专利名称：基于持续荧光物标记的试条定量检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物医疗器械领域，具体涉及一种基于持续荧光物标记的试条定
量检测系统。该系统对持续荧光物标记的试条可进行自动扫描检测与结果判读，实现对病 原体、抗原、抗体、违禁药品、重大疾病(肿瘤、癌症、心血管疾病和糖尿病等)、农药残留量、 食品安全生物检测等多种目标被检物的定量或定性检测。
背景技术：
在免疫检测中，目前主要采用放射性免疫法(RIA)、酶联免疫吸附法(ELISA)和胶 体金标记等方法实现样品定量或者定性检测。这些方法存在不同程度缺陷。激光诱导荧光 检测技术被认为是目前最灵敏的检测方法之一。该方法具有灵敏度高、选择性好、响应速度 快等诸多优点，其应用范围遍及生物医学检验各领域。 激光诱导荧光检测技术目前最常使用的荧光标记物为有机荧光染料(如荧光素、 罗丹明等)。有机荧光标记物荧光寿命短，很难克服背量荧光干扰，检测灵敏度低。其后出 现的绿色荧光蛋白虽然发光强而稳定，但由于蛋白分子体积大、对环境比较敏感，实际操作 不方便。近年来出现的量子点和含有大量荧光报告分子(包括量子点、稀土螯合物、有机染 料等)的纳米颗粒可免受溶剂干扰，荧光发射强而稳定，目前已成为免疫标记领域的新热 点。 稀土离子，主要是Eu(III)、 Tb(III)、 Sm(III)、 Dy(III)的镧系螯合物，其激发波 长可通过配体调节，荧光发射特异性强，Stokes位移大，发射荧光寿命长，利用时间分辨荧 光技术可以大大减少生物医学样品本底和杂散光干扰，灵敏度可提高几个数量级。利用具 有长寿命荧光的稀土离子Eu、 Sm、 Dy、 Tb的镧系螯合物及它们的混合物组成的稀土纳米颗 粒作为荧光标记物现认为是很有前途的超微量分析方法。 量子点(Quantum Dot,简称QD)是20世纪90年代新发展的一种相对于传统荧光 染料和镧系螯合物更具优良光谱特征和光化学稳定性的半导体纳米晶体，其荧光发光效率 高、激发谱线范围宽、发射谱线范围窄、粒径与生物分子相近、表面修饰多功能化、荧光寿命 更长。作为新一代生物荧光标记物，其在免疫分析中的多组分同时测定、免疫示踪分子定 位、纳米生物传感器、实时检测、细胞成像、体内成像、疾病诊断以及研究生物大分子之间的 相互作用、组分在机体内的循环和作用方式等方面具有独特作用和广阔应用前景。文献报 道，量子点作为新一代生物荧光标记物，具有取代传统有机染料的深远潜力。与有机染料 分子相比，量子点主要优点有(l)光稳定性好。在激发光照射下，有机染料的荧光信号往 往很快变暗，而量子点则会持续发光，光漂白速度为罗丹明的1/100。 (2)发光强度高。量 子点为多电子体系，发光效率远高于单个有机分子，它在可见和紫外区的吸光系数为105L/ (mol.cm)数量级，使得其荧光发射强度远高于有机染料。(3)激发光谱范围宽。普通有机 荧光分子常常有特定的激发波长和发射波长，测定几种荧光光谱时必须用几种波长的光去 激发，这给多标记同时分析造成极大麻烦。而量子点的激发光谱在吸收阀值以上几乎是连 续的，谱峰较宽，只需一个比其发射光波长短的任意波长的光源激发，即可发射高亮度的荧光，并可被同时检测。(4)具较大Stokes位移和狭窄对称的发光光谱。量子点的荧光谱峰 相对有机染料峰形狭窄对称，半峰高宽度只有荧光素的1/3，半高峰宽常常只有40nm或更 小，且在长波方向无拖尾现象，此允许同时使用不同光谱特征的量子点，发射光谱不出现交 叠，使标记生物分子荧光谱的区分、识别变得很容易，这给生物医学领域实现样品同时检测 带来极大方便。(5)荧光寿命较长，约为数百纳秒。荧光漂白速率只有罗丹明6G的1/100， 较高的光化学稳定性可以保证其在体内存留数天乃至数月。有文献报道，在小鼠体内注入 量子点，8周后，仍有荧光检出。 