实验诊断学.ppt.ppt
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1、实验诊断学,总论,实验诊断学-总论,一检验医学在医学领域的地位二检验医学的范畴三检验医学的重要技术和主要设备四 检验医学与临床,一 检验医学在医学领域的地位,1 从医学检验到检验医学是把检验技术与诊断功能紧密结合观念上和认识上予以法制化2 从辅助科室到诊断科室成为临床医学发展的双翼只之一3检验医学的五大职能,一 检验医学在医学领域的地位,检验医学的五大职能:(1)诊断和鉴别诊断提供依据:血友病、血液病、肿瘤等;(2)疗效观察和预后判断提供依据:糖尿病、病毒性肝炎、溶栓治疗、移植免疫药物、肿瘤化疗等(3)公共卫生和预防疾病提供资料:流行病学调查和预防,REVEAL原发性肝癌与 HBV-DNA 载
2、量,Chen CJ et al JAMA 2006;295:,肝硬化发生率随HBV DNA水平升高而上升,趋势检验P0.001n=3582,Uchenna H.Iloeje et al GASTROENTEROLOGY 2006;130:678686,一 检验医学在医学领域的地位,检验医学的五大职能:(4)临床研究和基础研究提供手段:为感染病、呼吸病、心脏病、消化病、血液病、内分泌病、代谢病、泌尿病、遗传病、恶性肿瘤、器官移植等提供可靠的数据和依据。(5)为健康普查和健康咨询提供服务:通过对普通人群和“高危人群”的检查及早发现处于亚临床状态的某些疾病,如糖尿病、冠心病、肝、肾疾病和恶性肿瘤,达
3、到早期诊断早期治疗。优生优育提高人口素质等。(如基因测序),二 检验医学的范畴,按照卫生部认可的项目分为五大类,包括:一.临床体液、血液专业;二.临床化学检验专业;三.临床免疫、血清学专业;四.临床微生物学专业;五.临床细胞分子遗传学专业。共计1104个大项目,二 检验医学的范畴,(一)临床生物化学:蛋白质、肝病诊断、肾脏疾病诊断、无机物及血气分析、维生素、氨基酸等,心肌病及其他酶类、糖及其代谢物、血脂及脂蛋白、激素和骨质疏松,二 检验医学的范畴,(二)临床免疫:免疫功能:细胞免疫和体液免疫自身免疫性疾病:系统性红斑狼疮等感染免疫:肝炎、优生筛查等肿瘤相关抗原:肿瘤标志物系列过敏原,二 检验医
4、学的范畴,(三)临床血液及体液:血、尿、便、体液(精液)的物理、化学和形态学的检验,血栓与止血(DIC),骨髓形态学及各种穿刺液的形态学分析等,二 检验医学的范畴,(四)微生物的鉴别与药物敏感性及耐药性分析:(五)血药浓度分析(TDM)和遗传代谢性疾病的病因分析 各种移植免疫抑制剂(环胞霉素A、FK506、雷帕)、吗啡、酒精、抗颠痫药、部分抗菌素及抗哮喘药物及氨基酸,有机酸等的体内浓度分析。,二 检验医学的范畴,(六)分子生物学技术的应用:肝炎、性病(卫生部认可);临床和基础研究的重要手段之一。,三 检验医学的重要技术:21世纪是检验医学腾飞的世纪,21世纪的医学检验技术,一、前导技术是分子生
5、物学技术 二、生物芯片技术三、自动化与信息技术 四、生物传感器技术 五、标记免疫分析技术,21世纪的医学检验技术,六、流式细胞技术(flow cytometry)七、实验室管理 八、实验室的组织九、人才培养 十、循证检验医学,1、前导技术是分子生物学技术,该技术将渗入并推动着医学检验的各学科生化、血液、免疫、微生物及血库、解剖病理的发展。换言之,各学科均需应用分子生物学技术。实验室医学中的分子生物学技术主要是多种形式的体外基因扩增技术,其主要代表是聚合酶链反应(PCR)。定量PCRPCR的全自动化,1、前导技术是分子生物学技术,如应用扩增与检测于一体的一次性PCR试验卡,可较好地解决PCR污染
