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定義
上轉發光免疫分析儀是一種基于上轉換發光技術的免疫層析檢測系統的核心設備。它利用特殊的上轉換發光納米材料作為標記物，結合免疫層析技術（如側向層析試紙條），通過儀器檢測試紙條上特定位置發出的光信號，對待測物（如病原體抗原／抗體、生物標志物等）進行定性和定量分析。
核心技術與原理
上轉換發光技術：
極低背景干擾： 生物樣本本身在近紅外區幾乎沒有自發熒光，因此背景信號極低，顯著提高信噪比。
高靈敏度： 低背景使得檢測限更低，能檢測到更低濃度的目標物。
抗干擾能力強： 不易受樣本基質（如血液、唾液、尿液）中復雜成分的干擾。
光穩定性好： 稀土材料不易發生光漂白，信號穩定。
關鍵材料： 使用摻雜稀土元素（如鐿Ｙｂ3?、鉺Ｅｒ3?、銩Ｔｍ3?等）的納米晶體（常見基質如ＮａＹＦ?）。
獨特發光機制： 與傳統熒光標記物（需要高能量短波長光激發，發出低能量長波長光）相反，上轉換發光材料在低能量的近紅外光激發下，可以發出高能量的可見光。這是一種反斯托克斯位移發光。
優勢：
免疫層析原理：
與膠體金試紙條類似，試紙條包含樣品墊、結合墊（包被有標記了ＵＣＰ納米顆粒的抗體）、硝酸纖維素膜（包被有檢測線Ｔ和質控線Ｃ的抗體或抗原）、吸水墊。
樣本加入樣品墊后，在毛細作用下向前流動。樣本中的目標物在結合墊處與標記了ＵＣＰ的抗體結合，形成復合物。
復合物繼續向前流動至檢測線，被固定在Ｔ線的捕獲物質（抗體或抗原）捕獲，形成“夾心”或“競爭”復合物。
質控線捕獲過量的標記抗體或另一種復合物，表明層析過程正常完成。
儀器檢測原理：
定性判斷： 根據Ｔ線和Ｃ線信號的有無及強度關系（通常需要Ｃ線信號達標），判斷樣本陰陽性。
定量分析： 通過測量Ｔ線（有時結合Ｃ線進行歸一化）的發光強度，與預先建立的標準曲線進行比對，計算出樣本中目標物的具體濃度。
將完成層析反應的試紙條放入儀器的檢測倉。
儀器內置特定波長的近紅外激光器（通常是９８０ｎｍ）作為激發光源，精確照射試紙條上的檢測區和質控區。
固定在Ｔ線和Ｃ線上的ＵＣＰ納米顆粒在激光激發下，發出特定波長的可見光（如５４０ｎｍ綠光， ６６０ｎｍ紅光等，取決于摻雜的稀土離子）。
儀器內置高靈敏度的光電探測器（如光電倍增管或雪崩光電二極管）捕獲這些可見光信號。
信號處理系統將光信號轉換為電信號，并進行分析計算。
主要組成部件
樣品倉／檢測倉： 用于放置和固定免疫層析試紙條。
激發光源： 通常為９８０ｎｍ激光二極管，提供激發上轉換發光納米材料的光。
光學系統： 包括透鏡、濾光片等，用于聚焦激發光到試紙條特定區域，并收集、過濾掉雜散光，僅讓ＵＣＰ發出的特征可見光通過到達探測器。
光電探測器： 高靈敏度檢測器，將光信號轉換為電信號。
信號處理與分析單元： 主板、處理器、算法軟件，負責信號放大、模數轉換、背景扣除、結果計算（定性／定量）、數據存儲等。
顯示屏／用戶界面： 顯示操作菜單、檢測進度和最終結果。
數據接口： ＵＳＢ、藍牙、Ｗｉ－Ｆｉ等，用于數據傳輸和連接外部設備（如電腦、ＬＩＳ系統）。
電源： 內置電池或外接電源適配器。
主要特點與優勢
超高靈敏度： 顯著優于傳統膠體金免疫層析，接近甚至媲美大型化學發光或電化學發光設備。
高特異性： 低背景和高信噪比降低了假陽性和假陰性的風險。
定量能力： 能提供精確的濃度值，滿足臨床或科研中對定量結果的需求。
