家庭自检（HOMELAB）与一步法快检技术（ONE-STEP RAPID TEST）

一、家庭自检与侧流一步法快检技术展望

    随着社会的发展，生活水平的提高，人们要求社会保健机构能提供包括实验室检验在内的一系列更加完善的服务。要了解病人的身体状况和病情以确定治疗方案通常需要尽快获得检验结果，从而使病人尽早得到治疗。在某些情况下，传统的中心实验室（ Lab Center ）满足不了人们这种需求。

　　1995 年 3 月，美国临床实验室标准化委员会 (NCCLS) 发表了 AST2-P 文件，即患者床边体外诊断（ POCT ）检验导则。床边体外诊断是利用便携式设备和试剂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。这是一种快速的检验方式，可以满足人们在时间上的要求，适应现代社会发展的需要。

　　POCT 不仅具有快速得出结果、操作简单、容易使用和小型化等特点，而且又无需传统的医院实验场地和设备。这使得私人诊所或不具备条件的社会医疗机构也能快速正确地得到诊断。最具魅力的是，很多家庭疾病自检（ Homelab ）产品（最主要的是一步法快检类产品）也陆续出现，这使得患者在自己家中就可以独立完成一些疾病的检测操作。使用家庭自检产品，自我检测疾病和监视健康状况，是未来即时检测领域的发展趋势。

　　生物诊断技术必然向着更方便、更灵敏、更准确的方向迈进，即时检测技术的兴起也必然会给就诊方式和医疗行为带来革命。免疫分析技术也同时会向两个方向发展：一类为全自动化的免疫分析；另一类为以硝酸纤维膜为载体的 POCT 快速免疫分析。前者需要价格昂贵的全自动仪器及与仪器严格配套的各种试剂盒，目前只能在医疗及检测中心应用，虽也能较快速给出结果，但仍需一定时间，不适合远离医疗及检测中心的地区，更不能用于“患者床边检验”、家庭疾病自检 (Homelab) 及流动或广泛的普查之用。随着即时临床诊断及即时临床决策和普查的需要，以硝酸纤维素膜为载体的快速诊断方法迅速和广泛的发展起来。其中九十年代兴起的“一步法”快检技术（ ONE-STEP）发展最为迅速，应用也最为广泛。免疫检测技术将被日益广泛地应用于以医疗健康为主的领域以及拓展至非医疗领域（比如食品卫生与安全、动物防疫与检疫等）进而形成独立的POCT快检行业 。

　　上海派坤生物工程有限公司及时抓住这一世界诊断科技发展的最新动向，着重发展了以基因工程抗原/抗体、单克隆抗体、多肽合成抗原、胶体金标记为核心的免疫法即时检测技术平台，适时的推出了服务于家庭为主的 居家健康自我检测产品 (Homelab) 体系。目前派坤生物家庭自检产品的使用类别除了疾病的家庭自检以外，也已涵盖居家健康自检，如亚健康检测、营养保健监测、食品卫生与安全监测、化妆品卫生与安全监测、宠物及家居植物疾病诊断、室内(车内)环境监测、水质监测、药物滥用监控、出行安全监控等预防保健应用领域。派坤生物正以其先进的POCT 理念、成熟的家庭自检产品体系以及完备的营销网络为中国家庭以及健身保健机构、美容康体机构、高级会所和俱乐部、社区服务网点、企事业单位和学校等不断提供着自我健康管理专业服务。

二、派坤生物侧流一步法快检技术背景

■ 派坤生物技术平台基础

　　派坤生物联合天津大学生命科学与工程研究院基因工程中试实验基地（ Gene Engineering Pilot-scale Experi- ment Base, TJU ）共同开展基因工程抗原\抗体、多肽合成抗原、单克隆抗体、胶体金一步法快检、蛋白质芯片、亲和层析、磁分离等方向的基础研究 ，其天津大学-派坤生物联合实验室检测应用领域的科研方法主要采取电化学库伦阵列检测器-HPLC仪器检测与 胶体金一步法快检试纸快速检测相互对照和联合的方式，共同形成临床、食品安全等检测项目的完备解决方案。