量子点、稀土螯合物的结构特性、荧光机理和长寿命荧光特点，使它们作为持续荧 光标记物标记免疫层析试条在通过一个延迟时间检测时能有效消除背景荧光干扰(包括 生物体自荧光干扰和分析用材料产生的本底荧光干扰等)，从而达到准确检测样品被检物 浓度目的。而且，量子点用作持续荧光标记物，由于不同原料和同一原料不同粒子大小的量 子点，可产生不同波长的发射荧光，且量子点混合物不产生可变光谱荧光，因而可根据特定 大小、成分和结构的量子点产生特定荧光之光学特性来对量子点标记的目标被检物进行特 定荧光测定，能达到准确检测样品多组分目标物的浓度。 采用量子点标记试条检测生物医学样品，中国专利申请号200610024086. 7披露 了一种快速免疫层析试条检测方法，该申请号专利利用不同量子点标记不同目标物抗体， 在紫外下可用肉眼快速观察检测结果，实现样品多组分同时检测。不足之处是(l)该申请 号专利只对量子点标记试条的制作进行了描述，而没有披露相应配套的仪器检测系统，其 检测需要借助其它紫外检测仪才能进行，而且只是定性检测，不能实现定量检测。(2)采用 紫外检测对人体有害，操作不安全。(3)测量结果客观性差。由于检测者是通过肉眼来观 察试条检测带和质控带在紫外下产生的荧光强弱程度来判断检测结果的，检测结果易受检 测者经验影响，主观性强，同一试条在不同状态下有可能会作出不同的、甚至是错误的判断 结果，特别是对于那些目标物含量极低的样本，紫外发出的荧光很弱就更难用肉眼来判断 结果，灵敏度低。(4)不能监测生物反应的动态过程。免疫层析是一个动态反应过程，试条 上处于虹吸渗移状态的量子点标记粒子产生荧光属动态范畴，紫外目视法显然不能对这一 动态反应过程进行观察和分析，所以无法更深入地研究免疫层析反应过程。即使生物反应 失败，检测者也无法很好地分析反应失败的原因。中国专利申请号200610024566. 3披露 了一种量子点荧光探针联合检测生物芯片寻找中药靶点方法，该专利同样存在不足其涉 及的"量子点_中药成分"荧光探针的检测不仅需要其它技术提供相应蛋白芯片，而且其检 测同样需要借助另外的专用仪器设备。中国专利申请号200510059892. 3披露了一种包括 用于量子点试条检测的光电子快速诊断测试系统，但该专利目前尚未开发出现成产品，且 内容与本实用新型完全不同。此外，本实用新型作者在中国专利申请号200810186010. 3、 200820209876. 7、200810045548. 2、200820064223. 4文件中分别披露了两种基于量子点标 记的试条检测系统及其方法，但所述检测系统中的光学成像系统的结构组成与本实用新型 不同。 在稀土荧光纳米颗粒标记试条用以检测生物样品方面，中国专利申请号 200510052292. 4(发明名称"一种用荧光稀土纳米颗粒作为标记物的免疫层析方法及其 检测试条")披露了一种免疫层析方法及其检测试条，该专利申请同样只对稀土纳米颗粒标 记试条的制作进行了描述，其标记试条的检测需要借助其他荧光检测仪器，如借助紫外检测仪用肉眼检测、或用数码相机进行辅助观察、或通过专用的荧光测量仪进行检测，这使所 述试条的实际应用受到极大限制。中国专利申请号03819391. 4(发明名称"采用时间分 辨荧光的基于膜的检测")虽然披露了一种基于荧光稀土纳米颗粒标记膜的检测装置，但该 装置结构组成尤其是其光学成像系统的结构组成与本实用新型完全不同。还需指出的是， 目前运用稀土纳米颗粒作持续荧光标记物标记微孔板的固相检测方法已有较多文献报道， 并已开发出相应配套检测仪——时间分辨荧光检测仪(或系统)，其检测虽能达到较高灵 敏度，可以实现定量或半定量检测，但缺点是操作复杂，涉及加样、温浴、洗涤、显色、终止、 检测等多个步骤，操作需要2-4小时才能完成，对操作人员和环境也有一定要求，而且，除 了需要价格昂贵的配套仪器——时间分辨检测仪——外，还需要洗板机等其他辅助仪器设 备，因此，其普遍应用仍然受到限制。 鉴于现有技术的上述不足，本实用新型提供一种基于持续荧光物标记的试条定量 检测系统及其方法，其试条制作、所述系统结构组成、检测使用方法等都与现有技术完全不 同。 