荧光PCR检测试剂盒行业相关概述

第一节 荧光PCR检测试剂盒的简介

一、荧光PCR检测试剂盒的概念与性质

1、概念

荧光PCR检测试剂盒采用聚合酶链式反应（PCR）技术检测，可用于检测各种待检标本(如血液、粪便、食物、生物材料等)中所感染的特定细菌或病毒的某一特定基因，进而确定该细菌或病毒的感染/污染状态。荧光PCR检测试剂盒中所含引物能特异性扩增该细菌或者病毒的保守区域，不会交叉扩增细胞基因组。与传统的选择性培养基培养检测方法和免疫血清学检测方法相比较，荧光PCR检测试剂盒检测方法更为快速，特异性更高。

2、性质

特异性；灵敏性；定量准确性（标准品）；稳定性；扩增效率：看曲线的斜率；荧光值：有效线性范围：103-109/mL；精密性。

扩增曲线

二、荧光PCR检测试剂盒在不同领域的用途

荧光PCR检测试剂盒，供体外检测使用。通过检测可以确认各种待检标本(如血液、粪便、食物、生物材料等)否感染或污染特定细菌或者病毒。

1、家畜传染病学和兽医卫生检疫学领域

组根据国内外重大动物疫病快速诊断与检测需求，针对口蹄疫、新城疫、禽流感、猪链球菌病、狂犬病、动物源戊型肝炎、高致病性猪蓝耳病、H3N8亚型马流感、鲤春病以及鱼传染性造血器官坏死病10种重大动物疫病，经大量基因序列数据分析，引物探针设计，筛选优化，敏感性特异性等试验，在国内外率先建立了检测上述重大动物疫病的灵敏、特异、快速的18项实时荧光PCR检测技术。根据研发的检测技术，研制出18种荧光PCR配套检测试剂盒，建立生产质控标准，在重大疫病防控工作中发挥重要作用。

2、血液分子生物学检验

目前，荧光PCR检测试剂盒技术在血液学检验领域已得到广泛应用，如应用于血液病基因分析、基因诊断、白血病分型、指导治疗、判断预后和微小留病检测等方面。随着分子生物学技术的进一步发展，血液病的基因表达和治疗、细胞之间和细胞内的信号传导、特异的血液病基因或融合基因的检测及应用将成为当代血液分子生物学检验的主要内容和方向。

三、荧光PCR检测试剂盒工业的发展简史

随着人类基因组计划的完成，后基因时代已经到来，未来必然是基因诊断代替目前医疗机构采用的培养法和免疫血清学方法通过检测DNA可以快速高效的诊断疾病。

随着生物技术和生命科学的发展，21世纪将是生物技术的世纪。作为生物技术发展的产物，诊断试剂也在不断随着生物技术的快速发展不断拓宽其种类。虽然目前诊断试剂仅占生物技术产业的25%，然而却对当前的医疗诊断产生了很大的冲击。由于遗传工程、基因重组以及单株抗体等生物技术不断应用于开发诊断试剂，因而除了增加试剂的敏感度及特异性外，也使得过去不可能或旷日费时的传染病、肿瘤或基因异常等诊断，成为可能或快速的诊断。此外，与自动化分析仪器或电子技术的结合，更使这些精确的诊断不仅由研究阶段进入了临床例行诊断阶段，而且缩短了医疗与诊断之间的距离。

临床诊断试剂最初主要是由医学实验室或检验操作人员自己配置，试剂种类少，应用面窄；随后一些生产化学试剂和药品、医疗仪器厂家的加入，形成了初期的诊断试剂产业。在过去20年，随着科技的发展，尤其现代生物技术、单克隆抗体技术、微电子处理器、光化学等方面的重要发现和进展，诊断试剂先后经历了化学、酶、免疫测定和探针技术4次技术革命，每一次革命都使临床诊断试剂的技术跨上了一个新台阶。不仅灵敏度、特异性有了极大地提高，而且应用范围迅速扩大，操作门槛逐步降低，同时也使得临床诊断试剂的商业价值日趋重要，现在临床诊断度剂已发展成为一个拥有200亿美元国际市场，年增长达到3%～5%的朝阳产业，在疾病预防、疗效和愈后的判断、治疗药物的监测、健康状况的评价以及遗传性预测等领域，正发挥着越来越大的作用。

目前国内临床诊断试剂市场规模已经发展到每年30亿～40亿元人民币的销售额，其中临床生化占30%，免疫产品25%，血液产品8%～10%，尿液分析产品3%～5%，微生物产品2%～3%。未来5年，国内临床诊断市场的年增长率高达15%～20%。由于国内市场起步晚，产业化发展长期滞后，所以同国外公司相比，国内的企业普遍规模小、品种少，发展不均衡，国内企业年销售额超过或接近1亿的诊断试剂生产企业寥寥无机，销售额超过5000万元人民币的不超过10家。同时由于恶性竞争的结果，各企业的平均赢利水平都大幅度下降，从最初的40%～50%，下降到目前的10%～20%。国内诊断试剂前10家的生产厂家的销售额市场占有率为20%左右。大型生产厂家以独资、合资为主。许多企业的股份制改造已经完成，一些企业正在寻求上市。