    此外，派坤生物与美国圣地亚哥 BIOMED 纳米技术实验室建立起长期的项目合作和委托生产（OEM）关系，主要针对美国市场上成熟的胶体金一步法快检系列产品进行技术工艺配方 、抗原、抗体原料和成品、半成品的引进， 通过人员互派、技术互换、联合研发等方式的不断交流和合作、共同形成了天津大学现有的胶体金快检研发基础平台。这种国际间合作无疑加快了派坤生物疾病检测、药物滥用监测、法医鉴定、动植物疾病诊断等类别的 POCT/Homelab 产品的国产化研发进程。

■ 技术研究和生产合作中心(MRC)

　　派坤生物目前构建的两个技术研究和生产合作中心 (MRC) 中，天津大学 MRC 侧重于在临床即时检测、蛋白质芯片、基因诊断等领域跟踪世界最先进水平的技术，并进行食品安全领域高精尖仪器检测配合免疫层析试纸条研发的应用研究；以及 美国胶体金一步法快检类产品线的引进和吸收，经过国内设备和工艺改造在GMP实验环境下进行中试放大，生产出可供国内企业和科研院所直接应用的大板。其技术优势主要体现在以下方面：1 适合国情的胶体金一步法快检产品生产工艺、配方、设备；2 基因工程、生物分离、多肽合成 、单克隆抗体、小分子蛋白偶联、亲和层析、磁分离等其他已有技术基础；3 率先在国内引进了国际领先的电化学库伦阵列检测器-HPLC仪器检测系统，使天津大学 MRC 在疾病诊断、食品安全、食物营养、毒品检测、中药指纹图谱等检测领域具备了国际领先的设备优势。

     此外，美国圣地亚哥 MRC 侧重于临床体外诊断（IVD）方向胶体金标记、乳胶标记等免疫层析类产品工艺配方的研究，并且严格按照国际标准进行一步法快检类家庭自检（Homelab）产品的外协生产。 天津大学 MRC 则根据国内的新情况进行食品安全、动植物疾病诊断等方向的小试和中试研究。两个中心配备的主要技术和生产人员很多都在天津大学生命科学与工程研究院学习深造过，具备较高的学历和技术素养，并经过派坤生物严格的公司技术训练，保证了派坤生物快检技术的长足进步以及产品的一路领先 。目前，派坤生物对国内胶体金行业的科研贡献主要表现在以下三个方面：

    1 侧流一步法快检产品快速研发平台的建立

    已经成熟的掌握了单克隆抗体制备技术和小分子蛋白偶联技术并建立了胶体金标记侧流一步法快检产品快速研发平台；完善了用于 侧流类产品研发的关键原料—抗原/抗体的快速筛选方案；筛选和专门定制了适合国内生产一步法快检试剂盒的玻璃纤维膜，聚酯膜，硝酸纤维素膜，吸水纸，塑料外壳，塑料底板（片材）等专用耗材，形成了派坤质量体系下的原材料标准和产品设计和组装规格、半成品和成品质量标准等，建立了完备的国内、国外半成品（大板）供应体系。

图1. 研发标准化所应具备的产品设计和组装规格

    2 稳定的侧流类产品研发标准配方工艺

    翻译和整理了大量的美国 MRC 技术文献资料、培养了国内众多的快检专业人才、并组织撰写了一步法新产品研发实验工艺的标准操作规程（SOP），将样品垫、金标垫、硝酸纤维素点膜的配方和工艺优化，并固定化以及形成模块化，这些研发思想和操作实践经验的形成和完善将极大地降低新产品研发的诸多不确定性，为 一步法快速研发平台的建立提供了便利条件 ，因而可根据国内市场的需要快速研发出一系列新产品。

    3 适合中国国情的侧流类快检产品生产线设备

    天津大学 MRC 已研制成功的连续生产型点膜仪（通用型）是用于胶体金一步法快检试剂盒等领域的生产型设备，能连续地把reagent均一地分布在硝酸纤维素膜上，在生产效率上大大地高于实验室用设备（比如BIO-DOT公司的产品），机器配置两套高精度生化泵、相应点膜管线及点膜头（均美国进口），可同时点C、T线，不会划伤膜。该机器的使用只需要引入220CAV/1KVA的电源即可，整机触摸屏操作，全中文提示，操作简单，经过大规模生产型企业的考验，性能非常稳定。