6、问题。除PCR以外的基因扩增技术尚有LCR(Ligase Chain Reaction)连接酶链反应SDA(Strain displacement Amplification)链替代扩增TAS(Transcription-based Ampp.System)转录依赖的扩增系统3SR(Self-Sustained Sequence)自主序列复制Q(Replicase Amplification)Q复制酶系统,分子生物学技术在检验中的应用(1),人类基因组工程;遗传性疾病的产前诊断;各种病原体(病毒、细菌、真菌、支原体、立克次体、螺旋体等)的诊断,尤其适用于不能进行人工培养的病原体;癌基因、抑癌基
7、因的检出;发现各种疾患与基因的联系以寻求致病基因及易感基因,实现症状前诊断;,分子生物学技术在检验中的应用(2),HLA检查及其与疾患的联系;以基因工程技术制备诊断用酶、制备基因工程抗原、基因工程合成肽抗原和人工脏器;干细胞工程将极大促进临床医学的发展及医疗质量的提高。法医学;基因治疗:体外扩增目的基因导入体内进行治疗。,2.生物芯片技术,特征与优点,点样密度高 杂交体积小,只需20 L左右,灵敏度高 用双色荧光标记两种探针,数据可靠性高 更易自动化,包括点样,杂交,图象处理及数据采集等方面,基因芯片主要有以下优点,基因芯片的制备方法,(一)原位合成基因芯片,(二)微矩阵基因芯片,(三)芯片上
8、的实验室 Lab-on-a-chip,靶DNA原位合成,芯片组装,基因芯片,点样,核酸分子杂交,靶DNA,探针DNA,杂交前 杂交后,BIO-RAD共聚焦显微镜,用于观测芯片反应结果,AXON芯片扫描系统,用于芯片反应的荧光信号扫读,基础研究,农业,药物筛选,军事,医学研究,临床诊断,司法,环境保护,基因芯片技术的应用领域,.,.,.,环境监测 水质监测 农业植物 环境检测,军事科学 人类健康 药物筛选 检验医学,生物芯片应用,什么是遗传基因检测?,简单的说所谓基因检测,就是取被检测者的一滴血,通过基因芯片健康检测卡对被检测者细胞中的 DNA 相应分子做检测,分析他所含有的各种疾病易感基因的情
9、况,从而使人们能及时了解自己的基因信息,预测身体患疾病的风险,从而改善自己的生活环境和生活习惯,让自己活得明明白白。,基因芯片检测的内容?,所检测的疾病易感基因共四类,联合基因公司还将不断推出针对新的疾病种类的易感基因的检测,更好地为人类服务。A类:人工性慢性寻麻疹、尖锐湿疣、肾癌、风湿性瓣膜病、原发性肝细胞癌、增殖性玻璃体视网膜病变、强直性脊椎炎、溃疡性结肠炎B类:乙肝疫苗的无免疫应答、儿童急性白血病、白塞氏病、尖锐湿疣、前葡萄膜炎、结核病、骨肉瘤、原发性高血压、溃疡性结肠炎、慢性荨麻疹,基因芯片检测的内容?,C类:环境致癌物导致肿瘤的易感基因检测 D类:Graves病(弥漫性甲状腺肿伴甲状
10、腺功能亢进)、慢性粒细胞性白血病、系统性红斑狼疮、原发性肝癌、I型糖尿病、Vogt-Koyanagi-Harada 综合症(小柳-原田综合症)、类风湿性关节炎、原因不明性习惯流产、慢性肾小球肾炎、激素敏感型肾病、肾癌、骨关节结核、乙肝疫苗的无免疫应答、非霍奇金淋巴瘤、慢性乙肝、膀胱癌、慢性肾小球肾炎尿毒症、非Iga系膜增生性肾炎,病原体检验与血清学检验,抗体产生,病原体 侵入并繁殖,芯片实验室,芯片实验室的建立,3、自动化与信息技术,大型自动分析仪(universal automated instrument)可同时做生化、血液、免疫、药物等项目精细的、多用途分析系统如毛细管电泳技术,将改变检
