POCT仪器斑点金免疫渗滤试验与免疫层析技术相结合的POCT仪器多用复合型免疫层析法复合型免疫层析原理为以金胶粒或着色乳胶粒等有色粒子作标记物，层析条通过多种材料复合而成，多用于定性的检测，也有定量分析系统。与免疫层析技术相结合的POCT仪器免疫层析法检测试剂条结构与免疫层析技术相结合的POCT仪器BCTRA免疫层析试验原理示意图与免疫层析技术相结合的POCT仪器金标定量检测仪多用斑点免疫层析试验（DICA），属于复合型免疫层析技术。分析原理与DIFA基本相同，只是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。与免疫层析技术相结合的POCT仪器测定时将试纸条下端浸入液体标本中，下端吸水材料（B）吸取液体向上端移动，流经C处时使干片上的免疫金复合物复溶，并带动其向膜条A端渗移。若标本中有待测特异抗原时，可与免疫金复合物的抗体结合，此抗原抗体复合物流至测试区即被固相抗体捕获，在膜上显出红色反应线条（T）。过剩的免疫金复合物继续前行，至参照区与固相小鼠IgG结合（免疫金复合物中的单克隆抗体为小鼠IgG），而显出红色质控线条（R）。反之，阴性标本无反应线条，而仅显示质控线条。与免疫层析技术相结合的POCT仪器金标定量检测仪器通常由单片微电脑、输入输出接口、模数转换器、扫描控制电路、光电转换电路、背景补偿电路、显示器等硬件部分组成。为了保存测试结果