目前，中国诊断试剂生产企业正处于发展的关键时期，随着人们对诊断试剂在预防与治疗疾病过程中重要性认识的增加、市场规模的不断扩大以及国家日益加强的对产品生产厂家的严格管理，中国临床诊断试剂产业已经有了一个日趋良好的发 展环境。同时临床检验市场发展速度的减缓，使得各主要厂商在致力于寻找新的更大的市场机会外，也更加注重企业整体水平的竞争，这都无疑有利于产业的发展壮大。

第二节 荧光PCR检测试剂盒的技术现状

一、荧光PCR检测试剂盒的技术现状简述

荧光PCR检测试剂盒检测原理是由一对引物介导，能在动植物体外对特定基因(DNA)片断进行快速酶促扩增，经过n个热循环扩增，扩增产物中所含特定基因数是原始模板数的(1+E)n(0＜E＜1,扩增效率＝倍，使得检测扩增产物中的特定基因成为可能。

聚合酶链式反应自从1993年到现在很快经历了四代产品：

第一代：手动/机械手式水浴基因扩增 

用三个恒温水浴箱，分别将三个水浴温度恒定在三个温度：PCR的高温变性温度（如94℃）低温复性温度（如58℃），适温延伸温度（如72℃）。再用一个装有PCR标本试管的提篮，用手工在不同温度的水浴箱中依次水浴，标本在每个水浴箱中恒温的时间用秒表计时。这样PCR标本就能完成下述形式的热循环：94℃ 30S       58℃ 45S       72℃  60S          40次循环

这种方法的特点是：实验人员劳动强度大，容易因疲劳引起差错；而优点是:设备简单，投资少，与自动化基因扩增仪相比，它无须升降温过程，实验时间短，试验更接近理想PCR反应条件，事实表明实验效果还是不错的，但由于标本试管从一个水浴箱往另一个水浴箱移动中要较短暂暴露于空气中，因此如移动速度不够快时也会对标本形成温度干扰，影响结果。本方法的另外一些缺点包括只能局限三个温阶（某些PCR反应需要多于三个温阶）、液体污染以及在低气压地区水温难以烧到94℃变性温度等。

为改进提高本方法的自动化水平，有人设计了机械手装置，替代上述手工移动标本过程，形成了机械手水浴式基因扩增仪，该改进解决了实验人员的高强度劳动问题，但又带来了一个机械手部件大行程频繁相对运动而引起的高故障。这种类型的基因扩增仪在九十年代中期我国北京、上海有定型的产品销售，应用也较广，曾为我国的分子生物学的发展做出过积极贡献，而后便逐步被自动化程度更高的扩增仪替代，现在很少有单位使用。 

第二代：自动化控制型定性基因扩增仪

与上述水浴式扩增仪相比，也有人称该种扩增仪为干式基因扩增仪，它是最具代表性的扩增仪，包括后续介绍的第三代、第四代都是以第二代为基础集成了定量检测部分。

第三代：终点定量/半定量

第二代的定性PCR只能判断阴性阳性，而无法评价特定核酸的浓度及定量分析，定量PCR至少能达到定性PCR无法实现的下列功能：潜伏期病毒浓度探测；感染程度；致病病原体数量变化测定；抗病毒药物疗效评估；恢复期病毒载量检测

自从1996年美国ABI公司发明第一台荧光定量PCR仪以来，PCR技术和应用从定性向定量快速发展.终点定量PCR的优点是设备投资少，对于国内经济条件还不能购买昂贵实时荧光定量PCR仪的科研单位和医疗机构，利用现有的第二代常规定性PCR仪，在添加一台专用的单孔PCR终点产物荧光定量检测仪便可开始工作，起到定量的作用。终点定量PCR技术是从定性向实时定量过渡的一个中间产品，而PCR终点产物荧光定量仪进口产品较少，国产仪器较多，如西安天隆的TL988，上海棱光的DA620型等 

第四代：实时定量PCR

实时定量QPCR仪＋实时荧光定量试剂+通用电脑+自动分析软件，构成PCR-DNA/RNA实时荧光定量检测系统。

二、荧光PCR检测试剂盒技术流程

基本原理：通过大量对比某一种细菌或病毒的基因，得到该细菌或病毒共同保守序列，根据该序列设计特异性引物，通过PCR扩增，即可获得相应大小的片段，以此来检测该细菌或者病毒的感染/污染状态。