國內外POCT最新技術發展趨勢!

POCT(point-of-care testing)是降低死亡率、發病率和改善患者生活品質的重要工具。

       POCT(point-of-care testing)是降低死亡率、發病率和改善患者生活品質的重要工具。最近不斷發展的新興技術使新型POCT儀器成為可能,本文將綜述近期的POCT技術發展趨勢,以期為新型POCT設備的開發提供參考。

一、國內外最新POCT檢測技術發展趨勢

1. 核酸分子POCT檢測技術

       傳統的基於核酸的分子檢測包括三個主要步驟:核酸提取與純化、 核酸擴增和核酸檢測。其中核酸提取是樣品製備的第一步,也是實驗室分子檢測轉化為POCT檢測的主要挑戰之一。

       聚合酶鏈反應(PCR)具有高靈敏度和高特異性的優勢,仍被認為是核酸檢測的金標準。近年來,逆轉錄聚合酶鏈反應、恒溫擴增、CRISPR/Cas等技術也應用於核酸分子POCT檢測産品中,商業化産品包括臺式産品和手持式産品兩種。

       目前許多商業化核酸分子POCT産品已經獲批上市。

       臺式核酸分子POCT産品一般需要供電,適合放在醫院各科室或者中心實驗室,供臨床醫生使用。手持式核酸分子POCT産品一般應用電池供電系統,適用於資源匱乏的基層醫療點和家庭

2. 傳統橫向流動SHERLOCK技術紙基微流控技術

       紙基微流控分析裝置(μPAD)是以紙為基質的微流控分析裝置。該技術具有成本低、製造過程簡單、資源有限、無毒且環境無害的優點,因此在過去十年中迅速發展起來。

       由於以上諸多因素,科學家們將紙基微流控裝置應用於各個領域,而在臨床診斷領域,科學家們將其用於檢測各種疾病以及病人生理指標

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       橫向流動技術在POCT檢測中佔據重要地位,最近一個顯著發展是用於檢測目標DNA或RNA的高靈敏度SHERLOCK技術,它是利用成簇的規律間隔短回文重復序列(CRISPR)技術,其原理是將病毒RNA靶標逆轉錄呈cDNA後通過等溫擴增技術進行擴增,擴增産物把T7RNA聚合酶轉錄回RNA,從而達到擴增RNA的目的。

3. 移動智慧設備和智慧APPPOCT檢測技術的結合:

       智慧手機和平板電腦等移動智慧設備的廣泛使用為POCT整合提供了重要條件。

       其中移動智慧設備的計算能力可用於過程控制和數據分析存儲和通信能力可以用來存儲和傳輸從設備收集的數據,而內置的閃光燈和相機也可以用於光學傳感

       此外,移動智慧設備與POCT的整合還可以基於雲端伺服器上提供的遠端醫療數據。儘管仍然缺乏整合到常規醫療記錄的標準化路徑,但在特定醫院或設備的限制之外提供這些數據將為未來的進展鋪平道路。

4. 人工智慧POCT檢測技術的整合:

       人工智慧(AI)與POCT檢測技術整合,可以為受檢者提供檢測建議和結果解讀,根據臨床症狀、體格檢查、病史等指導臨床以明確診斷,建立診療決策

       在為醫護人員帶來便利,減少檢測診斷誤差的同時,也打破了我國醫學資源分配不平均的僵局,讓偏遠地區的患者也能有機會享受最先進、專業的醫學檢測服務

       POCT已經成為危急重症、基層醫療、患者院外管理、消費者自測等領域臨床應用重要輔助評估手段。

5. 可穿戴式POCT檢測技術

       可穿戴式POCT設備主要分為非侵入性侵入性以及混合型

       非侵入性的可穿戴式POCT設備包括智慧手錶、運動示蹤器等,主要用在運動來監測心率、體溫、血壓等指數,處理運動保健,還可實現遠端患者監控家庭醫療服務

       侵入性以及混合型的可穿戴式POCT設備主要應用於醫療領域,由生物感測器、電子微晶片實現實時監控、介入、干預機體,例如血糖監測晶片、癒合晶片、可植入避孕設備和植入式3D智慧器官。隨著技術的發展,可穿戴設備將應用到更多的領域和場景。 

