診斷試劑講座

1、體外診斷試劑講座,目錄,01.體外診斷試劑行業(yè)背景02.體外診斷行業(yè)分類及簡介03.免疫基本技術概況04.原輔料及其應用05.業(yè)務發(fā)展方向,目錄,01.體外診斷試劑行業(yè)背景02.體外診斷行業(yè)分類及簡介03.免疫基本技術概況04.原輔料及其應用05.業(yè)務發(fā)展方向,體外診斷試劑行業(yè)背景,體外診斷（IVD，In Vitro Diagnosis）試劑，包括可單獨使用或與儀器、器具、設備或系統(tǒng)組合使用，在疾病的預防、診斷、治療監(jiān)測

2、、預后觀察、健康狀態(tài)評價以及遺傳性疾病的預測過程中，在人體之外通過對人體的樣本（如血液、體液、組織等）進行檢測而獲取臨床診斷信息的產(chǎn)品和服務，包括儀器、試劑、校準品、質控品等。原理是通過試劑和體內物質在體外的反應強度或速度來判斷體內物質的性質和數(shù)量，通過和標準品的比較來判斷人體的生理狀態(tài)。,體外診斷試劑行業(yè)發(fā)展,整理自Kalorama Information公司2012年發(fā)布的《Worldwide Mkt for IVD Tests 8

3、th Edition》,體外診斷試劑行業(yè)發(fā)展趨勢,,,,,,,技術不斷創(chuàng)新,質量要求嚴格,品種多樣化,1、技術含量高：診斷試劑行業(yè)具有技術水平高、知識密集、多學科交叉綜合的特點，是典型的技術創(chuàng)新推動型行業(yè)；2、技術創(chuàng)新力度大：過去20年，體外診斷試劑歷經(jīng)了“生化、酶、免疫測定、分子診斷4次革命，不斷推進診斷試劑技術的發(fā)展。生命科學的發(fā)展將會進一步推動行業(yè)的快速發(fā)展。,1、重要性：診斷試劑是檢測患者患病和病情的基本工具，檢驗結果的準確度

4、直接影響了患者的生命和健康。2、質量要求高：現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展對醫(yī)學檢驗的要求越來越精細量化，對診斷試劑的質量具有較為嚴格的要求。,1、產(chǎn)品精細化：診斷試劑主要是為醫(yī)療提供先驗性檢測服務，對檢驗結果的區(qū)分度和精細化要求極高，因此使得各類疾病都需要專門的檢測試劑，從而導致了產(chǎn)品的多樣化特征。2、品種多樣化：目前人類掌握的診斷試劑高達50000種，產(chǎn)業(yè)化的達1200多種。,體外診斷試劑行業(yè)的特點,開始引進部分國外先進設備和技術，形成產(chǎn)業(yè)化的

5、雛形，但沒有成型的生產(chǎn)和銷售組織過程,,,80年代-90年代初,,1993-本世紀初,目前,,,建國-70年代,,開始產(chǎn)業(yè)化進程，大量國外先進技術進入中國，產(chǎn)生大批生產(chǎn)廠家，競爭惡化，產(chǎn)品參差不齊，市場秩序非?；靵y,國家對行業(yè)展開整頓，取締無生產(chǎn)文號廠家，并對廠家進行GMP標準認證，大批不達標廠家出局,市場競爭趨于穩(wěn)定，行業(yè)集中度提高，需求持續(xù)增長，行業(yè)將迎來高速發(fā)展,,市場導入期,成長期,國內診斷試劑發(fā)展歷程,,,2005年,,

6、2009年,100%=82億元人民幣,免疫類試劑已經(jīng)替代臨床生化成為并將長期成為主流診斷試劑,,國內診斷試劑的產(chǎn)品結構,,,簡要評述,一、我國診斷試劑消費現(xiàn)狀：我國體外診斷行業(yè)起步晚，目前診斷試劑的研發(fā)方向主要以滿足醫(yī)療機構需求為目標，缺乏診斷家庭消費的診斷產(chǎn)品，目前家庭消費多以單一的早早孕試劑為主。二、國外消費結構：目前國外診斷試劑中由接近40%用于家庭消費，產(chǎn)品覆蓋面較廣。家庭消費增速高于醫(yī)療消費市場。三、我國消費趨勢：1

