生育健康的多标志物智能点阵成像及定量检测

The incidences of infertility increase significantly in the past decade due to environmental pollutions, delayed childbearing age, and increased social pressure, which is a serious problem for human reproductive health. In our country, with the implementation of the two-child policy, many families are facing the new challenges of childbearing at their 40s, for which the diagnosis of reproductive health becomes even more vital. In addition to traditional biomedical imaging (ultrasound), it has been recently discovered that the combined diagnosis of four blood markers, AMH, FSH, E2, and INHB, is of great significance for monitoring the function of ovary, and for improving the chance of pregnancy. Currently, the quantitation of these low-abundant blood markers have to be done in centralized laboratory or hospital setting, where automated instrumentation is available. Not only the cost but the delay in reporting the results inhibits the clinical applications of these rather sensitive blood markers. . In view of the above situations, the proposed project outlines a digitized imaging and quantitation technique to detect the four makers simultaneously in a microarray format. Common Blu-ray disc (BD) will be used as the substrate to prepare immunoassays in a microarray format, and standard optical drive/disc players are modified to be the reader for imaging and quantitation. The developed platform does not require advanced instrumentation, yet has the advantages of high throughput, high sensitivity, and low detection cost, which can be adapted to clinical setting in rural and resource-limited areas.

当前由于环境污染、生育年龄推迟以及社会压力增加等多种因素导致不孕不育的发生率逐年上升，严重影响了人类的生育健康。随着“全面二孩”政策的实施，许多家庭都面临高龄生育的问题，这给我国生育健康领域带来了新的挑战。最新研究发现结合传统的妇科超声检查，血液中的AMH，FSH，E2，INHB四种分子标志物的联合检测对于及时监测卵巢功能、提高妊娠成功率具有非常重要的意义。目前临床应用的常规测血需要使用医院所具备的大型仪器，而且无法实现同时检测，造成检测成本高和诊断结果延迟问题。申请人提出研发智能化微阵列成像及定量技术，实现对四种标志物的同时检测和定量。该技术以普通蓝光光盘为免疫检测阵列的基底，通过对光驱的读写激光强度变化的精密检测进行信号快速处理。该技术无需专业大型自动化仪器，检测通量大、灵敏度高、检测成本低，易于推广到基层医疗单位和偏远地区，具有良好的临床应用前景。

当前，全球生育年龄普遍增高，环境污染、社会压力、生活方式改变等问题凸显，严重影响了人类的生育健康。随着“全面二孩、三孩”政策的实施，许多家庭都面临高龄生育的问题，这给我国生育健康领域带来了新的挑战。辅助生殖技术（Assisted Reproductive Technology, ART）的出现解决了人类很多以前无法解决的生育问题，对于人类的生育健康具有重要的意义。高特异性的标志物准确、快速检测有助于临床医生制定更加准确的个体化治疗方案，从而得到高质量的卵子和胚胎，获得理想的妊娠结果。抗缪勒氏管激素（Anti-Müllerian Hormone, AMH）是临床最新研究发现的对卵巢储备功能以及卵巢反应预测价值最高的标志物，AMH水平不仅能更早、更准确地反映卵巢储备功能，更为重要的是血清AMH水平不受促性腺激素的影响，在整个月经周期中趋于稳定，在评价卵巢储备功能及卵巢反应性方面具有明显的优势。目前临床应用的常规测血需要使用医院所具备的大型仪器，造成检测成本高和诊断结果延迟问题。.针对目前存在的问题，提出了研究全新的BD光驱微阵列成像与定量技术，利用该技术实现生育健康多指标的高通量、高灵敏度、同时快速检测。该方法在水解活化后的空白BD光盘表面制备免疫检测阵列结构，通过标准光驱对BD微阵列光盘进行检测，检测过程中采集光强信号的变化，利用采集到的信号实现对光盘表面检测阵列的成像，进一步通过对所成像的灰度分析实现对多种标志物的定量检测，可同时对10万个点阵进行分析，分辨率达到100μm。其中AMH的检测范围为0.05-25ng/mL，检测限为0.02ng/mL，满足临床诊断要求。检测该技术具有操作简单、无需专业设备、检测成本低的明显优势，能够满足急诊、门诊、基层等多种医疗机构需要，具有较好的临床应用价值。作为一种分子微阵列检测的通用平台技术，该技术可应用于与其它疾病相关的多种标志物检测，同时也可推广至面向食品安全以及环境监测等多个重要领域。