11、验科现存的专业分工并推动实验室的全自动化机器人的应用人工智能(专家系统、医学诊断系统)国际互联网(Internet)将实现实验室间;实验室与临床,医院间;区、市、省间;国际间信息交换远程的实验室诊断系统(telepathology),4、生物传感器技术,生物传感器的种类包括离子选择电极(ISE)、气敏电极、场效应转换器、酶电极、压电晶体、热量计、表面质子共振(SPR)、免疫传感器、酶免疫传感器等,其在检验中的应用,可测定离子、气体、底物、酶、有机物、代谢物、抑制物、污染物、抗生素、维生素、pH等。生物传感器与芯片的应用将使检验仪器小型化、灵活而多用途。,5、标记免疫分析技术,其发展趋向是:新标
12、记物的发展与联合应用;单克隆以及基因工程抗体的应用和免疫放大技术,可明显提高检测的特异性,敏感性可达Zepto(10-21),yocto(10-24)水平,1.7yocto1分子,即可实现分子水平的检测。,5、标记免疫分析技术,多种形式的标记免疫分析会有更快发展,如放射免疫分析(RIA、IRMA)、酶免疫分析(EIA)、金标记免疫分析、荧光免疫分析(FIA)、时间分辨荧光免疫分析(TrFIA)、酶-荧光免疫分析(E-CIA)、化学发光免疫分析(CIA)、电化学发光免疫分析(ECM)、生物发光免疫分析(BIA)和以DNA为标记物的免疫分析免疫PCR(Array-ELISA)。,5、标记免疫分析技
13、术,其在医学检验中的应用主要用于:(1)激素及其受体、介质检测;(2)治疗药物监测;(3)肿瘤标志物;(4)体液中微量蛋白;(5)病原微生物抗原或抗体;抗原的检测可实现微生物感染的快速诊断;(6)细胞因子,粘附因子,生长因子;(7)基因表达蛋白;(8)自身抗体;(9)痕量代谢物;(10)神经介质;(11)细胞内信使的检测,是医学检验与科研的重要手段。,6、流式细胞技术(flow cytometry),将从研究实验室走入临床实验室,此项技术主要用于监测人体细胞免疫状态,进行组织配型及监控移植物的排斥反应,血液系统疾患的检查与分型,血栓与止血缺陷的检查,细胞DNA定量与细胞周期分析以鉴定肿瘤细胞及
14、评价化疗效果,检测细胞凋亡,检测细胞特异性标记物如受体等,检测细菌对抗菌药物的耐药性。,实验室常用仪器的检测方法及原理,一.血细胞分析仪:库尔特原理:根据血细胞非传导性的性质,以对电解质溶液中悬浮颗粒在通过计数小孔时引起的电阻变化进行检测为基础,称为电阻抗法.在库尔特原理的基础上1987年Coulter公司又发明了VCS技术,体积(Volume,V),电导法(conductivity,C),光散射(light scatter,S),对未经处理的血细胞进行白细胞五分类(包括幼稚细胞)、-淋巴细胞免疫分型及网织红细胞计数等功能。,实验室常用仪器的检测方法及原理,一.血细胞分析仪:Abbott公司生
15、产的CD-3500,CD-4000又发明了“多角度偏振光散射白细胞分类技术”(Multi-Angle Polarised Scatter Separation of White Cell MAPSS)使红细胞不干扰白细胞的检测,同时对白细胞达到最佳分类。Sysmex公司的SE-5000采用“阻抗与射频技术联合检测白细胞分类法”通过四个不同的检测系统完成对嗜酸、嗜碱、淋巴单核粒细胞和幼稚细胞的检测系统,固定参数的自动推片系统。,实验室常用仪器的检测方法及原理,一.血细胞分析仪:Bayer公司生产ADVIA120血细胞分析仪利用激光散射和过氧化物酶染色技术进行白细胞分类计数,有四个测量通道即Hb通