    点膜机和切条机是一步法快检试剂盒的研发和生产的两种必备的设备，喷金标机则根据金标垫制备工艺不同作为可选设备；国外设备用于 快检产品生产的一般为全自动化连续生产，不需太多人员操作，但此类设备极其昂贵，而且对耗材提出更苛刻的标准化要求，生产成本很高，不适合中国国情，派坤生物-天津大学 MRC 将在已研制成功的通用型点膜机的基础上进一步研发适合中国生产实际需要的多型号连续型点膜机，不断填补国内该产业专业设备方面的空白。

■ 国际交流与合作与派坤 CRO 服务

　　派坤生物聘请了强大的技术智囊团和公司顾问团，他们均为国内知名专家，天津大学的教授，或海外留学人员，以及国内外诊断试剂公司高级技术人员和管理人员。公司定期安排员工或天津大学 MRC 的研究生到国内、外研究机构进行技术交流、工作培训，或邀请各方学者到公司讲学，并举办学术讨论会。派坤生物有多个海外分支机构，主要从事国际间科技项目合作和国际贸易项目咨询、代理的业务。通过自身不断发展的委托研发服务体系（ Contract Research Organization, CRO ）协助生物公司及医疗器械公司设计、经营或管理临床试验。协助国内企业将自己的产品打入 FDA 国际市场体系，同时代理多家国外著名 Homelab 品牌 产品，将最优质的产品引入中国，以促进国内诊断工业的发展及国际间的技术交流。

三、 派坤学苑与侧流一步法快检技术推广

■ 侧流一步法快检技术的优势

    1971年Faulk 和Taytor将胶体金引人免疫化学，此后免疫胶体金技术作为一种新的免疫学方法，在生物医学各领域得到了日益广泛的应用。免疫胶体金技术是四大免疫标记技术之一，问世三十多年来发展十分迅速，在生物医学各研究领域特别是在医学检验中得到了日益广泛的应用。目前在医学 和保健检测中的应用主要是被通俗的称为“一步法”的侧流免疫层析技术(immunochromatogra-phy)和免疫渗滤技术(Dot-immuogold filtration assay DIGFA)，此外，还有基于胶体金等标记及硝酸纤维素膜的蛋白质芯片技术。

    下图为以侧流一步快检法进行单项检测和多指标联合检测的产品的实物图（左图分别为检测试纸条，检测卡，检测笔；右图为五项联检卡）：

    免疫层析法 (Immunochromatography)是九十年代在美国兴起的一种基于免疫胶体金技术的快速诊断技术， 临床上应用的产品主要采用双抗体夹心的设计，其原理是：样品中如果含有抗原，其首先在加样垫下与胶体金颗粒标记的单克隆抗体（鼠源）结合，形成抗原-抗体*胶体金复合物，并靠毛细作用向检测线移动。在检测板的硝酸纤维薄膜的检测线上固定有另一单克隆抗体。当样品处理液层析至检测线时，可以进一步形成抗体-抗原-抗体*胶体金夹心复合物，并在检测线上聚积显现出一条可见的红线。无此红线则表示样品中无抗原存在。从加样垫中泳动过来的胶体金标记的单克隆抗体是鼠源性的，无论携带抗原与否，均可被固定于对照线处的羊抗鼠抗体所捕获，形成红色的线条，这表示加样量充足及液体流动正常。