本实用新型所述定量检测系统及其检测使用方法用于生物医学样品定量或定性 检测，简单快速，操作方便，除与系统配套使用的持续荧光物标记试条、一张IC卡和系统本 身硬件外，不再需要其他任何仪器设备和试剂。所述试条制作简便，成本低廉，为一次性使 用产品。样品检测时，检测者只需将加有样品的持续荧光标记试条置入所述系统并插入配 套IC卡后，几分钟内就能准确获得检测结果。检测结果客观，灵敏度高，不仅能准确实现样 品单组分和多组分定量或定性检测，还能对试条免疫层析反应成败进行动态监测提示。 本实用新型内容 本实用新型技术方案如下 本实用新型所述持续荧光物标记试条定量检测系统包括持续荧光物标记试条18、 用于放置试条的试条架28、照明系统、成像系统、荧光图像接收器8、信号放大器9、模/数转 换器10、数据处理与控制系统11、输出显示装置12、打印机13、键盘14和一张与试条配套 的IC卡15。 所述系统的试条架28有试条槽。试条槽用于放置待测的持续荧光物标记试条18。 所述试条18顺次设有相互搭接粘贴的样品垫19、包被有持续荧光物标记物的玻璃纤维膜 结合垫20、具有检测带25和质控带26的分析膜21、强吸水垫22、试条反应终点指示标签 23和试条辨识标签24。 所述照明系统包括一激发光源l，在该激发光源1的输出光路上依次为光纤束2、 准直照明透镜3、分色镜4、前镜组5，直至持续荧光物标记试条18。激发光源1包括发光二 极管LED或激光二极管。光纤束2将光源1发出的光分为具有一定间距、且强度相同的两 激光束，该两激光束由准直照明透镜3准直为两束平行光后入射到分色镜4表面经前镜组 5同步照射到试条检测带25和质控带26上激发试条检测带25和质控带26的持续荧光物 标记复合物发出特征波长反射荧光。 所述成像系统包括共光轴的前镜组5、分色镜4、滤光片6、后镜组7。分色镜4反 射面与光轴夹角成45t:。前镜组5和后镜组7均采用分离结构。照明系统光路在分色镜4 之前部分与所述成像系统的光轴相垂直，在分色镜4之后的部分与所述成像系统共光轴。 所述荧光图像接收器8位于后镜组7像面上。荧光图像接收器8的信号输出端经信号放大器9与模/数转换器10相连。荧光图像接收器8收集试条检测带25和质控带26 反射来的特征波长荧光信号，将其转换成为电信号后由信号放大器9进行电信号放大。荧 光图像接收器8具有多种可供选择对象，包括CCD、 CMOS、光电倍增管、光电二极管、光电三极管。 所述的模/数转换器10的信号输入端与荧光图像接收器8之后的信号放大器9 信号输出端相连，模/数转换器10的信号输出端与数据处理与控制系统11的信号输入端 相连。所述的模/数转换器10用于将信号放大器9传输来的放大电信号转变为数字信号。 一个显而易见的实施例是，所述定量检测系统当选用CMOS作荧光图像接收器8时，由于现 今商业型号的CMOS已集成有功能放大器9和模/数转换器10，因此，由此构成的定量检测 系统可不再另外使用功能放大器9和模/数转换器10。 所述数据处理与控制系统11采集、存储模/数转换器10传输来的试条检测带和 质控带反射荧光信号的数字信号，并对该数字信号进行数据处理。所述数据处理与控制系 统11还配有输出显示装置12、打印机13、键盘14和一张与试条相配套的IC卡15，它们分 别与数据处理与控制系统11相连。所述数据处理及控制系统11与试条架28之间还有一 驱动控制电路16，17，该电路16， 17能使所述定量检测系统通过其数据处理与控制系统11 读取IC卡15上参数后发出指令从而自动控制试条架28运动以适合照明系统发出的光能 对试条检测带25和质控带26进行自动扫描。所述数据处理与控制系统11可以为具有相 应数据处理和控制软件的单片机、CPU或PC机。 所述定量检测系统的输出显示装置12可以为上位机、字母数字LCD、LED、声音等。 