1961年國際酶學會（IEC）根據酶催化反應的類型將酶分為六大類，制定了系統命名法，規定每一種酶只有一個系統名稱和系統標號，系統標號由四個數字組成，如脂肪酶的系統標號為 EC 3.1.1.3。六大類酶主要是催化反應性質不同，催化氧化還原反應的酶稱為氧化還原酶類，包括氧化酶和還原酶；催化底物之間進行某些基團的轉移或交換的酶類稱為轉移酶類，如轉氨酶，葡萄糖轉移酶等；催化底物發生水解反應的酶類稱為水解酶類，如脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶、磷酸酶等；催化從底物移去一個基團并留下雙鍵的反應或其逆反應的酶類稱為裂解酶類，如脫水酶、脫羧酶，醛縮酶等；催化各種同分異構體、幾何異構體或光學異構體之間相互轉化的酶類稱為異構酶類，如異構酶、消旋酶等；還有合成酶類，如DNA連接酶，tRNA連接酶等。
1961年國際酶學會規定了酶的活力單位：1個酶活力單位是指在特定條件（25℃，其它為最適條件）下，在1min內能轉化1μmol底物的酶量，或是轉化底物中1μmol的有關基團的酶量。因此，酶的活性就是酶的催化能力的大小。測定酶活性的方法有很多，不同的酶生產廠家也使用不同的方法測定酶的活性。國際臨床化學聯合會（IFCC）和各國家級協會推薦的酶活性測定的標準化參考方法是連續監測法，即用適當的儀器連續檢測整個酶促反應中的底物消耗或者產物的生成量，一般是每十五秒到一分鐘檢測一次，隨著時間變化可以求出酶促反應速度。
酶的活性中心（active center）是酶蛋白構象的一個特定區域，只是酶分子中的很小部分，能與底物相結合并催化底物轉變為產物。酶蛋白分子上只有少數氨基酸殘基與催化作用有關，大部分氨基酸殘基并不與底物接觸。酶的活性中心具有特定的三維空間結構，或為裂縫/凹陷，多為氨基酸的疏水基團組成的疏水環境。
酶作為具有特殊性能的生物催化劑，受到學術界與工業界高度重視。據統計，酶制劑全球產值約為100億美元，市場潛力大概在千億美元，酶的品種和應用正處在快速增長階段，年復合增長率超過10%。人們于20世紀初開始將酶應用于臨床診斷，到現在已經有一百多年歷史。1900年，人們發現血清脂肪酶活性的升高對于急性胰腺炎有特異的診斷價值，1904年 Wohlge-muth 記述了急性胰腺炎病人的血清與尿中淀粉酶活性升高。1959年Karmen，La Due Wroblewski等人先后證實轉氨酶對肝炎和心肌梗死有診斷價值。后來學者們針對人體特定組織器官如心臟、肝臟、肌肉、腎臟、血液等發生病變與重要代謝酶的關系做了研究，并且確定了這些特定組織器官發生病變時與病人血中酶活性變化的關系。
我國人民使用酶的歷史雖然悠久，但是因為工業發展相對發達國家滯后，酶工業化快速發展是近幾十年的事。雖然我國人民將酶用于疾病治療有上千年的歷史，但是診斷酶學的研究卻開始于20世紀30年代，發展到80年代后，工具酶檢驗試劑盒開始生產和普及，并且引進自動和半自動生化檢測儀，在血液生化成分如血糖、血脂等酶法測定，還有其他體液酶和同工酶方面的檢測都得到了大幅度的發展。
體外診斷試劑又被稱為“醫生的眼睛”，其質量水平影響到臨床診斷的準確性和速度，進而一定程度上影響疾病的治療效果。而酶診斷方法可靠，便捷，所以在臨床診斷上得到廣泛應用，一方面根據體內與疾病有關的酶活性變化來診斷某些疾病，例如測定轉氨酶活性變化來診斷肝病；另一方面利用酶來測定體內與疾病有關的物質的量來對疾病進行診斷，例如利用葡萄糖氧化酶測定血糖含量來診斷糖尿病。
迄今為止，應用于診斷的酶類達多100多種，在醫院檢驗科中應用診斷酶量最大的是常規的生化檢驗，例如：肝功，腎功，心肌酶和血脂，這四項又統稱為大生化，其中有診斷價值的酶有12-15種。
