POCT专题 | 独特的发光技术——上转发光在POCT领域的应用

2021-10-28 13:41| 编辑: 归去来兮| 查看: 3665| 评论: 0|来源: MIR医学仪器与试剂

摘要: 上转发光免疫层析技术(up-converting phosphor technology based lateral-flow assay,UPT-LF)是将上转发光材料标记技术、免疫层析检测技术和微电子光学技术多种方法有机结合在一起的固相标记免疫检测技术。该技术在 ...

上转发光免疫层析技术(up-converting phosphor technology based lateral-flow assay,UPT-LF)是将上转发光材料标记技术、免疫层析检测技术和微电子光学技术多种方法有机结合在一起的固相标记免疫检测技术。该技术在免疫层析技术操作简便、反应迅速等传统优势的基础上，进一步实现了高敏感度、精确定量，并且具有发光稳定、耐受性强等独特优势。目前，基于上转发光技术的POCT检测系统已广泛应用于毒品检测、疾病检测、食品安全检验等多个领域。

上转发光的原理

自然界多种物质在电磁辐射激发下发射荧光或磷光，且发射光的波长长于激发光的波长，即在发光过程中遵循Stokes法则。20世纪70年代，一类反Stokes规则产生磷光的材料被报道，即上转发光材料（UCP），这种材料是一种独特纳米级颗粒，由稀土金属元素掺杂于晶体的晶格中构成，由主基质、吸收子、发射子三种成分组成。吸收子和发射子这一对离子在主基质晶格内适宜的空间取向和距离，是产生上转换发光的基础。吸收子吸收两个及以上低能量光子（红外区），经过一系列内部能量转换，以非辐射形式将两个光子的能量连续传递给发射子，使其处于激发态，然后接着发生一个返回基态能级的跃迁，释放一个高能量光子（可见光），完成能量上转换。

常规的荧光发光方式

独特的上转换发光方式

上转发光材料的特点

上转发光材料作为新型生物标记物与免疫层析技术、光学传感技术结合，应用于生物医学检测领域能够充分地发挥其特性：

（1）高度的敏感性：

独有的上转换发光现象确保了上转换发光材料在检测过程中不存在来自于外界的背景光干扰；

（2）高度的灵活性：

上转换发光材料标记物的发光特性以及可自由组合的多样化特征光谱，使其可适用于多重定量分析；

（3）高度的稳定性：

上转换发光材料的发光现象是产生于结构内部的纯粹物理过程 ,且以能量较低的红外光作为激发光，避免了来自被检测样品腐蚀以及自身衰变导至的发光猝灭；

（4）高度的安全性：

上转换发光材料为惰性合成材料，在其受激发光的过程中，对检测者、被检测样品、环境均无任何危害。

上转发光POCT检测系统的应用

北京热景生物基于上转发光技术开发的具有自主知识产权的POCT检测系统，曾荣获国家技术发明二等奖、中国仪器仪表自主创新金奖、中华医学科技奖二等奖、“中国稀土科学技术奖”技术发明类二等奖等众多奖项，并已广泛应用于毒品检测、生物安全、临床检验等领域。在毒品检测方面，该检测系统可对毛发进行检测，采样方便，操作简单，十分适合毒品现场快速筛查。在生物安全领域，热景生物的上转发光快速侦检仪可检测鼠疫菌、炭疽杆菌等高致死率的危险传染病菌，已用于2008年北京奥运会、2010年上海世博会、2014年北京APEC会议、2018年海南博鳌论坛等众多国家大型活动生物安全防控工作中。

在临床诊断方面，热景生物开发了20余项UPT配套检测试剂盒，包括心脏标志物、炎症系列、糖尿病、肝病系列等。上转发光法测定脂蛋白相关磷脂酶A2项目因为结果稳定、重复性好等特点被《脂蛋白相关磷脂酶A2临床应用中国专家建议》作为代表推荐。热景生物的另一个拳头产品高敏降钙素原，灵敏度高，检测下限低至0.02ng/mL，满足一些疾病如上呼吸道感染因降钙素原水平偏低而对检测灵敏度更高的要求；多位三甲医院的呼吸科专家均认为热景生物的降钙素原灵敏度高，线性范围广，对于诊断呼吸道早期感染很有帮助。除了高敏降钙素原，热景生物还开发了一系列炎症指标，包括C反应蛋白（CRP）和血清淀粉样蛋白A（SAA）二联检测卡，一次加样可同时获得两项指标检测结果，可以快速鉴别细菌或病毒感染，二者联合检测还可提高对感染性疾病的早期诊断率和预后判断价值。热景生物上转发光POCT检测产品已在全国上千家不同等级医院的胸痛中心、儿科、呼吸科、急诊、ICU等科室广泛使用，受到一致好评，还被中国医学装备协会推荐为“现场快速检验（POCT）适宜装备技术”。

经过多年的技术积累和迭代，热景生物上转发光免疫分析仪已发展到第四代。目前，热景生物全自动上转发光免疫分析仪6800已上市，该仪器支持原始管上样，全自动化操作，通量更高，引领上转发光技术平台到达一个新的高度，将在临床疾病检测领域有更广阔的发展前景。

UPT 6800

文章内容由北京热景生物技术股份有限公司提供

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