所述定量检测系统配合不同的输出显示装置12，可实现样品单一成分或多组分定量或定性 检测当所述定量检测系统用于样品定量检测时，输出显示装置12可以为上位机或字母数 字LCD;当所述定量检测系统用于样品定性检测时，输出显示装置12可以为LED或声音等。 所述IC卡15贮存有各被检物相应检测标准工作曲线和试条质控带光密度参考监 控值。IC卡15与数据处理与控制系统15之间采用USB串口通讯，样品检测时，IC卡15能 实时插拔。IC卡15贮存的各被检物相应检测标准工作曲线可以采用下述两种曲线方式之 一 其一为被检物标准品系列浓度与该被检物标准品系列浓度经本实用新型所述定量检测 系统测得的检测带光密度值/质控带光密度值的比值(0D，,/0D^e^)之间的对应关系曲 线；也可以为被检物标准品系列浓度与该被检物标准品系列浓度经本实用新型所述定量检 测系统测得的检测带光密度值/(检测带光密度值+质控带光密度值)的比值(0D，,/(0D 检测带+0D质控带))之间的对应关系曲线。标准曲线制作时得到的试条质控带28光密度值(0D 5te^)同时随标准工作曲线存贮于IC卡15上兼作试条反应成败的参考监控值。样品实际 检测中，如果反应失败，样品检测得到的0D皿^与IC卡15上存贮的相应OD^e^值将会产 生极大统计学误差。IC卡15贮存参数与各批次试条产品相配套。样品检测时，操作者插入 IC卡15，数据处理与控制系统11读取IC卡15参数后发出指令自动控制试条架28运动使 照明系统发出的、并经分色镜4反射来的光能对试条检测带25和质控带26进行自动扫描， 从而得到检测带25和质控带26发出的特征频率荧光光密度值，并根据IC卡15存贮的相 应被检物标准工作曲线(同时参考试条质控带光密度参考监控值所提示的生物反应成败) 即可实现被检物浓度准确测定。IC卡15还可作临时存储器存储检测结果信息，每一检测都 可以打印或保存。所述IC卡15存贮的各被检物相应标准工作曲线的制作方法为(l)配制
7标准品系列浓度；(2)将各标准品系列浓度置于本实用新型所述定量检测系统测得相应OD 检测带禾口 OD质控带并分另Ui十算出0D检测带/0D质控带比值或OD检测带/ (OD检测带+OD质控带 )比值；(3)以 各标准品系列浓度作X轴，测试结果以OD检测带/OD质控带比值作Y轴，绘制标准工作曲线，或 以各标准品系列浓度作X轴，测试结果以OD
检测带/ (OD检测带+OD质控带 )比值作Y轴，绘制标准 工作曲线；(4)编写标准工作曲线软件，并将该曲线软件与试条质控带光密度参考监控值 存贮于IC卡15上。 本实用新型检测原理基于持续荧光物标记试条检测带25上的持续荧光物标记 复合物被一定波长激光激发后可发出相应特征波长荧光，该荧光信号与待测样品浓度成正 相关。如果试样中待测样品浓度越大，试条检测带25上的持续荧光物标记复合物发出的特 征波长荧光信号就越强。反之，试样中待测样品浓度越小，试条检测带25上的持续荧光物 标记复合物发出的特征波长荧光信号就越弱。根据这一关系，本实用新型将待测样品施加 在试条一端(即加样孔27处)，利用试条微孔滤膜的毛细管虹吸作用，使目标被检物液体样 品在试条另一端的强吸水垫22的拉动下慢慢向试条微孔滤膜后端渗移，当液体样品中有 目标被检物分子(如被检物特异抗原或抗体)时，它们便与包被在试条前中段的玻璃纤维 膜结合垫20上的被标记有持续荧光物的相应生物分子结合并一起向试条后端渗移至试条 分析膜21的检测带25，与包被在检测带25的特异目标被检物相关分子(如相应目标被检 物分子的特异抗体或抗原)结合形成检测带持续荧光物标记复合物，剩余的一部分标有持 续荧光标记物的生物分子继续渗移至试条质控带26并与质控带26预包被的质控物(如二 抗)结合形成质控带持续荧光物标记复合物。结合在试条检测带25和质控带26的持续荧 光物标记复合物因结合有持续荧光物，它们在激发光源发出的光的激发下，即发射出相应 长寿命的特征波长荧光，该特征波长持续荧光强度可反映被检物浓度。通过接收、转换、传 输、处理该特征波长荧光强度信息，因此能准确检测出被检物浓度。 