表4.9-3，13種酶與疾病的關系
隨著酶工程技術的發展，人們將葡萄糖氧化酶，葡萄糖脫氫酶，尿素酶和膽固醇酯酶等制備固定化酶，應用于生物傳感器/POCT，用于測定血糖、尿酸、膽固醇的測定，檢測方法更加便捷，方便。
目前，酶標免疫技術在臨床診斷得到廣泛應用，首先將酶與抗原抗體相結合，制備成酶標記的抗原或抗體。測定時，利用酶標抗體（或酶標抗原）與待測樣品中的抗原（或抗體）相結合，再借助標記的酶催化特定反應，測定出在酶-抗體-抗原結合物中的酶的含量。通過抗原抗體的量可以診斷某種疾病。在酶標免疫測定中，最常使用的標記酶是辣根過氧化物酶HRP和堿性磷酸酶AP。堿性磷酸酶AP一般有兩種來源，一種是從牛腸中提取的（Roche和BBI Solutions 可以提供牛腸中提取的AP），一種是微生物來源的（Roche和Sekisui Diagnostics 可以提供微生物來源的重組AP）。利用酶標免疫測定，可以診斷腸蟲、毛線蟲、血吸蟲等寄生蟲病，以及瘧疾，麻疹，乙型肝炎等疾病。
目前，國內體外診斷生產企業采購的診斷酶原料主要依賴于進口。診斷酶的主要供應商為Roche，TOYOBO，Sekisui Diagnostic（原Genzyme Diagnostic），AsahiKASEI，BBI Solutions等。近幾年，因為生化診斷市場競爭趨于紅海，為了控制上游成本，有些診斷企業開設原料研發部門，生產出的原料酶應用于內部生產，從而控制成本，控制原料質量，控制上游原料供應風險。
一般體外診斷生產商需要采購大量的診斷酶作為原料，由于生物體內酶的含量低，不能適應工業化生產的需要，酶的生產廠家很多采用微生物的發酵來制取，在適宜的條件下，選育出所需要的菌種，讓其進行繁殖，通過發酵工藝獲得大量的酶。
酶發酵工藝圖示：
2.2 分子診斷酶、引物、探針等
近年來，全球分子診斷市場增長快速，復合增長率高達11%，是體外診斷產業中增長最快的領域，也是未來最有潛力的發展方向之一。本小節主要對分子診斷產業鏈上游原料展開分析。診斷酶、引物、反轉錄酶和探針等是分子診斷上游的核心原料，目前國內分子診斷企業原料采購主要依靠進口，國際上分子診斷核心原料供應商主要有Roche （KAPA systems），Thermofisher（Life Tech，ABI，Invitrogen etc.），Qiagen（Enzymetics），Meridian Life science，Sekisui Diagnostics（Former Genzyme Dianostics），Takara（Clonetech Labs）等，隨著國內生物技術的快速發展，國內的分子生物學生產企業（例如：菲鵬，近岸蛋白等）也陸續開發出應用于分子診斷的酶。
分子診斷技術主要是聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction簡稱PCR），核酸分子雜交技術和生物芯片技術。其中，PCR產品占據分子診斷領域的主要市場。
聚合酶鏈式反應原理憑借靈敏度高、特異性強、快速診斷的特點榮獲93年諾貝爾化學獎，由于PCR可以進行定性、定量檢測，因而可廣泛用于遺傳病基因、肝炎、細菌、病毒和腫瘤等檢測。因PCR在病原體檢測方面的獨特優勢，成為分子生物學診斷的主流。參加PCR反應的物質主要有五種，分別是Taq DNA 聚合酶、引物、dNTP（dATP， dCTP, dGTP, dTTP, dUTP）、模板和緩沖液（其中含鎂離子）。PCR反應中，DNA高溫時變性解鏈，低溫時又復性成雙鏈，設計引物作為啟動子，同時變化溫度控制DNA的變性和復性，加入DNA聚合酶和dNTP就可以完成特定基因的體外復制。