7、、從07年左右開始，我國已有企業(yè)研發(fā)家庭消費套裝產(chǎn)品，并得到了市場的認可，在發(fā)達區(qū)域已得到快速推廣應用。2、隨著居民對疾病預防意識的提高，家庭消費市場發(fā)展?jié)摿Ψ浅Ｍ怀?，受試劑企業(yè)對該市場的日益重視，通過多功能、綜合類家庭套裝產(chǎn)品的不斷導入，我國家庭試劑消費市場將面臨巨大的發(fā)展空間，對行業(yè)發(fā)展起到巨大的推動作用。,,目前我國診斷試劑消費機構,,診斷試劑產(chǎn)品消費趨勢,目錄,01.體外診斷試劑行業(yè)背景02.體外診斷行業(yè)分類及簡介03.

8、免疫基本技術概況04.原輔料及其應用05.業(yè)務發(fā)展方向,體外診斷行業(yè)分類,,,臨床生化試劑,免疫診斷試劑,用途,測定“酶類、糖類、脂類、蛋白和非蛋白氮類、無機元素類、肝功能、臨床化學控制血清等幾大類產(chǎn)品,主要通過測定“酶類、蛋白類”元素，對“病毒類疾病、傳染性疾病、內分泌、腫瘤、藥物檢測、血型鑒定”等進行診斷,主要通過“核酸和基因芯片”等技術，從基因角度對肝炎、性病、肺感染性疾病、優(yōu)生優(yōu)育、遺傳病基因、腫瘤等遺傳病進行檢測,檢測方式

9、,可用普通半自動和一般生化分析儀進行檢測，對檢測設備要求較低,一般情況下需要精度高的專業(yè)全自動檢測設備檢測，對檢測設備要求較高,最高的體外診斷技術，需要專業(yè)的基因類檢測設備，檢測技術難度大,優(yōu)點,技術成熟，檢測成本低，目前是非蛋白類元素檢測的理想試劑（如：糖、脂類）,應用廣泛，檢測精度高，技術成熟，檢測成本適中，是蛋白類元素檢測理想的試劑,檢測范圍廣，檢測類別多，檢測精度最高，可從基因層面診斷疾病,缺點,檢測范圍有限（如：病毒類、性病、

10、艾滋等），精度低，無法檢測基因類遺傳疾病,存在檢測死角（如無法檢測非酶類、蛋白類元素引起的疾病，糖尿病等），無法檢測到基因類遺傳疾病,技術成熟度相對較低，檢測成本高，不適合規(guī)?；茝V,發(fā)展趨勢,未來主要以糖、非蛋白類基礎指標檢測為主，逐步淡出其他檢測市場，在基層市場具有較大發(fā)展空間,未來仍將成為主流的診斷試劑，行業(yè)處于穩(wěn)定成長階段,高端檢測試劑，主要定位高端人群和特殊疾病群體，行業(yè)處于起步階段,常見的體外診斷試劑特點,臨床生化試劑,,,

11、病人樣本,診斷試劑（酶）,,融合,,,,,,診斷儀器,,,,診斷結果,采用比色法檢測生化指標，對蛋白類檢測精度相對較低,免疫類診斷試劑,,,診斷技術,,,,酶聯(lián)免疫技術,化學發(fā)光,膠體金,1、原理：將醫(yī)用酶同樣本反映，根據(jù)反應物顏色的變化程度分析各類指標，確定診斷結果2、優(yōu)點：技術成熟，成本最低3、缺點：操作復雜，耗時長，反應試劑殘留存在放射性污染4、發(fā)展方向：目前是國內主流技術，但未來逐步被化學發(fā)光替代,1、原理：將抗