本实用新型所述持续荧光物系指一类被一定波长激发光激发后能持续发出寿命 相对较长特征波长荧光的物质，其特别包括量子点和纳米稀土荧光配合物。 所述量子点包括ZnS、 CdS、 HgS、 ZnSe、 CdSe、 HgSe、 CdTe、 ZnTe、 ZnO、 PbSe、 HgTe、 CaAs 、 InP 、 InAs 、 InCaAs 、 CdS/ZnS 、 CdS/Ag2S 、 CdS/PbS 、 CdS/Cd (OH) 2 、 CdS/HgS 、 CdS/HgS/CdS 、 ZnS/CdS、 ZnS/CdS/ZnS、 ZnS/HgS/ZnS/CdS、 CdSe/CdS、 CdSe/ZnS、 CdSe/ZnSe、 CdSe/CuSe、 CdSe/HgTe、 CdSe/HgSe、 CdSe/HgSe/CdSe、 CdTe/HgS、 CdTe/HgTe、 InAs/InP、 InAs/CdSe、 InAs/ZnSe、 MgS、 MgSe、 MgTe、 CaS、 CaSe、 CaTe、 SrS、 SrSe、 SeTe、 BaS、 BaSe、 BaTe、 CdS:Mn、 ZnS:Mn、CdS: Cu、ZnS: Cu、CdS: Tb、ZnS: Tb中的任意一种或任意几种纳米粒子的组合，以及由 上述任意一种量子点为核、二氧化硅为壳的核_壳型纳米复合粒子。 所述纳米稀土荧光配合物包括铕(Eu)、钐(Sm)、镝(Dy)、铽(Tb)的镧系螯合物或 它们的混合物。 上述持续荧光物标记的目标被检物包括病原体、抗原、抗体、违禁药品、重大疾病 (肿瘤、癌症、心血管疾病和糖尿病等)、农药残留量、食品安全生物检测等多种目标被检 物。本实用新型对上述持续荧光物标记的目标被检物进行单一或混合定量或定性检测。 本实用新型所述持续荧光物标记试条的制备方法包括以下步骤 (1)试条各组件制备 ①样品垫制备选用纤维素膜作为样品垫固相材料，切成具有一定规格的膜块，将样品垫膜块放入样品垫封闭液(pH = 7. 2 0. 03mol/L磷酸盐缓冲液+5% BSA， +0. 1 % Tween 20)中浸泡，取出，烘干，使其充分干燥备用。 ②玻璃纤维膜结合垫制备选用玻璃纤维膜作为结合垫固相材料，切成具有一定 规格的膜块，在该膜块上加上持续荧光物与目标被检物相关分子的结合物溶液(即持续荧 光物标记物溶液)，烘干膜块，使其充分干燥备用。 ③分析膜制备选用硝酸纤维素膜作为分析膜固相材料，切成具有一定规格的膜 块，在该膜块上相隔一定距离分别喷点目标被检物相关特异分子作为检测带和喷点二抗质 控物作为质控带，烘干该膜块，使其充分干燥备用。 ④强吸水垫制备选用纤维素膜并切成具有一定规格的膜块，充分干燥备用。 ⑤试条反应终点指示标签制备选用变色范围为5. 0-9. 0的精密pH试纸，切成具 有一定规格的膜块，充分干燥备用。 ⑥试条辩识标签制备选用印制有试纸标识的标签纸切成具有一定规格的膜块， 充分干燥备用。 (2)试条装配将制备好的试条各组分按样品垫19、玻璃纤维膜结合垫20、分析 膜21、强吸水垫22、试条反应终点指示标签23、试条辩识标签24顺次相互搭接粘于塑料背 板上，并剪切成一定规格的试条。该试条可以装入外壳中，在干燥条件下备用。该外壳可以 是塑料的。 本实用新型所述定量检测系统的工作过程为将加有样品的待测持续荧光物标记 试条18放于试条架28的试条槽内。光源1发出的光经光纤束2分为具有一定间距且强度 相同的两激光束，该两激光束由准直照明透镜3准直为两束平行光入射到分色镜4表面，经 分色镜4反射后通过前镜组5同步照射到位于前镜组5物面试条18的检测带25和质控带 26上激发试条18检测带25和质控带26的持续荧光物标记复合物发出特征波长反射荧光， 检测带25和质控带26发出的特征波长反射荧光经前镜组5收集、透过分色镜4、滤光片6 滤去杂光后出后镜组7进入荧光图像接收器8中被检测转换为电信号，转换后的电信号经 信号放大器9放大信号后传输给模/数转换器10转换为数字信号，数据处理与控制系统11 采集、存储传输来的数字信号并对其进行数据处理，获得各被检物检测带25光密度值0D检测 带和质控带26光密度值0D 质控带，进而i十算f寻至Ll 0D检测带/0D质控带比值或0D检测带/(0D检测带+0D质 控带)比值，并自动根据IC卡15上存贮的相应被检物标准工作曲线分析计算出被检物浓度， 检测结果传输给输出显示装置12，完成整个检测过程。 