即时检测技术和相关仪器概要.ppt

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1、第十九章 即时检测技术和相关仪器,即时检测（point-of-care testing，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,在检验诊断发展的初期，即时检测（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

2、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、POC

3、T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-care testing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

4、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)。,三、POCT的基本原理及主要技术,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。,三、POCT的基本原理及主要技术,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

5、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）。,三、POCT的基本原理及主要技术,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。,三、POCT的基本原理及主要技术,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。,三、POCT的基本原理及主要技术,生物芯片技术,生物芯片是最新发展起来的新技术

6、。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。,三、POCT的基本原理及主要技术,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。,三、POCT的基本原理及主要技术,其他技术,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 电阻抗法测血小板聚集特性 免疫比浊法测定C反应蛋白（CRP）、D

7、二聚体（D-D）电磁原理检测止、凝血的一些指标 更多技术,三、POCT的基本原理及主要技术,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,POC

8、T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

9、原则。,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 即时检测常用相关仪器,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

10、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

11、关的POCT仪器其他技术相关的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

12、层支持层,多层涂膜技术相关POCT仪器,干片分层与功能,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,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

13、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

14、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

15、结构,与免疫层析技术相结合的POCT仪器,与免疫层析技术相结合的POCT仪器,影响因素 由于该仪器应用的是光学原理，测量环境的光照变化、测量笔尖密封性的变化及其他物理条件（温度、水等液体）变化均会对结果产生干扰。加样时，未垂直加样，导致颜色分布不均匀，检测结果偏高。,与免疫层析技术相结合的POCT仪器,质量控制 正确的定标是确保仪器重复精确读数的必要步骤。对不同测量条件和笔尖各种变化可能引起各种误差的调整，可以通过定标（散射光调整和空白调零程序）来完成。阳性定值范围的质控物,免疫荧光测定技术相关POCT仪器,免疫荧光技术是标记免疫技术中发展最早的一种，它是以荧光物质标记抗体而进行抗原定位或抗原

16、含量检测的技术，又称为荧光抗体技术,免疫荧光测定技术相关POCT仪器,全定量免疫荧光检测仪检测原理示意图,免疫荧光测定技术相关POCT仪器,影响检测结果的因素 由于该仪器使用荧光检测，因此凡是影响荧光的发生及检测的因素，都可以导致结果的偏差定标及质量控制芯片内置质控,生物传感器技术相关的POCT仪器,生物传感器介绍葡萄糖酶电极传感器相关的POCT仪器 荧光传感器相关的POCT仪器,生物传感器介绍,生物传感器是指所有具有生物识别功能的组合体，是能感应（或响应）生物、化学量，并按一定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。组成：感受器生化分子识别元件，由具有对生化分子识别能

17、力的敏感材料组成换能器信号转换器，主要是电化学或光学检测元件,葡萄糖酶电极传感器相关的POCT仪器,酶电极传感器法微量血快速血糖测试仪，采用生物传感器原理将生物敏感元件酶同物理或化学换能器相结合，对所测定对象作出精确定量反应，并借助现代电子技术将所测得信号以直观数字形式输出的一类新型分析装置。,葡萄糖酶电极传感器相关的POCT仪器,葡萄糖酶电极传感器基本技术组成：酶法葡萄糖分析技术 丝网印刷和微电子技术制作的电极 智能化仪器的读出装置,葡萄糖酶电极传感器相关的POCT仪器,电极分类 葡萄糖氧化酶电极 葡萄糖脱氢酶电极电极组成（葡萄糖氧化酶电极为例）印刷电极 电极底片 葡萄糖氧化酶 固定保护层,

18、葡萄糖酶电极传感器相关的POCT仪器,葡萄糖酶电极传感器测试原理 在印刷电极的两端施加一定的恒定电压，当被测血样滴在电极的测试区后，电极上的固定的葡萄糖氧化酶与血中的葡萄糖发生酶反应，经过一定的滞后期（约20秒后），酶电极的响应电流与被测血样中的葡萄糖浓度呈线性关系。,葡萄糖酶电极传感器相关的POCT仪器,传感器技术被用于多种手掌型血糖分析仪上,葡萄糖脱氢酶生物传感器技术,以罗氏优越血糖仪（葡萄糖脱氢酶电极）为例 基本结构：开关、显示屏、试纸插口、电池、密码牌插槽、标本测量室等 检测过程：先插入试纸，滴血在血糖仪以外的试纸端上，滴血后自动起反应计时，不必抹去血滴，再次插入试纸，反应产生的电流转