12、原抗體同樣本結合，然后由磁珠捕捉形成的反應物，再加入發(fā)光促進劑，加速反應物自發(fā)光速度和強度，用發(fā)光信號測量儀測量光子數(shù)量，據(jù)此診斷2、優(yōu)點：精確度高，無污染，檢測速度快，技術日益成熟3、缺點：成本相對高，技術成熟度在國內相對弱4、發(fā)展方向：代表了免疫診斷的發(fā)展方向,1、原理：膠體性質膠體金顆粒大小多在1～100nm，微小金顆粒穩(wěn)定地、均勻地、呈單一分散狀態(tài)懸浮在液體中，成為膠體金溶液。膠體金因而具有膠體的多種特性，特別是對電

13、解質的敏感性。 2、優(yōu)點：快速、便捷3、缺點：成本高，靈敏度低、精確度低4、發(fā)展方向：急診領域,分子診斷試劑,,,診斷技術,,,核酸診斷技術,基因芯片診斷技術,1、原理：將診斷試劑由“抗體抗原”變?yōu)椤昂怂帷?，依靠核酸從基因角度診斷病原及病情2、優(yōu)點：精確度高，能從基因遺傳角度檢測疾病3、缺點：成本高，檢測復雜，殘留物質存在交叉污染4、發(fā)展方向：國家限制沒有解決交叉污染的產(chǎn)品推廣，目前只有少量產(chǎn)品得到認可，適合高

14、端人群和特殊病種的診斷，市場空間有限，但盈利能力突出,1、原理：利用基因芯片對病人樣本進行診斷，將分子生物學、微電子、計算機等多學科進行結合進行診斷2、優(yōu)點：精確度高，無污染，3、缺點：成本最高，技術成熟度不高，產(chǎn)品開發(fā)難度大4、發(fā)展方向：適合高端人群和特殊病種的診斷，市場空間有限，但盈利能力突出,目錄,01.體外診斷試劑行業(yè)背景02.體外診斷行業(yè)分類及簡介03.免疫基本技術概況04.原輔料及其應用05.業(yè)務發(fā)展方

15、向,免疫基本技術概況,酶聯(lián)免疫技術,ELISA是一種免疫測定抗原或抗體的固相化抗原或抗體的酶標記,ELISA可用于測定抗原，也可用于測定抗體。在這種測定方法中有三個必要的試劑：（1）固相的抗原或抗體，即"免疫吸附劑"（Immunosorbent）；（2）酶標記的抗原或抗體，稱為"結合物"（Conjugate）；（3）酶反應的底物。 可設計出各種不同類型的檢測方法。,用特異性抗原進行包

16、被和制備酶結合物。乙肝標志物中抗-HBs的檢測常采用本法。本法關鍵在于酶標抗原的制備，應根據(jù)抗原結構的不同，尋找合適的標記方法。,雙抗原夾心法,反應原理和模式與雙抗原夾心法類似。用特異性抗體進行包被和制備酶結合物，以檢測相應的抗原。此法適用于檢驗各種蛋白質等大分子抗原，例如HBsAg、HBeAg、AFP等。只要獲得針對受檢抗原的異性抗體，就可用于包被固相載體和制備酶結合物而建立此法。,雙抗體夾心法,競爭法,小分子抗原或半抗原缺乏可作夾心

17、法的兩個以上的位點，因此不能用雙抗體夾心法進行測定，可以采用競爭法模式。其原理是標本中的抗原和一定量的酶標抗原競爭與固相抗體結合。標本中抗原量含量愈多，結合在固相上的酶標抗原愈少，最后的顯色也愈淺。小分子激素、藥物等ELISA測定多用此法。,間接法,間接法是檢測抗體常用的方法。其原理為利用酶標記的抗抗體（二抗）以檢測與固相抗原結合的受檢抗體，故稱為間接法。間接法的優(yōu)點是只要變換包被抗原就可利用同一酶標抗抗體建立檢測相應抗體的方法。,捕