免疫层析是一个动态反应过程，持续荧光物标记粒子在试条上虹吸渗移产生激发 荧光的过程因而也属动态范畴。不同厂家生产的试条产品、或同一厂家生产的不同批次试 条产品、甚至同一厂家生产的同一批次不同分号的试条产品，由于制作工艺和原材料选用 方面可能存在差异，其生产的试条产品的质量可能不会完全相同。当这些试条产品用于被 检物浓度测定时，势必会影响到被检物浓度的精确测定。例如，制作试条所用的纤维素膜来 源不同、膜滤孔大小不同、试条厚度不同等都有可能使反应物在所制作的试条上不会以完 全相同的虹吸渗移速率前行，有的反应物甚至有可能被滞留在试条检测带25和质控带26 之前的试条渗移途中。此外，检测者检测样品时所处环境条件不可能完全一样，例如，野外 现场检测和室内检测时存在的温度、湿度等差异也有可能影响到试条反应物在试条上不会 以完全相同的渗移速率前行，从而影响到被检物浓度的精确测定。为解决上述问题，本实用新型采用试条随配IC卡15存贮相应被检物标准工作曲线和由IC卡15同时提供试条质控 带光密度参考监控值提示反应成败办法。IC卡15上的标准曲线和试条质控带光密度参考 监控值可随试条批间差异而调整，操作不仅十分简便，而且提高了检测的精确性和灵活性。 检测通过查IC卡15上标准工作曲线，即可得到准确检测结果；同时，结合IC卡15上存贮 的试条质控带光密度参考监控值，可获知试条反应过程是否成立，从而可判断出所检测到 的结果是否真实有效。此外，本实用新型经过大量试条反应试验还发现试条在加入样品反 应3分钟后，试条上的试条反应终点指示标签23能够显色，提示试条在加入样品反应3分 钟后的某一特定时刻，试条反应物已充分渗移过检测带25和质控带26位置。因此，本实用 新型采用在所述定量检测系统开机3分钟以后的特定时刻才正式使所述系统开始样品检 测，这比较适宜所述系统IC卡15标准工作曲线和试条质控带光密度参考监控值工作。本 实用新型将这一试条反应时间拟合为系统自检扫描时间，该时间参数也可标识在与试条相 配套的IC卡15上。 本实用新型所述定量检测系统的检测使用方法通过下述步骤实现 ①开机接通电源； ②插入存贮有被检物检测标准工作曲线和试条质控带光密度参考监控值的IC卡 15 ; ③)将加有待测样品的持续荧光物标记试条18放于试条架28的试条槽中； ④键盘读入检测参数，包括IC卡15上存贮的被检物检测标准工作曲线和质控带 光密度参考监控值、系统自检扫描时间、样品名称、样品编号、试条批号、试条效期、检测者 姓名、检测日期、IC卡密码等，之后系统自动开始自检计时； ⑤系统自检结束，数据处理与控制系统11读取IC卡15参数，并驱动试条架28运 动以适合照明系统发出的光对试条18检测带25和质控带26进行自动扫描，扫描得到的光 信号经光电及模/数转换后，转换为数字信号，传输给数据处理与控制系统11 ; ⑥数据处理与控制系统11自动识别数字信号中被检物特征波长处的光密度值0D 检测带和质控带光密度值0D鹏带，自动计算得到OD检测带/OD质控带比值或OD检测带/(OD检测带+OD质 控带)比值，并根据IC卡15中存贮的相应被检物检测标准工作曲线自动计算得到被检物浓 度，IC卡15同时提供的质控带光密度参考监控值(OD^e^)可判断所得被检物浓度是否有 效； ⑦将分析结果传输给输出显示装置12，输出结果。 本实用新型要解决的技术问题 本实用新型要解决的第一个问题是提供一种基于持续荧光物标记的试条定量检 测系统。该检测系统不仅能对目标被检物进行单一或混合定量或定性检测，而且还能实现 对免疫层析反应动态过程进行观测。