    目前在美国以POCT临床检验新模式为背景以及侧流一步法快检技术为基础已经形成一个独立的快检行业，该产业在美国圣地亚哥已经形成相当的产业规模。

    上图为癌胚抗原（CEA）一步法快检试剂条的结构功能区图。

    侧流一步法快检技术与以往的任何一项检测技术相比的突出优点，除了快速（全部检测过程仅需 3-20分钟）以外，还包括：

    ·准确：采用单克隆抗体技术，使产品的灵敏性和特异性都非常好。

    ·简便：不需其它任何仪器设备，操作也极其简单，可随时随地进行。

    ·价格低廉：人员，场地，仪器，管理成本等方面的节省使进行该项检测的医疗整体成本比较低。

    ·人为操作误差小：由于全部操作过程只有“加样”一步，所以操作所带来的误差非常小。

    ·可单人份检测：对标本既能成批检测，又可单份检测，患者可立刻拿到结果，不必等待。

    ·可进行联检：该层析法为通过硝酸纤维素膜进行横向流动，允许并联多个试剂条进行多项指标联合检测。

    ·稳定性好：金标试剂稳定，不用冰箱条件，可长期保存（一般为两年）。

    ·检测标本种类多：既可用于查血，又可用于检尿或唾液，因而适合各种人群和场合的普查。

    目前该技术已经在国外的临床医学检验中得到广泛应用，由于该免疫技术形成的产品使用起来非常简单，并且在正确操作的前提下检测结果甚至可以同医院仪器检测相媲美，所以美国和欧洲上市的家庭自检产品多采用该技术。

■ 侧流一步法快检技术下一步研发重点和发展趋势

    1 开发新的标记物：该技术产品形式一直在发展完善，新型标记物不断被使用，如rainbow microparticle、fluoresence micropaticle,magneticparticle、UPT；检测的灵敏度和特异性也越来越高，某些产品检测下限已经达到pg/ml，即10-12g，甚至少数已经达到fg，即10-15g，已经超过目前放免的水平。

    2 多项标志物联检：侧流一步法快速检测可以实现样本里多项指标的联合检测,这使该技术在肿瘤标志物、毒品检测,抗生素检测等需要同步检测，以便进行普遍筛查的应用领域发挥出独特的技术优势,在这一点上酶联免疫分析比较难实现。

    3 半定量和定量化,配小型读数仪：半定量检测可以方便的用于肿瘤标志物方面，比如国外PSA（前列腺特异抗原）检测就属于是这类产品，另外将肉眼检测以小型仪器替代,可实现定量化,目前市面上已经有对胶体金标记的显色反应进行读数的小型的POCT仪器出现。

    4 蛋白质芯片：以硝酸纤维素膜免疫渗滤技术和胶体金标记技术为基础的蛋白质芯片产品在国内已经有将其产业化的企业出现，并已经成功上市。

■ 派坤学苑{Bioengine Forum}-侧流一步法快检技术网上发布平台

    派坤学苑是天津大学生命科学与工程研究院与派坤生物在网上合作推出的技术交流及资料发布平台，其宗旨为：

 普及诊断知识，推广快检理念，增进技术交流，促进行业发展

    派坤学苑以派坤学苑讨论区(http://bbs.3i.com.cn)为核心内容，以派坤学苑资料库为特色版块，帮助国内科研院所和企业迅速了解快速检测技术详情，缩短国内科研单位与国外实验室的技术差距，并进一步拓展国内企业产品研发思路，力求与国内同仁共同携手，以开拓更广泛的国际体外诊断市场。

    派坤学苑将在"资料室1"里定期发布最新的国外胶体金一步法快检技术文献以及部分公司内部技术资料，而作为美国胶体金科研人员入门经典文献，下面三篇文献是派坤学苑向国内同任重点推荐的：

■  Development of Rapid One-Step Immunochromatographic Assay（免疫层析“一步法”快检技术的发展）

■  The place of gold in rapid tests（胶体金在快速检测中的地位）

■  Troubleshooting protein binding in nitrocellulose membranes（硝酸纤维素膜上蛋白质固定的问题解决）

    以上三篇英文文献的中文翻译工作主要由天津大学生命科学与工程研究院从事 侧流一步法快检课题的研究生担当，由于翻译者知识和经验有限，加之时间较短，文中错误和不足之处在所难免，敬请国内同行给予批评指正。 修改建议、错误指正请直接电邮至：info@3i.com.cn，感谢您的积极参与和对派坤学苑关注！