当前位置: 制药设备 >> 制药设备前景 >> 郭佳博士时代赋予POCT的新机遇
01即时检测的技术发展史
POCT行业技术平台更新和升级较快,平台的替换对研发要求也很高,外人看似简单的小仪器和试剂盒,实则研发起来并不像想象中那么容易,特别是在准确度和灵敏度上(目前上市的胶体金和荧光免疫产品准确度低,需要进行技术更新迭代),也是具有一定技术壁垒的行业之一。POCT并不是一种特定的检测方法学平台,而是一种应用模式,强调检测产品的快速、轻便、易行,无论IVD产品基于何种方法学,只要其产品特性符合“小、快、灵”的特点,都可以纳入POCT的范畴[1]。经过调研,维渡纵横将POCT初步划分为三大类:固相POCT、液相POCT、分子POCT。一、固相POCT固相POCT应用的技术就是我们常说的侧向免疫层析检测(lateralflowimmunoassays,LFIA),是在大孔径的微孔滤膜(如NC膜、硝酸纤维素膜)载体上进行的抗体抗原免疫反应。根据被仪器检测的指示物质的功能完善程度,可以将固相POCT分为如下四代:第一代为胶体金技术、第二代为免疫荧光技术、第三代为上转发光和量子点荧光技术、第四代为磁定量技术。从第一代到第三代的POCT系统中,用作可视或可被仪器检测的指示物质均为光学原理,对这些指示物质的检测基本上都是肉眼观察定性结果或者基于光电效应的仪器检测,在检测过程中,总有一些因素导致结果不太理想。比如,我们用光学仪器检测硝化纤维膜上检测线和控制线上的信号,基本上只能检测到膜表面到其10μm以下的部分,而通常使用的硝化纤维膜厚度为μm级别,指示物质在纤维膜上层析时,不仅存在于表面10μm的部分,而是也在整个膜上从底部到顶部均有指示物质的分布,多达90%的指示物质却未被光学仪器所测量到,这对于检测的灵敏度是个极大的损失。另外,光学检测还受到干扰性的底物(血液样本本身会产生荧光,荧光会受到入射光散射和背景荧光的干扰)、镜面反射、散射、自我吸收、基于荧光检测的信号淬灭等因素影响,所以,传统有色纳米颗粒和发光纳米颗粒的方法的灵敏度和定量分析能力会受到限制,限制了POCT的应用[2]。第四代POCT系统中,「超顺磁性纳米微粒」开始成为POCT厂家新的标记物选择,因血液样本本身不存在磁信号,磁性纳米微粒没有了荧光背景噪音干扰的问题,指示物质能被磁学仪器%测量到,成为了灵敏度非常高的“全定量”检测手段,满足日益增长的临床对检测灵敏度、检测精密度的要求,检测结果可以媲美国外梅里埃和罗氏等大型化学发光仪器。目前超顺磁性纳米微粒正在被用于取代传统POCT技术中的指示物质,国内的「深圳理邦」(液相POCT)、「西安金磁」(固相POCT)两家公司已经将超顺磁性纳米微粒成功开发成了产品,并纷纷投入市场,开启POCT的磁学革命。第四代POCT具有如下优势:1、超顺磁性纳米微粒只有在磁场中才具有磁性,这就使得磁性微粒在溶液中可以自由混合而不会因相互作用发生聚合。2、超顺磁性纳米微粒物理性质非常稳定,在较长时间之后仍可以重复实验测量结果,是存档备案的理想选材(而荧光方法则必须在15分钟内测量,否则荧光淬灭导致测量结果不准确)。3、磁场的信号强弱与磁性微粒的数量呈直接性关系。磁性检测数据的线性特点保证了分析的高灵敏度和高准确性,以及宽广的检测区间。4、生物材料及生物体内极少有磁性物质存在,这一特点克服了光学原理分析中常见的干扰。5、超顺磁性纳米微粒可以很容易地取代胶体金和荧光纳米颗粒,将现有快速诊断法兼容整合成定量分析方法,所需其它检测材料,例如抗原/抗体,硝纤膜,吸水垫以及生产设备等均无须更换。根据生物医学知识局统计,目前固相POCT大约有74家在药监局拥有仪器和试剂的注册证[2],根据技术不同,统计部分企业如下所示:胶体金技术公司:荧光免疫技术公司:同时拥有胶体金和荧光免疫技术的公司:量子点荧光技术公司:上转发光技术公司(独家专利技术):磁定量技术公司(独家专利技术):二、液相POCT液相POCT技术主要指小型化学发光和微流控技术,目前处于较为初期的阶段。化学发光POCT就是将化学发光检测技术应用于POCT检测场景,这种结合的主要驱动力来自于胶体金技术、免疫荧光技术的检测结果无法满足日益增长的临床对检测灵敏度、检测精密度的要求,但在技术实现上确是任重而道远……[3],比如化学发光的POCT严格意义上讲大多是半自动的,通道较少,速度并不像想象中那么快,成本相对固相POCT较高等等,但未来化学发光POCT一定是一个较有前途的方向,部分化学发光在研企业如下。微流控(Microfluidics)是一种精确控制和操控微尺度流体,尤其特指亚微米结构的技术,又称其为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片技术。其是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。微流控可以应用于生化、免疫、分子、细胞等诊断技术。生化、免疫已经进入全自动、成本快速下降的阶段,微流控成本过高未必占有优势;分子诊断目前产品价格昂贵,微流控芯片应用于分子诊断的前景可能更好[4]。微流控具有集成小型化与自动化、高通量、检测试剂消耗少、样本量需求少、污染少等优点。微流控的不足则为核心技术缺乏规范和标准、相关人才严重不足、生产成本高昂、产业化量产难度大、技术平台待解决问题较多。目前国外的雅培Abbott、艾利尔Alere、生物梅里埃bioMérieux和罗氏Roche在微流控细分市场中见证了增长;中国近年来微流控相关专利数仅次于美国,但商业化还具有一定的差距。目前国内引入微流控技术的企业如下:微流控核酸检测:微流控免疫诊断:微流控生化诊断:微流控细胞检测:综合:三、分子POCT分子诊断作为技术含量最高的IVD细分领域,近年来发展迅速,另一方面,POCT凭借即时检验的特点,受到广泛的