所述检测系统具有检测灵敏度高、检测结果客观公正、 使用灵活等优点。 本实用新型要解决的第二个问题是提供所述定量检测系统的检测使用方法。 本实用新型有益效果 (1)能快速准确实现样品单一或多组分定量或定性检测。本实用新型所述持续荧 光物发射特征波长荧光亮度高、峰窄、对称、Stokes位移大、寿命长，用其标记试条目标被 检物相关分子，通过一个适当延迟时间检测其所发出的特征波长持续荧光强度，能在有效消除短寿命背景荧光干扰的同时，达到对试条上发出持续荧光信号的相关目标被检物分子 进行定量或定性检测。其中，量子点作持续荧光标记物更具优良特性，不同粒径、不同成分 和不同结构的量子点不仅能产生不同特征波长持续荧光峰谱，且量子点混合物产生的持续 荧光峰谱不重叠。选用不同粒径、成分和结构的量子点分别标记试条目标被检物相关分子 混合物并进行特定荧光信号测定，能快速准确检测出样品单一组分和多组分目标被检物浓 度。 (2)能对反应过程进行动态监测。本实用新型根据试条检测带和质控带的OD检测带 /0D质控带比值或OD检测带/(OD检测带+OD鹏带)比值、利用随配IC卡l5上存贮的各目标被检物 相应标准工作曲线来由数据处理与控制系统ll自动分析确定目标被检物浓度。如果检测 反应失败，检测过程中所得到的质控带光密度值OD质控^会与IC卡15存贮的质控带光密度 参考监控值OD^e^存在极大统计学误差，提示试条反应失败。IC卡15上的标准曲线和质 控带光密度参考监控值可随试条批间差异而调整，克服了不同批次、不同厂家生产试条质 量差异可能造成的被检物浓度检测差异；本实用新型还对系统正式检测样品前的试条反应 时间进行了反复考察，该试条反应时间在本实用新型中被拟合为系统自检扫描时间也被标 识在IC卡15上，该时间参数可指令系统在该时间之后才开始正式对样品进行检测，保证了 试条反应物在系统正式开始检测前已充分渗移至试条检测带25和质控带26位置以适合照 明系统发出的光能对试条检测带25和质控带26进行自动扫描，提高了检测的精确性。 (3)能实现样品在线检测。本实用新型所述荧光图像接收器8可以为CCD、 CMOS、 光电倍增管、光电二极管或光电三极管。CCD和CM0S作荧光图像接收器8，所构成的试条定 量检测系统不仅适用于室内检测，而且还可实现样品在线检测，广大室外场所均能方便使 用。CMOS体积小，成本价格低廉。 (4)能方便检测者用户对检测结果信息进行灵活实时存取与外携。本实用新型所 述IC卡15通过USB串口与数据处理与控制系统11相连，IC卡15除用于存贮被检物相应 标准工作曲线和质控带光密度参考监控值外，还可用于临时存贮检测者的样品检测结果信 息，检测者根据自己需要可对IC卡15进行实时插拔，从而方便检测者灵活实现对检测结果 信息的存取与外携。 (5)检测快速，操作方便，检测不需要其他仪器设备和试剂，检测者只要将加有样 品的持续荧光物标记试条18置入所述定量检测系统后，几分钟就能准确获得准确检测结 果。检测结果客观，灵敏度高。
图1 :基于持续荧光物标记的试条定量检测系统结构框图。 图2:试条侧视结构图。 图3:试条俯视结构图。 图4 :乙肝病毒表面抗原(HBsAg)检测标准工作曲线。 图5 :量子点标记的HBsAg荧光光谱曲线。 图6 :肿瘤标志物AFP、 CEA、 PSA检测标准工作曲线。 图7 :量子点标记的AFP、 CEA、 PSA荧光光谱曲线。 图8 :CEA检测标准工作曲线。
11[0063] 图9 :Eu3+纳米微粒标记的CEA荧光光谱曲线。 序号表示如下1、光源；2、光纤束；3、准直照明透镜；4、分色镜；5、前镜组；6、滤 光片；7、后镜组；8、荧光图像接收器；9、信号放大器；10、模/数转换器；11、数据处理与控
制系统；12、输出显示装置(如上位机、字母数字LCD、LED、声音等)；13、打印机；14、键盘；
15、 IC卡；16、驱动模块；17、步进电机；18、试条；19、样品垫；20、玻璃纤维膜结合垫；21、分