16、道、RBC/Plt通道、嗜碱通道和过氧化物酶(细胞分类)通道。还有一些公司利用多角度光散射信号对白细胞进行分类和采用新型的流式细胞仪技术对网织红细胞计数和分类。,Initiation phase,Amplification phase,实验室常用仪器的检测方法及原理,二.血凝仪:生物学方法(凝固法):目前可为三类:电流法(钩方法)、黏度法(磁珠法)、光学法。主要用于凝血因子的检测;生物化学方法(发色底物法):主要用于对酶、酶原及酶抑制物的检测;免疫学方法:多采用免疫比浊法,有时也采用透射或散射比浊法,D-二聚体和FDP是采用乳胶比浊法。,实验室常用仪器的检测方法及原理,三.流式细胞仪(FCM)
17、工作原理:将待测细胞用荧光染色后制成单细胞悬液,用一定压力将待测样品压入流动室,不含细胞的磷酸缓冲液在高压下从鞘液管喷出,鞘液管人口方向与待测样品流成一定角度,这样,鞘液就能够包绕着样品高速流动,组成一个圆形的流束,待测细胞在鞘液的包被下排成单行,依次通过检测区域。主要的技术特点是:1.鞘流原理;2.激光光源;3.散射光检测;4.荧光检测;5.细胞分选。,实验室常用仪器的检测方法及原理,三.流式细胞仪:临床应用:1.FCM 在免疫学中的应用:(1)外周血T淋巴细胞亚群的测定(2)T细胞亚群用于器官移植后排斥反应的监测(3)肺泡灌洗液中T淋巴细胞亚群的测定(4)FCM 在艾滋病监测中的应用(5)
18、细胞内染色和细胞因子的测定,实验室常用仪器的检测方法及原理,三.流式细胞仪:临床应用:2.FCM在血液病学中的应用(1)白血病免疫分型(2)淋巴瘤的免疫分型(3)白血病微小残留病变和化疗效果的监测(4)骨髓移植和干细胞移植的监测(5)在免疫血液病中的应用(6)血小板膜表面受体测定在血栓性疾病方面的应用(7)在贫血中的应用,实验室常用仪器的检测方法及原理,三.流式细胞仪:临床应用:3.FCM在细胞增殖和肿瘤病理研究中的应用(1)细胞周期和DNA倍体的FCM分析(2)在细胞增殖研究中的应用(3)DNA分析在肿瘤研究中的应用(4)FCM对肿瘤基因蛋白产物的测定,实验室常用仪器的检测方法及原理,三.流
19、式细胞仪:临床应用:4.FCM在细胞凋亡研究中的应用 主要用于细胞凋亡检测和凋亡相关蛋白的检测5.其他应用(1)染色体的荧光染色(2)细胞内钙离子(Ca2+)的测定(3)FCM在寄生虫和酶学中的应用,实验室常用仪器的检测方法及原理,四.自动生化分析仪:分类:1.全自动和半自动;2.按反应装置结构:连续流动式、分立式、离心式和“袋式”(杜邦);3.普通(液体)和干式;4.按仪器的复杂程度:小型:单通道,中型:多通道,可同时测定2-10个项目,但项目不能任选,大型:可同时测定10个以上项目,分析项目可以自由选择。,实验室常用仪器的检测方法及原理,四.自动生化分析仪:主要部件:1.加样系统:包括样品
20、转盘或传送轨道、试剂室、样品取样单元和试剂取样单元;2.比色系统:(1).光源:卤素钨丝灯:325-800nm 氙灯:285-750nm(2).比色杯:分立式比色杯转盘、离心比色盘和流动比色池(3).单色器和检测器:干涉滤光片和光栅分光式(4).分析方法:光谱技术中的可见、紫外吸收光谱法是各类自动生化分析仪的分析原理。3.温控系统:30C和37 C两种温度4.供排水系统5.数据处理系统,实验室常用仪器的检测方法及原理,五.血气酸碱分析仪:工作原理:测量管的管壁上开有4个孔,孔里面插有pH、PCO2 和PO2三支测量电极和一支参比电极。待测样品在管路系统的抽吸下进入样品室的测量管,同时被四个电极
