芯片式全血化学发光多重检测系统性能验证

随着技术的进步和应用场景的要求，目前的医学检验设备正朝着两极化发展。用于中心实验室的设备通常具有结果准，通量大，自动化程度高的优点，但是体积庞大、体系复杂、周转时间长。而用于临床科室的检验设备具备体积小、使用简单方便、可快速输出结果的优点，但是结果的准确性相对较差，难以满足诊疗需求。临床诊疗服务机构迫切需要一款产品，在保留体积小、使用方便、快速输出结果优点的同时，具备大型设备相同的准确性。

乐准生物自主研发的芯片式全血化学发光多重检测系统为临床检验提供了更理想的解决方案。该系统采用微流控技术将7个完整流程的化学发光反应转移至一张芯片内，一份样本可同时检测6个项目和1个内标。支持全血检测，在芯片内部利用磁吸附和生物膜过滤技术将全血中的细胞与血浆分离，免去了离心操作，通过精准的微流控加样技术定量血浆进行反应。采取了微腔室超声混匀技术，快速进行充分混匀的同时能将反应液升温至37℃附近，极大缩减了免疫反应时间。首创人工智能管控检验过程，在仪器内部每一个工位均有视觉分析系统对芯片内的动作进行监管，确保加样、混匀、清洗等步骤100%可靠。运用化学发光试剂冻干技术，使试剂均一性更好，稳定性更高，具备常温保存能力。本文以心肌3项（cTnI、MYO、CK-MB）联合检测试剂盒为研究项目，评估该检测系统的检测性能。

一、材料与方法

1. 标本来源：选取88份肝素抗凝血浆标本作为对比样本，全血的抽取、血浆分离均按照标准方法进行。

2. 仪器与试剂：（1）评价用试剂和部分试样为湖南乐准生物科技有限公司生产：心血管多项联合测定试剂盒（磁微粒化学发光法），批号为20230825；心肌标志物复合质控品，批号为20230316；心血管多项空白限样品，批号为20230821；心血管多项线性样品，批号为20230821；心血管多项精密度样品，批号20230821。（2）检测系统-全自动化学发光免疫分析仪（ICBS-90i），湖南乐准生物科技有限公司。（3）参比试剂：肌红蛋白测定试剂盒（化学发光法），批号：338192，肌酸激酶同工酶测定试剂盒（化学发光法），批号：338003，高敏肌钙蛋白I测定试剂盒（化学发光法），批号：338467，Beckman Coulter公司。参比检测系统为贝克曼全自动化学发光免疫分析仪-UniCel DxI800。

3. 方法：（1）每日质控监测：每天开始测试前，用两个浓度水平质控品各进行1次测试，质控在控，开始当天的测试。（2）空白限：依据《体外诊断试剂分析性能评估系列指导原则（征求意见稿）》和《心肌肌钙蛋白-I定量测定试剂（盒）（化学发光免疫分析法）》的要求验证空白限。用零浓度校准品作为样本进行检测，重复测定20次，得出20次测量结果的RLU值（相对发光值），计算其平均值（X）和标准差（SD），得出（X）+2SD，根据零浓度校准品和相邻校准品之间的浓度-化学发光（RLU）值结果进行两点回归拟合得出一次方程，将（X）+2SD所对应的RLU值带入上述方程中，求出对应的浓度值，即为空白限。空白限应小于规定要求，见表1。（3）线性范围：依据《WST 408-2012 临床化学设备线性评价指南》、《心肌肌钙蛋白-I定量测定试剂（盒）（化学发光免疫分析法）》的要求验证线性。将接近线性区间上限的高值样本和接近线性区间下限的低值样本按一定比例稀释为至少5种浓度，本次实验分别根据各个项目的线性范围准备6种不同浓度样本，按试剂盒说明书进行操作，对每一浓度的样本均重复检测3次，计算其平均值。将结果平均值和理论浓度用最小二乘法进行直线拟合，并计算线性相关系数r。相关系数应≥0.9900。（4）精密度验证：依据《WS_T 492-2016 临床检验定量测定项目精密度与正确度性能验证》的要求验证精密度。乐准生物提供的精密度样品，包含高、低值2个浓度水平，每个样品重复测定3次，连续测定5天，如果因为质量控制程序或者操作问题判断一批为失控，应剔除数据，并增加执行一个分析批。计算实验室内标准差和实验室变异系数，变异系数应小于10%。（5）比对实验：依据EP09-A2和《心肌肌钙蛋白-I定量测定试剂（盒）（化学发光免疫分析法）》的要求进行样本比对评价，使用88份血浆标本，比对试剂与参比试剂采用盲法操作，操作步骤及方法严格按照各自的产品说明书要求进行。对试验数据进行线性回归统计分析，计算相关系数r，判断检测结果是否线性相关。相关系数应≥0.975。（6）检测耗时分析：将检测样品试管和检测试剂芯片放入设备后启动检测的同时计时，到3个检测项结果输出后停止计时，记录的时间即为检测耗时。

