心肌損傷標志物即時檢測技術的應用進展

周夢淵

即時檢測（POCT）技術可以在患者身邊進行檢測并且即時得到結果，具有快速、簡單、方便的優點，能夠快速地檢測心肌損傷標志物，在急救時對急性心肌梗死（AMI）做出及時有效的鑒別診斷[1-5]。目前應用于POCT 的技術主要為紙基類檢測（PADs）[6-7]、微流控芯片技術[8-9]、生物傳感器[10-11]和可穿戴設備[8,12]等。這些技術不受檢測環境的限制，不需對樣本進行前處理，操作簡單，報告時間快，在檢測心肌損傷標志物時發揮出很大的優勢。

1 紙基類心肌標志物檢測

PADs 是心肌損傷標志物即時檢測的常用方法[7,13]。PADs 主要是利用紙張和多孔膜，將試劑儲存在紙膜上，不用通過外部設備控制液體的流動，通過酶、抗體等試劑檢測液體中的不同成分，再在相應條帶顯色或者發出特殊信號，從而反映檢測物的濃度[14]。Ren 等[15]建立的基于膠體金快速測定人血液中心臟型脂肪酸結合蛋白（H-FABP）的方法，就是以硝酸纖維素膜做固相載體，在硝酸纖維素膜上固定抗H-FABP 抗體為測試區，山羊抗小鼠IgG 為質控區，試劑區吸附干燥化的膠體金標記的小鼠抗H-FABP IgG 抗體。在反應結束時同時在反應條帶和質控條帶呈紫紅色即為陽性，這主要是對H-FABP 進行定性檢測，也可以通過配套儀器做半定量分析。此方法能在5 min 內對結果進行判讀，檢測下限為1 ng/mL。Khachornsakkul 等[6]利用基于距離的非免疫分析紙基分析儀（dPADs）準確測量全血樣品中的心肌肌鈣蛋白I（cTnI）。該紙基分析儀構造分3 個部分：（1）用止血劑固定的血液分離區，這不再需要血液分離膜從血液成分分離血漿；（2）預處理區；（3）涂有百里香酚藍的檢測區，可定量測定全血中cTnI 的水平。該方法僅需1 滴全血，即可提供0.025～2.5 ng/mL 的cTnI 的線性范圍的評估，檢測限低至0.025 ng/mL。由于PADs 具有成本低、速度快、操作簡單、方便攜帶等優點，在心肌損傷標志物的快速檢測中有著廣泛運用。

2 心肌標志物生物傳感器

生物傳感器以生物的固定成分如蛋白、DNA等物質或者生物體本身為敏感材料，通過各種物理、化學信號轉化器捕捉目標物質與敏感材料之間的反應，將反應程度轉化為電信號，再捕捉電信號分析出待測物質的濃度[16-17]。生物傳感器對于心肌損傷標志物的檢測同樣具有潛在的巨大優勢。Khushaim 等[18]開發了基于晶體管的生物傳感器，用于快速、靈敏地檢測cTnI。這個基于場效應晶體管的生物傳感技術使用氧化銦鎵鋅作為半導體通道，與納米片材料集成以檢測cTnI。用金納米粒子裝飾的多孔氮化碳被用作固態器件。該生物傳感器高度靈敏，實驗檢測限為0.006 6 ng/mL，動態范圍為0.01～1 000 ng/mL。

3 微流控芯片技術

微流控芯片是通過微納加工技術，將生物、化學、醫學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到1 塊芯片上，實現即時快速檢測[8-9,19]。利用微流控芯片具有的高通量分析的特點，可以通過使用不同的標記物，對多種心肌標志物同步檢測，進一步地減少試劑成本和實驗時間。Shen 等[19]提出多通道數字微流體（DMF）熱控制芯片，該芯片基于夾心的免疫測定策略，測定3 種心肌標志物（肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶和肌鈣蛋白）。DMF 熱控制芯片背面集成了微型溫度控制模塊，滿足免疫分析的溫度要求。使用該DMF熱控制芯片，樣品和試劑消耗量減少到幾微升，顯著減少了試劑消耗和樣品依賴性，并且可以實現生物標志物的自動和多通道檢測。陳桂芳等[20]通過使用熒光免疫微流控芯片測定對AMI 進行診斷，其診斷陽性率與冠狀動脈造影診斷“金標準”一致。由此可見，理想的微流控芯片POCT 具有高準確度和精密度、較短的分析時間、簡單的操作設備、低廉的價格、聯合檢測的優勢。

4 可穿戴設備

隨著傳感器、芯片、通信、移動互聯網等技術的成熟，可穿戴便攜式設備在健康醫療領域表現出強大的應用潛力，在AMI 監測上也具有很大的應用前景[8,12,21-22]?？纱┐髟O備是應用穿戴式技術時刻監測人體指標變化，其中最常見的例子是血糖檢測，結合了外部智能信號收集、處理芯片和智能手機，以電化學分析檢測為基礎對血糖進行快速定量的測定，可以在智能手機上自動保存數據并顯示結果，操作更加簡單快速[23-25]。目前可穿戴設備大多關注于監測心電圖變化，尚不能實現心肌標志物檢測。