       可穿戴、非侵入性連續檢測設備不斷更新發展,對於慢性病和健康監測意義重大

       可穿戴生物感測器因其在預測醫學建模允許個性化即時檢測(POCT)方面的巨大潛力而在全球範圍內受到極大關注,近年來基於生物感測器的無創POCT檢測也在不斷發展和完善。

6. 質譜儀/核磁共振POCT檢測技術的融合:

       隨著技術進展,質譜儀已成為臨床分析的強大工具。

       目前,正在大力推動將分析技術轉向POCT分析。電離和微型質譜儀的新發展使實現POC-MS分析成為可能。

7. 液滴/數字微流控POCT檢測技術

       液滴或數字PCR已在中心實驗室環境中用於高靈敏度核酸或蛋白質分析。

       在這些方法中,液體樣品通過各種方式被分成非常小的和離散的位置(如液滴),從而增加分析物的有效濃度,實現高靈敏度檢測和絕對定量。

8. 3D列印技術POCT檢測技術産品製造

       3D列印技術已經成為製造各種分析儀器的有力工具,作為一種快速且低成本的製造技術,且不需要潔凈室,在IVD複雜設備原型設計和迭代完善方面發揮重要價值。

       有複雜三維模型構建簡化原型製造過程成本低等特點,尤其有助於打破攜帶型POCT設備開發過程中在材料、成本和製造技術等方面受到的限制。

       在IVD領域常用的3D列印技術包括立體光刻數字光投影熔融沉積建模噴墨列印等。可3D列印的POCT設備組件示例包括樣品預處理設備、微流控試劑、血液混合器、流體驅動單元、檢測器接收器、外殼單元或整個微流控設備。

二、臨床成熟POCT檢測技術創新與融合發展

       免疫層析技術等相對成熟的POCT檢測技術也在不斷通過技術完善,進一步提升檢測性能和適用度

       另一方面,成熟檢測技術與創新檢測技術融合也在提高創新技術適用性基礎上,促進對於疾病檢測能力增強

       對於成熟技術的創新與融合,也對於國內POCT生産及上游産商提出了更高的要求,尤其是生物原材料領域。

       同時,隨著POCT的發展,也對國內生物原材料領域提出更高需求。 

三、POCT檢測技術發展前景與研發重點

1. 由POCT檢測技術到POCT解決方案:隨著POCT在急診、ICU、門診等院內科室逐步應用深化,在院外患者管理健康檢測公衛防控等院外場景逐步拓展,             對於POCT檢測的需求已由單純指標檢測發展為對於某一場景下快速、便捷檢測解決方案。

       “小型化”、“整合化”、“信智化”也成為POCT的技術發展和技術融合的更高要求

2. 考量POCT檢測技術與性能及成本的平衡:對於POCT檢測準確性和成本方面的擔憂,是影響其應用的一個因素。

對於POCT檢測,一方面需要進一步進行技術方面的創新,依託創新技術手段,建立和優化具有更高準確、更低成本的技術平臺,滿足不同情況下的檢測需求。

        另一方面,需要對於POCT檢測場景和成本、性能需求方面進行充分評估。

3. 重視POCT檢測技術産品的産學研合作:試劑開發核心環節的突破是POCT産品成功建立和應用的關鍵。

       目前國內POCT廠家的研發瓶頸在於核心原材料樣本的獲取創新技術開發等方面。

       而高校、科研院所在研發樣本獲取和技術積累方面更具優勢。

       因此,加強産學研協同合作將有助於POCT企業獲取優勢。

       一方面,企業可以與高校、科研院所、醫療機構等單位建立長效合作機制。

       另一方面也需要政府加強長期扶持與投入,加大基礎研究的開展和轉化,為更契合國人健康目標建設需求的産品的開發和“卡脖子”技術的突破提供有力支撐。

       綜上所述,隨著POCT技術完善,預計有更多檢測應用和更高檢測性能的指標得以在POCT平臺實現。

       POCT也由體外檢測技術,逐步延展至囊括移動超聲、心電等多維度檢測技術。

       雖然仍面臨一定程度的挑戰,但其具有不可替代的獨特應用優勢。

       並隨著創新技術的應用成熟,POCT有望成為多場景下的便捷資訊採集平臺,為患者提供更為即時、精準的評估臨床決策指導,為全民健康提供全面、準確的評估,POCT檢測有可能成為完善國人大健康管理的重要抓手

資訊來源:定向點金

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