19、换为血糖浓度数字而显示在屏幕上。,葡萄糖脱氢酶生物传感器技术,样本采集区,试纸条结构分解图,葡萄糖脱氢酶生物传感器技术,标本采集操作示意：血滴触及试纸边缘缺口处直到黄色测试区完全被覆盖,葡萄糖脱氢酶生物传感器技术,影响因素 血糖仪使用不当 干扰物质的存在 标本类型不同 其他因素,葡萄糖脱氢酶生物传感器技术,质量控制 常规质控每周1次 质控物的测定 密码牌校准 室间质量控制 血糖仪与大生化仪结果的比对,葡萄糖脱氢酶生物传感器技术,常见故障及排除方法,葡萄糖氧化酶生物传感器技术,ONE TOUCH 强生稳豪血糖仪为例（葡萄糖氧化酶电极）,葡萄糖氧化酶生物传感器技术,工作原理 当血样吸入到试纸的反应

20、区时，葡萄糖氧化酶和血液中的葡萄糖进行反应，从而使电子从葡萄糖流向化学中间体。施加在试纸上的电压促使电子从化学中间体流向电极。血糖仪通过电极来测量电子的流量(电流)，并将其转换成一个电信号，最后将该电信号换算成相应的血糖浓度。,葡萄糖氧化酶生物传感器技术,荧光传感器相关的POCT仪器,一次性的荧光传感器测试卡主要是由进样适配器、多个不同的传感器组成,荧光传感器相关的POCT仪器,pO2的检测过程 血样被仪器吸入到测试片中，并覆盖光电极传感器。血样平衡后荧光发射。检测期间，灯泡发射的光通过光栅只让特定的光照到传感器上，产生荧光反应。荧光的强度取决于与传感器直接接触的血液中的pO2，荧光传感器发射

21、的光透过透镜和光滤过器等被光探头检测，探头输出的信号通过微处理器转换成一个常规测量单位的数字读数，并显示出来。,荧光传感器相关的POCT仪器,光学检测电极(PO2)示意图,荧光传感器相关的POCT仪器,质量控制 每个测试片都使用独立的包装，每个包装有二个条形码，包含了定标信息、批号、截止期 日常工作中OPTI CCA的质量控制，采用液体质控物和标准参考片（SRC）的电子质控相结合的方法实时监测大气压,荧光传感器相关的POCT仪器,常见故障及排除样品检测不到结果不稳定 光门探测到气泡传感器坏,生物芯片技术相关的POCT仪器,生物芯片技术 将所有试样处理及测定步骤合并于一体，分析人员可在很短时间和

22、空间间隔内获取电信号形式表达的化学信息，以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。生物芯片可分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片等。,生物芯片技术相关的POCT仪器,免疫芯片/蛋白芯片原理 将免疫荧光分析技术用于生物芯片上。以荧光素（或荧光基团）作为标记物，与已知的抗体（或抗原）结合，然后将荧光标记的抗体（或抗原）作为报告试剂，用于检测和鉴定未知的抗体（或抗原），通过芯片扫描仪和相关软件，将荧光信号转换成数据，即可以获得有关免疫学信息。,生物芯片技术相关的POCT仪器,生物芯片检测仪器 利用强光照明生物芯片上的生物样品以激发荧光，并通过高灵敏度的光电探测器探测荧光

23、强度，最后由计算机对探测结果进行分析处理以获取相关的生物信息。,红外和远红外分光光度技术相关的POCT仪器,红外和远红外分光光度技术常用于制作经皮检测仪器，如血液血红蛋白胆红素葡萄糖等,红外和远红外分光光度技术相关的POCT仪器,无创伤自测血糖仪组成 红外光发射管构成的红外光源，光通路部分、光电探测转换器、电通路部分及显示部分 工作原理 光通路部分包含两束光路，一束经过反射镜、穿过滤光片1；另一束透过半透半反镜、穿过滤光片2；两束光都经过样品夹穿过人体同一部位，进入光电探测转换器，转为电信号D1、D2，经与定标曲线比较、计算，得出人体含糖量，显示在液晶显示屏上,其他技术相关的POCT仪器,干片式血凝分析仪 电阻抗法血小板聚集仪 免疫比浊法快速CRP、D-D检测仪 利用其他原理的多种无创伤性血糖检测仪 反向离子分析方法测得的皮下组织液葡萄糖 浓度 热感应光谱分析仪型血糖仪 利用聚光断层摄影技术算出葡萄糖值 利用测定粘稠度变化的原理连续测定血糖的 检测仪,