在擴增目的基因的過程中，溫度變化從50-90度，變化很大，然而DNA聚合酶不耐高溫，每次循環需要重新加入新的DNA聚合酶，用量大成本高，操作繁瑣，制約了PCR技術的進一步發展。1973年我國臺灣科學家錢嘉韻從水生棲熱菌（Thermus aquaticus）中成功分離出了耐高溫的Taq DNA 聚合酶，簡稱Taq酶。該酶90度高溫不失活，不需要每次循環重新加入新的酶，大大簡化了PCR技術，降低了成本，使得PCR技術廣泛應用并進一步應用于臨床診斷。 Taq酶主要分為三類，高特異性Taq酶，高保真Taq酶和高耐熱性Taq酶。高特異性Taq酶的代表是熱啟動Taq酶，是必需經過高溫才能啟動的酶，在初始循環變性前熱啟動Taq酶沒有活性，不會產生非特異擴增，大大提高了PCR擴增的特異性。目前企業常用的熱啟動Taq酶是通過內部改造的重組酶，如Qiagen公司的HotStar Taq酶，Sekisui Diagnostics公司的HS Taq 酶等，真正實現便利的熱啟動，無需別的輔助抑制物，使用更加方便高效。
分子診斷對PCR高保真性要求很高，錯配率是檢驗高真性的一個標準，錯配率越低高真性越高，高保真Taq酶具有3’-5’核酸外切酶的活性，錯配途中可以切掉錯配的堿基，保證了擴增的準確性。目前市場上使用的高保真酶主要有兩類，一類是TAKARA（Clontech）公司生產的混合型高保真酶，就是將帶有Proofreading活性的酶與普通Taq酶混合。另一類是單一型的保真酶，具備更高的保真性，如Qiagen公司的ProofStart DNA聚合酶，NEB公司的Vent DNA聚合酶。NEB公司還提供高耐熱性Taq酶，如Vent和Deep Vent DNA聚合酶系列，對于有些模板變性溫度較高，需要時間較長，就需要此類高耐熱性Taq酶。
幾乎所有的Taq酶都帶有相應的反應緩沖液，緩沖液的品質對保證Taq酶特異性擴增起的作用不容小覷。目前生產廠家一般有兩種Taq DNA聚合酶供應，一種是從棲熱水生桿菌中提取的天然酶，一種是大腸桿菌合成的基因工程酶。一般來說一個典型的PCR反應，所需要的酶量是2.5U（總反應體積為100ul）。濃度過高可引起非特異性擴增，濃度過低則合成產物量減少。
實時熒光定量PCR是聚合酶鏈式反應（PCR）廣泛應用的一種變形。實時熒光定量PCR通過熒光染料或者熒光標記的特異性探針，對PCR產物進行標記跟蹤，實時在線監控反應過程，最后結合相應的軟件通過標準曲線對未知模板進行定量分析。實時熒光定量PCR可以實時定量檢測致病病原體基因核酸，一般來說，它比化學發光、蛋白芯片等免疫學方法更具獨到優勢。
實時熒光定量PCR標記的方法有內摻式染料（熒光染料SYBR Green I），序列特異性探針（Taqman Probe）和引物特異性探針（Amplifluor Probe）。SYBR Green使用方便，不必設計復雜的引物，成本低，靈敏度高，可以用于不同的模板，沒有序列特異性。Taqman探針對目標序列有很高的特異性，所以特別適合SNP檢測，目前應用非常廣泛。與普通PCR相比，實時熒光定量PCR全程監控，定量準確，引物和探針同時與模板特異性結合特異性高，熒光檢測靈敏度更高，無需跑膠自動化程度也更高。
診斷酶作為體外診斷生產商的核心原料，對于生產成本，產品質量和穩定性有著決定性的影響。由于診斷酶技術門檻高，自主研發難度大，目前體外診斷生產企業主要進口診斷酶，國際上主要的診斷酶生產廠家都有幾十年的歷史，酶產品質量穩定，批間差小，但是存在價格高，貨期長等弊端。酶作為特殊蛋白質維系生命過程，所以酶的研究對生命科學發展非常重要；酶作為生物催化劑在各個領域被廣泛應用，尤其是在醫療診斷尤其是在臨床診斷領域的應用，對提高人們的健康生活水平具有重大意義。