二、结果与分析

1. 空白限：空白限样品（即零浓度校准液）重复测定20次，实验结果：MYO空白限为0.478ng/ml；CK-MB空白限为0.049ng/ml；cTnI空白限为0.008ng/ml；见表1。

表1. 空白限

2. 线性范围：MYO在浓度5.374ng/ml～1208.368ng/ml范围内，回归方程分别为y=0.9948x+2.0818，r=0.9999, 见图1。

CK-MB在浓度0.204ng/ml～637.242ng/ml范围内，回归方程分别为y=0.996x+0.6942，r=0.9998，见图2。

cTnI在浓度0.053ng/ml～98.61ng/ml范围内，回归方程分别为y=1.0062x-0.147，r=0.9999，见图3。

图1. MYO线性相关图

图2. CK-MB线性相关图

图3. cTnI线性相关图

3. 精密度：用乐准生物提供的项目精密度样品重复测定3次，连续测定5天。实验结果：MYO的2个浓度水平的精密度样品的实验室内变异系数为7.265%和6.591%，均小于10%，CK-MB的2个浓度水平的精密度样品的实验室变异系数为5.345%和7.506%，均小于10%，cTnI的2个浓度水平的精密度样品的实验室变异系数为9.106和9.613%，均小于10%，见表2。

表2. 精密度分析

4. 比对实验：用参比试剂（贝克曼）和比对试剂（乐准）同时对88份血浆样本分别检测，MYO、CK-MB、cTnI样本测值分布在检测范围内，用MedCalc软件统计（表3）。

表3. 实验结果

图4. MYO乐准血浆与贝克曼血浆比对线性相关图

图5. CK-MB乐准血浆与贝克曼血浆比对线性相关图

图6. cTnI乐准血浆与贝克曼血浆比对线性相关图

5. 检测耗时：完成第一片芯片检测，输出3个项目结果耗时12.5min；此后平均每间隔5min输出后续芯片的3个项目结果。

三、结论

乐准生物生产的芯片式全血化学发光多重检测系统在检测MYO、CK-MB、cTnI三个项目时MYO空白限为0.478ng/ml，在浓度5.374ng/ml～1208.368ng/ml范围内，回归方程分别为y=0.9948x+2.0818，r=0.9999，实验室内变异系数为7.265%和6.591%，均小于10%，它与贝克曼血浆样本比对y=1.2577x-6.6196，r=0.9900；CK-MB空白限为0.049ng/ml，在浓度0.204ng/ml～637.242ng/ml范围内回归方程分别为y=0.996x+0.6942，r=0.9998，实验室变异系数为5.345%和7.506%，均小于10%,与贝克曼血浆样本比对y=1.0187x-1.5277，r=0.9902；cTnI空白限为0.008ng/ml，在浓度0.053ng/ml～98.61ng/ml范围内，回归方程分别为y=1.0062x-0.147，r=0.9999，实验室变异系数为9.106和9.613%，均小于10%，这与贝克曼血浆样本比对y=0.8945x-0.0186，r=0.9882。

该系统可在12.5分钟完成心梗三项血浆检测（15分钟完成心梗三项的全血检测），三个项目的空白限和线性范围符合要求，精密度良好（CV小于10%），通过与贝克曼比对，发现乐准生物心梗三项结果与贝克曼品牌仪器的检测结果相关性极强（r2＞97%）。仪器自动化程度高，仅需将样本与耗材放入指定位置，仪器即可自动完成检测。仪器体积小巧，宽度仅29.7厘米，适用于门诊，急诊检验和临床科室，采取了试剂冻干技术使得芯片可常温保存30天，采用内标试剂进行实时定标，省去了繁琐的定标工作，提高了使用的便利性。综上所述，乐准生物芯片式全血化学发光多重检测系统兼顾了大型检验设备和小型床旁设备的优势，结果准确、报告快速、使用简便，是目前更加理想的临床检验解决方案。