18、獲法,,,,IgM的檢測常用于傳染病的診斷。用抗人IgM抗體包被固相，以捕獲血清標本中的IgM（其中包括針對抗原的特異性IgM抗體和非特異性的IgM）。此法常用于病毒性感染的早期診斷。,封閉(blocking)是繼包被之后用高濃度的無關蛋白質溶液再包被的過程。封閉就是讓大量不相關的蛋白質充填這些空隙，從而排斥ELISA后的步驟中干擾物質的再吸附。常用封閉劑：0.05%-0.5%的BSA; 10%的小牛血清或1%明膠;脫脂奶粉,比較價廉

19、，可以高濃度使用（5%）。,關鍵技術-封閉,1971年,Faulk 和Taytor在做免疫金電鏡實驗時引入膠體金：是一種分散相顆粒在1～100nm之間的分散體系，外觀透明不渾濁，在普通顯微鏡下看不見；顏色為紅色,指示劑膠體金復合物（conjugate）:與抗體連接,膠體金技術,膠體金技術發(fā)展,80年代：第一代產(chǎn)品，免疫滲濾法 (Flow Through)90年代：第二代產(chǎn)品，免疫層析法（Lateral Flow）,女性妊娠 HCG

20、21世紀：快速診斷方法適應市場需要，膠體金技術進入快速發(fā)展期，成為IVD的熱點（傳染病、毒品、食品安全、畜牧獸醫(yī)等領域）,膠體金試紙條結構圖,,,1.打開包裝取出試紙條,2.直接插入待測樣品中,3. 目測讀出結果（3-10分鐘內）,膠體金技術的優(yōu)勢：快速、方便,優(yōu)勢快速：讀數(shù)時間短方便：即開即用，無需儀器獨立：單一試劑，保存穩(wěn)定,膠體金技術的應用,膠體金技術的展望（1）,標記物的發(fā)展:乳膠微粒、熒光微粒(Merck) 、順磁微粒

21、、量子點,膠體金技術的展望（2）,檢測儀的發(fā)展：膠體金定量儀（ESE）、熒光定量儀(ESE，Biosite)；磁微粒檢測儀（Magna Biosciences）,新材料的使用：Whatman Fusion 5材料不吸附或極低吸附蛋白材料“四和一”，節(jié)約了60%的組裝勞動力檢測線和質控線上的包被試劑，需先與乳膠微粒共價，或pH<4時直接包被Conjugate復合物需定量噴點靈敏度比NC膜稍高，檢測時間大大縮短（從5-1

22、0分鐘縮短到1分鐘）,膠體金技術的展望（3）,與新興技術相結合的多元化檢測平臺手機APP或APK遠程服務定時監(jiān)控及數(shù)據(jù)處理……,膠體金技術的展望（4）,化學發(fā)光免疫分析技術,化學發(fā)光（chemiluminescence）：指伴隨化學反應過程所產(chǎn)生的光的發(fā)射現(xiàn)象。,化學發(fā)光,吖啶酯：直接化學發(fā)光,魯米諾類：直接化學發(fā)光,ALP、HRP：酶促化學發(fā)光,三聯(lián)吡啶釕：電化學發(fā)光,化學發(fā)光免疫分析技術類型,雅培公司Axsystem:

23、 基于粒子的熒光偏振技術。Architect系列：基于磁分離的化學發(fā)光檢測。拜爾公司ADVIA Centaur：基于磁分離的化學發(fā)光檢測。貝克曼公司Access系列：基于磁分離的化學發(fā)光檢測。生物梅里埃公司Vidas系列：管式包被的酶促熒光檢測。,市場上主要全自動儀器機型及應用（1）,德靈公司Dimension系列：多種技術的復合體，基于粒子的酶標檢測及粒子增強與非增強的免疫比濁測定等。DPC公司Immulite系列

24、：基于粒子離心分離技術的化學發(fā)光檢測。強生公司Vitros系列：管式包被的化學發(fā)光檢測技術。羅氏公司Elecsys系列：基于磁分離的電化學發(fā)光檢測技術。,市場上主要全自動儀器機型及應用（2）,,,應用方面,化學發(fā)光免疫分析技術應用,特點：第一臺全自動化學發(fā)光免疫分析儀；直軌道孵育，1樣本針、3試劑針；只能做一步法測試；,SIEMENS公司-ACS180/180SE（原Bayer）,ACS180,ACS180SE,技術路線

