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分子诊断的下一个阶段:多重POCT测试xPOCT

嘉峪检测网        2022-08-19 23:22

近年来,POCT被认为是很有前景的体外诊断方法,它可以提供低成本、稳定、灵敏、特异性的分析,以便取代传统的临床实验室诊断测试方法。POCT诊断的快速发展促进了诊断模式从集中式向以患者为中心的分散式的转变。

 

多重POCT测试–xPOCT

 

对特定疾病的早期诊断对其有效治疗起着决定性作用。然而,在许多情况下,基于单一生物标志物的临床证据不足以对疾病进行诊断或监测,从而阻碍了后续的快速精准治疗。

 

因此,医务工作者需要同时筛选多种目标物,以实现快速、低成本和可靠的定量分析。因此,多重检测对于即时测试变得更加重要,对xPOCT设备的需求也随之增加。这类诊断能够使非专业人员在短时间内获得专业体外诊断的检测结果,同时为新型家庭健康监测系统铺平道路,并为个性化医疗提供有价值的信息。

 

多重POCT诊断技术

 

多重POCT诊断技术(xPOCTs)可以检测样本中多种病原体物质的存在,如蛋白质、细胞、DNA、RNA、外泌体和代谢物等可以使用基于多种技术的xPOCT设备进行检测,同时满足现场诊断、预测和治疗方面的新需求,可以在常规实验室以外的地方使用,如诊所、病房甚至家庭。这种复杂的系统设计提供了有效的应用并将塑造xPOCT系统的未来。

 

理想的xPOCT诊断设备应具有以下特点:

 

样本消耗少,或易于获取(非侵入性),如尿液、唾液、汗液和呼吸冷凝液

 

最少用户干预的简单或自动化操作系统

 

搜集消费者的意见并向企业反馈。

 

延长试剂储存和保质期

 

提供准确的定量结果,符合国际质量标准

 

低成本便携式读出装置,配备一次性测试盒或测试条

 

无设备或基于智能设备的系统

 

允许在一次样本运行中检测多个病原体

 

同时运行多个患者样本的数量

 

多重POCT技术可以通过以下方法实现

 

LATERAL FLOW ASSAYS    基于侧向流动分析的系统

 

在传统的现场诊断领域,侧向流动分析(LFA)凭借其独特的优势成为目前市场上最成熟的POCT商业产品。根据研究发现,LFA仍然是定性xPOCT的最佳方法,因为它具有众多优势,如通过毛细作用力轻松加载样品、无需仪器读数、易于操作、价格便宜等。然而,LFA的主要缺点是:

 

低再现性

 

相对较高的样品消耗

 

分析设计的灵活性有限

 

每个参数都需要一条控制线

 

低灵敏度和难以定量检测

 

MICROFLUIDICS  基于微流控的系统

 

微流控技术可以为样品处理、流体处理和信号生成提供完全集成的xPOCT设备。基于微流控的设备使用独特的通道设计以驱动输送少量流体,降低检测的复杂性,并实现多重分析和高通量筛选。

 

与LFA相比,微流控在诊断市场上还不够成熟, 从商业角度看仍然需要做进一步的改进:

 

加大制造力度,特别是大规模生产

 

提高系统的小型化和集成化

 

简单的用户干预

 

集成样品引入和处理系统

 

ARRAY  基于阵列的系统

 

对于高通量多重技术,基于阵列的系统是诊断中最流行的技术之一。基于最新的技术进步,特别是基因组学,微阵列制备及其检测工具已成为标准的实验室设备。如今,通过多种手段可以很容易地实现高密度的微点阵列,并进行多种诊断分析。

 

基于阵列的系统可以实现不同分析技术的简单、快速和高通量量化,然而仍然无法用于xPOCT,因为:

 

相对较高的样品消耗

 

技术转化过程复杂且昂贵

 

大而重的分析仪器

 

BEAD  基于微珠的系统

 

微珠作为基质材料在生物分析中的应用非常广泛。如今,通过成熟技术手段可以获得各种大小、材料和表面功能的微珠。在基于微珠的系统中,通过微珠的大小/形状或颜色区分,用不同的酶、金属离子或不同通道中的空间分离等方法实现多重分析的目的。而这种方法缺点是:

 

操作成本高

 

分析灵活性有限

 

多重能力有限

 

FLOW CYTOMETRY

 

基于流式细胞的系统

 

在流式细胞仪中,生物信息是通过测量大多数荧光标记的颗粒收集的,而这些颗粒在狭窄的通道中流动,单独通过激光束。为了实现多重分析,通常采用不同尺寸/形状或内部彩色标记的微粒来实现。基于微粒的流式细胞技术为中心实验室的临床诊断提供了高通量多分析物检测,且操作成本较低。然而,以下几个方面仍然阻碍了其xPOCT的适用性:

 

测量仪器的周转时间长

 

仪器尺寸大

 

购置成本高

 

目前能够进行高通量生物分析的多重诊断系统已成为中心实验室的标准设备。在不久的将来,它们将对临床诊断产生重大影响,特别是在生物标志物发现和检测方面。然而,由于xPOCT的严格要求,上述的各项技术还不能完全适用于该领域。

 

用于多重即时诊断测试的理想设备应在低系统复杂度下提供高传感器性能,如高灵敏度和多重检测能力,以及短周转时间,包括低成本制造和最少用户干预,最有效地使用该工具作为疾病检测和监测的一部分。因此,xPOCT系统的成功商业化仍面临许多挑战。因为很多技术还处于早期开发阶段,或者受到多重能力或系统复杂性的限制,以及系统组件的标准化和进一步小型化及其便捷智能集成等需要进一步研究。

 

除了在创造任何新产品时需要解决技术挑战之外,设计新型诊断仪器还需要系统性设计的专业知识和丰富的实践经验。ITL依托英国强大的技术和创新环境,从过去45年与世界知名医疗企业合作过程中汲取成功经验,完善自身业务体系和服务模式,为复杂系统工程的建立和制造挑战提供创新和可靠的解决方案,并设定成功设计创新性POCT仪器的共同目标,帮助客户应对复杂的开发环境。

 

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来源:ITL创新器械开发