基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的深入研究,高科技引入檢驗醫(yī)學(xué)實踐,特別是化學(xué)、酶、酶免疫、免疫層析、免疫標記、電極、色譜、光譜、生物傳感器及光電分析等技術(shù)在POCT中的應(yīng)用,使醫(yī)學(xué)檢驗在臨床和社區(qū)醫(yī)療中發(fā)揮重要的作用。
1.膠體金免疫標記技術(shù):氯金酸(HAuC1 )在還原劑作用下,可聚合成一定大小的金顆粒,形成帶負電的疏水膠溶液,由于靜電作用而成為穩(wěn)定的膠體狀態(tài),故稱膠體金。免疫金標記技術(shù)類似酶免疫技術(shù),它是用膠體金標記單克隆抗體,可用于快速檢測蛋白質(zhì)類和多肽類抗原。如:激素、HCV、HIV抗原和抗體測定。
2.免疫層析技術(shù):將金標抗體吸附于下端的玻璃纖維紙上,浸入樣品后,此金標單抗即被溶解,并隨樣品上行,若樣品中含有相應(yīng)抗原時,即形成Ab—Ag—Ab一金復(fù)合物,當(dāng)上行至中段醋酸纖維薄膜,即與醫(yī)師招聘包被在膜上的抗原(抗體)結(jié)合并被固定呈現(xiàn)紅色線條(陽性結(jié)果)。免疫層析技術(shù)問世已有十多年時間,可檢測項目已達數(shù)十項。如:心肌標志物、激素和各種蛋白質(zhì)等,可用于測定肌鈣蛋白T和肌紅蛋白,以及D一二聚體等。定量測定甲胎蛋白和HCG的金標檢測技術(shù)已在國內(nèi)研發(fā)成功。
3.免疫斑點滲濾技術(shù):其原理與層析法相類同,將包被有特異性待測物抗原(抗體)的醋酸纖維膜放置在吸水材料上,當(dāng)樣品滴加到膜上后,樣品中的待測物質(zhì)結(jié)合到膜上的抗原(抗體)上。洗去膜上的未結(jié)合成分后,再滴加金標抗體,若樣品中含有目標物質(zhì),膜上則呈現(xiàn)Ab—Ag—Ab金復(fù)合物紅色斑點。該技術(shù)目前已被廣泛應(yīng)用于結(jié)核分枝桿菌等細菌的抗原或抗體檢測,從而達到細菌的快速鑒定。
4.干化學(xué)技術(shù):將一種或多種反應(yīng)試劑干燥固定在固體載體上(紙片、膠片等),用被測樣品中所存在的液體作反應(yīng)介質(zhì),被測成分直接與固化于載體上的干試劑進行呈色反應(yīng)。包括:(1)單層試紙技術(shù):包括單項檢測試紙和多項檢測試紙。單項試紙一次只能測1個項目,如目前被廣泛應(yīng)用的血糖檢測試紙、血氨檢測試紙、尿糖檢測試紙等。而多項檢測試紙一次在1條試紙上可同時檢測幾項、十幾項甚至幾十項,其技術(shù)也要相對復(fù)雜一些。(2)多層涂覆技術(shù):由多層涂覆技術(shù)制成干片,主要包括3層:擴散層、試劑層和支持層。樣品中加入干片后首先通過擴散層,樣品中的蛋白質(zhì)、有色金屬等干擾成分被擴散層中的吸附劑過濾后,液體成分滲入試劑層進行顯色反應(yīng),光線通過支持層對反應(yīng)產(chǎn)物進行比色,以此通過計算機計算樣品中待測物質(zhì)的含量。此技術(shù)目前已被廣泛應(yīng)用于血糖,血尿素氮,血脂血氨及心臟,肝臟等酶學(xué)血生化指標的POCT5.生物和化學(xué)傳感器技術(shù):生物及生化傳感器是指能感應(yīng)(或響應(yīng))生物和化學(xué)量,并按一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用信號(包括電信號、光信號等)輸出的器件或裝置。它一般由兩部分組成,其一是生物或生化分子識別元件(或感受器),由具有對生物或化學(xué)分子識別能力的敏感材料(如由電活性物質(zhì)、半導(dǎo)體材料等構(gòu)成的化學(xué)敏感膜和由酶、微生物、DNA等形成的生物敏感膜)組成;其二是信號轉(zhuǎn)換器(換能器),主要是由電化學(xué)或光學(xué)檢測元件(如電流、電位測量電極、離子敏場效應(yīng)晶體管、壓電晶體等)組成。
6.生物芯片技術(shù):生物芯片又稱微陣列(microarray),是20世紀末在生命科學(xué)領(lǐng)域中迅速發(fā)展起來的一項高新技術(shù),它主要是指通過微加工技術(shù)和微電子技術(shù)在固相載體芯片表面構(gòu)建的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng),以實現(xiàn)對核酸、蛋白質(zhì)、細胞、組織以及其他生物組分的準確、快速、大信息量的檢測。其基本原理是在面積很小(可達幾個平方毫米)的面相材料(玻片、硅片、金屬片、尼龍膜等)芯片表面有序地點陣固定排列一定數(shù)量的可尋址分子(DNA、抗體或抗原等蛋白質(zhì)及其他分子)。這些成分及相應(yīng)的標記分子結(jié)合或反應(yīng),結(jié)果以熒光、化學(xué)發(fā)光或酶顯色等指示,再用掃描儀或CCD攝像等技術(shù)記錄,經(jīng)計算機軟件處理和分析,最后得到所需要的信息。而組織芯片的原理是將不同的組織樣品點陣固定排列在一張芯片上,再通過免疫組化、原位雜交等手段對芯片上組織樣品進行分析。由于生物芯片能夠在短時間內(nèi)分析大量的生物分子,快速準確地獲取樣品中的生物信息,效率是傳統(tǒng)檢測手段的成百上千倍,因此有人認為它將是繼大規(guī)模集成電路之后的又一次具有深遠意義的科學(xué)技術(shù)革命。由于生物芯片技術(shù)在疾病篩查和早期診斷上的優(yōu)勢,已經(jīng)成為檢驗醫(yī)學(xué)發(fā)展的熱點之一。目前,通過基因多態(tài)性芯片,對不同的個體藥物代謝能力分析,從而實現(xiàn)臨床的個體化用藥;通過基因芯片進行細菌檢測和細菌耐藥性分析;通過生物芯片對腫瘤、糖尿病、高血壓、傳染性疾病的篩查和檢測方面的檢驗產(chǎn)品日臻成熟。