21、所感测到。电极产生对应于pH、PCO2 和PO2的电信号,电信号经放大、处理后经微处理机处理后打印。电极的基本结构:1.pH电极:由玻璃电极与参比电极组成;2.PCO2电极:是一种气敏电极;3.PO2电极:是一种Clark极化电极,O2半透膜为聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯。近几年有经皮PO2、PCO2和结膜电极为无损伤检测仪器,适用于儿童及大面积烧伤等病人,但是测定结果与真实情况有一定的偏差。,实验室常用仪器的检测方法及原理,六.特种蛋白免疫分析仪:免疫测定(immunoassay,IA)是利用抗原抗体反应检测标本中的微量物质的分析方法,敏感性高,可测出纳克(ng)水平,该仪器根据监测角度不同可
22、分为免疫透射浊度分析仪和免疫散射浊度分析仪。目前很多实验室使用的ARRAY特种蛋白分析系统采用的是速率散射比浊法。速率法是一种先进的动力学测定法。所谓速率是指抗原-抗体结合反应过程中,在单位时间内两者结合的速度。速率散射比浊法是在抗原与抗体反应的最高峰(约1分钟内)测定其复合物形成的量,快速、准确。分析的范围包括20余种特种蛋白。,实验室常用仪器的检测方法及原理,七.自动化酶免疫分析仪:酶联免疫吸附剂测定(enzyme-linked immune sorbent assay,ELISA)技术的问世是免疫学定量分析方法的重要标志之一.从ELISA引伸出来的一系列标记酶免疫化学分析(简称酶免疫分析
23、,EIA)技术,使标记免疫化学分析技术得以丰富和完善,并得到广泛应用.ELISA技术可分为双抗体夹心法、间接法和竞争法三类,近几年EIA发展的很快,又出现了酶倍增性免疫分析技术(enzyme multiplied immunoassay technique,EMIT)和隆酶供体免疫分析:这是是一项利用基因工程技术设计和发展起来的EIA技术.,实验室常用仪器的检测方法及原理,七.自动化酶免疫分析仪:EIA所用的酶主要有碱性磷酸酶、辣根过氧化物酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶及-岩藻糖苷酶。抗体的酶标记和抗原的酶胶连是通过双功能制剂的共价键联合技术来制备的,重组的胶连物是利用基因溶合技术来制备的。各种各
24、样的酶促反应检测体系普遍采用了光学比色检测方法,实验室常用仪器的检测方法及原理,八.发光免疫分析技术:发光免疫技术依其示踪物检测的不同而分为荧光免疫测定、化学发光免疫测定及电化学发光免疫测定三大类。荧光免疫测定又可分为两种:时间分辨荧光免疫测定及荧光偏振免疫测定.发光免疫技术有明显的优越性:1.敏感度高,超过放射免疫分析法(RIA);2.精密度和准确性均可与RIA相比;3.试剂稳定,无毒害4.测定耗时短;5.自动化程度高;6.检测的项目多.,实验室常用仪器的检测方法及原理,八.发光免疫分析技术:检测的项目包括1.甲状腺功能及相关疾病的检测项目2.生殖内分泌激素3.心肌缺血或梗塞的标志物4.肿瘤
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