25、：吖啶脂直接發(fā)光，磁分離存儲能力：60樣本，13試劑，450反應管測試速度：180t/h上市時間：1991/1995在用臺數(shù)：已淘汰,SIEMENS公司-ADVIA Centaur CP/ Centaur XP,ADVIA:CENTAUR XP,ADVIA:CENTAUR CP,技術路線：吖啶脂直接發(fā)光，磁分離存儲能力：180樣本，30試劑盒，N反應管測試速度：240t/h；上市時間：1998在用臺數(shù)：>5000臺

26、,IMMULITE2500,IMMULITE2000,SIEMENS公司-Immulite2000/2500（原DPC）,技術路線：ALP+AMPPD，離心分離存儲能力：15×6樣本，24 試劑測試速度：200t/h上市時間：1998/2004在用臺數(shù)：>4200/>600臺,IMMULITE2000XPi,技術路線：吖啶脂直接發(fā)光，磁分離；存儲能力：135樣本，25試劑，1200反應管;測試速度：最高

27、200t/h；上市時間：1998/2003；在用臺數(shù)：6443臺；,ABBOTT公司-Architect i2000/i2000SR,ROCHE公司- E170/e601,技術路線：三聯(lián)吡啶釕+ TPA電化學發(fā)光，微流道磁分離；存儲能力：樣本軌道，25試劑， 1000反應管，1000Tip頭，54孵育位；測試速度：170t/h；上市時間：2001/2006年；在用臺數(shù)：>550臺

28、、 >100臺；,BECKMAN公司-Access/Access2,技術路線：ALP+AMPPD輝光，磁分離；存儲能力：60樣本，24試劑；測試速度：最高100t/h；上市時間：1993/2001（與法國Pasteur研究院合作研制）在用臺數(shù)：6100臺（全球）,強生OCD公司-Vitros 3600,測試速度：189t/h；上市時間：2008在用臺數(shù)：國內13臺（北京）,目錄,01.體外診斷試劑行業(yè)背景02.體外診

29、斷行業(yè)分類及簡介03.免疫基本技術概況04.原輔料及其應用05.業(yè)務發(fā)展方向,原輔料及其應用,,,,,,,,,,,,,,,原料：診斷試劑的關鍵,非生物類原輔料,生物類原輔料,Critical,非生物類原輔料種類,,,,,,,,,,,,,,,,,,緩沖體系、離子強度等,溶劑、反應介質等,抗干擾、預處理等,無機試劑,有機試劑,表面活性劑,無機試劑,緩沖體系：磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、Tris、MES等離子強度：NaCl、KCl等酶激

30、活劑：Zn2+、Mg2+等,有機試劑,溶劑：丙酮、乙醇等反應介質：DMFO、DMS等其他：高分子聚合物等,表面活性劑,非離子：Tween系列、Txiton系列、NP40等陰離子：SDS等陽離子：季銨鹽等兩性離子：甜菜堿類等,其他非生物類試劑,糖類：蔗糖、葡萄糖、葡聚糖等多元醇：甘油、乙二醇等解離劑,生物類原輔料種類,,,,,,,,,,,,,,,,,,反應骨架,保存基質,特殊用途等,抗原抗體,動物來源蛋白,人源蛋白,抗

31、原、抗體,抗原：人源性抗原、基因工程抗原等抗體：單抗、多抗等小分子：激素、藥物等二抗：兔抗鼠、羊抗兔等,動物來源蛋白,牛源：BSA、牛血清（胎牛、新生牛）、牛IgG等羊源：綿羊血清、山羊血清、羊IgG等鼠源：小鼠血清、鼠IgG等其他：FSG（明膠）等,人源蛋白,人IgG人IgM正常人血清/血漿去值人血清/血漿,目錄,01.體外診斷試劑行業(yè)背景02.體外診斷行業(yè)分類及簡介03.免疫基本技術概況04.原輔料及其應用