操作簡便快速： 繼承了免疫層析“一步法”操作的優點，通常１０－２０分鐘出結果，對操作人員要求不高。
便攜性與即時性： 儀器通常設計輕巧便攜，適合在實驗室外（如床邊、基層診所、現場、海關、家庭）進行即時檢測。
抗干擾能力強： 對復雜樣本基質（如全血、血清、血漿、唾液、尿液）的耐受性好。
穩定性好： ＵＣＰ納米材料光穩定性好，試劑儲存期相對較長。
多指標聯檢： 儀器可支持在同一試紙條上檢測多個指標（多聯檢）。
數據化管理： 可存儲結果、傳輸數據、生成報告，便于追溯和管理。
應用領域
傳染病檢測： 細菌（如結核分枝桿菌）、病毒（如ＣＯＶＩＤ－１９、流感、ＨＩＶ、ＨＢＶ、ＨＣＶ）、寄生蟲（如瘧原蟲）等抗原或抗體的快速、高靈敏檢測。在ＣＯＶＩＤ－１９大流行中發揮了重要作用。
心血管疾病標志物： 肌鈣蛋白、肌紅蛋白、ＢＮＰ／ＮＴ－ｐｒｏＢＮＰ、Ｄ－二聚體等的快速定量檢測。
炎癥標志物： Ｃ反應蛋白、降鈣素原等的檢測。
腫瘤標志物： 甲胎蛋白、癌胚抗原、前列腺特異性抗原等的篩查和輔助診斷。
優生優育與激素： ＨＣＧ（早孕）、性激素等的檢測。
毒品檢測： 嗎啡、冰毒、大麻等的現場快速篩查。
食品安全： 食源性致病菌、毒素（如黃曲霉毒素）、獸藥殘留等的快速檢測。
生物安全與反恐： 生物戰劑（如炭疽、鼠疫）的快速偵檢。
與傳統免疫層析（如膠體金）的區別
| 特性 | 上轉發光免疫分析儀 | 傳統膠體金免疫層析 |
|---|---|---|
| 標記物 | 上轉換發光納米顆粒 （ＵＣＰ） | 膠體金顆粒 |
| 信號類型 | 光信號（近紅外激發→可見光發射） | 顏色信號（可見光反射） |
| 靈敏度 | 極高 | 較低 |
| 定量能力 | 強，可精確定量 | 弱，通常只能半定量或定性 |
| 背景干擾 | 極低（近紅外激發，生物樣本無自發熒光） | 較高（易受樣本顏色、雜質影響） |
| 抗干擾性 | 強 | 較弱 |
| 結果判讀 | 需專用儀器 | 肉眼或簡單讀卡器 |
| 成本 | 儀器和試劑成本相對較高 | 成本低廉 |
| 應用場景 | 需要高靈敏度、定量結果的ＰＯＣＴ | 快速篩查、定性／半定量ＰＯＣＴ |
發展趨勢
儀器小型化與智能化： 更便攜、操作更智能、連接性更強（物聯網、云平臺）。
多通道與高通量： 滿足同時檢測多個樣本或多個指標的需求。
試劑菜單擴展： 開發更多檢測項目，覆蓋更廣泛的臨床應用。
自動化集成： 與樣本前處理設備集成，實現“樣本進－結果出”。
靈敏度與穩定性提升： 研發新型ＵＣＰ材料和優化標記工藝。
降低成本： 推動儀器和試劑成本下降，促進更廣泛應用。
家庭健康監測： 探索在慢性病管理、家庭自測等場景的應用潛力。
總結
上轉發光免疫分析儀是免疫層析技術領域的一項重大突破，它巧妙地結合了上轉換發光納米材料的高靈敏、低背景優勢與免疫層析的簡便、快速、便攜特點。作為一種強大的ＰＯＣＴ工具，它在傳染病防控、心血管疾病診斷、現場篩查、基層醫療、應急響應等多個領域展現出巨大的應用價值和發展前景，顯著提升了即時檢測的能力和水平。
更多信息：
技術起源： 上轉換發光材料的研究始于２０世紀６０年代，但應用于生物檢測和免疫層析是近２０年來的重要進展。
代表性企業／產品： 國內代表企業如熱景生物、深圳金準生物、上海奧普生物等都有成熟的上轉發光免疫分析儀及配套試劑產品線。
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