析膜；22、强吸水垫；23、试条反应终点指示标签；24、试条辨识标签；25、检测带；26、质控 带；27、加样孔(其下对应着样品垫19) ;28、试条架；29、光纤束包裹两束光纤
具体实施方式实施例1持续荧光物标记试条定量检测系统结构、工作流程和检测方法( — )持续荧光物标记试条定量检测系统结构 图1是本实用新型所述持续荧光物标记试条定量检测系统的结构框图。所述定量 检测系统包括持续荧光物标记试条18、用于放置试条的试条架28、照明系统、成像系统、荧 光图像接收器8、信号放大器9、模/数转换器10、数据处理与控制系统11、输出显示装置 12、打印机13、键盘14和一张与试条配套的IC卡15。 所述系统的试条架28有试条槽。试条槽用于放置待测的持续荧光物标记试条18。 所述试条18顺次设有相互搭接粘贴的样品垫19、包被有持续荧光物标记物的玻璃纤维膜 结合垫20、具有检测带25和质控带26的分析膜21、强吸水垫22、试条反应终点指示标签 23和试条辨识标签24。 所述照明系统包括一激发光源l，在该激发光源1的输出光路上依次为光纤束2、 准直照明透镜3、分色镜4、前镜组5，直至持续荧光物标记试条18。激发光源1包括发光二 极管LED或激光二极管。光纤束2将光源发出的光分为具有一定间距、且强度相同的两激 光束，该两激光束由准直照明透镜3准直为两束平行光后入射到分色镜4表面经前镜组5 同步照射到试条检测带25和质控带26上激发试条检测带25和质控带26的持续荧光物标 记复合物发出特征波长反射荧光。 所述成像系统包括共光轴的前镜组5、分色镜4、滤光片6、后镜组7。分色镜4反射 面与光轴夹角成45t:。前镜组5和后镜组7均采用分离结构。照明系统光路在分色镜4之 前部分与所述成像系统的光轴相垂直，而在分色镜4之后的部分与所述成像系统共光轴。 所述荧光图像接收器8位于后镜组7像面上。所述荧光图像接收器8的信号输出 端经信号放大器9与所述模/数转换器10相连。所述荧光图像接收器8收集试条检测带 25和质控带26反射来的特征波长荧光信号，将其转换成为电信号后由信号放大器9进行信 号放大。本实用新型所述持续荧光物标记试条定量检测系统的荧光图像接收器8具有多种 可供选择对象，包括CCD、CMOS、光电倍增管、光电二极管、光电三极管。选用CCD和CMOS作 荧光图像接收器8所构成的持续荧光物标记试条定量检测系统既可用于样品室内检测，也 可用于样品实时在线检测以方便室外样品现场检测使用。现今商业型号的CMOS荧光图像 接收器产品已获CCD相似图像质量，体积小，功耗和价格较之CCD更低，并已集成有信号放 大和模/数转换器，能将信号进行放大和具有模/数转换功能。因此，当选用CMOS构成本 实用新型持续荧光物标记试条定量检测系统时，可不再另外使用信号放大器9和模/数转 换器10以更能降低所述定量检测系统生产成本。即CMOS采集试条检测带和质控带反射并
12传输来的持续荧光物标记复合物特征波长荧光信号并进行光电及模/数转换，转换后的数 字信号由数据处理与控制系统11进行存储、处理。 所述的模/数转换器10的信号输入端与荧光图像接收器8后的信号放大器9信 号输出端相连，模/数转换器10的信号输出端与数据处理与控制系统11的信号输入端相 连。所述的模/数转换器10用于将信号放大器9传输来的放大电信号转变为数字信号。 所述数据处理与控制系统11采集、存储模/数转换器IO传输来的数字信号，并对 数字信号进行数据处理。所述数据处理与控制系统11还配有输出显示装置12、打印机13、 键盘14和一张与试条相配套的IC卡15，它们分别与数据处理与控制系统11相连。所述数 据处理及控制系统11与试条架28之间还有一驱动控制电路16， 17，该电路16， 17能使所述 定量检测系统通过其数据处理与控制系统11读取IC卡15上参数后发出指令从而自动控 制试条架28运动以适合照明系统发出的光能对试条检测带25和质控带26进行自动扫描。 所述数据处理与控制系统11可以为具有相应数据处理和控制软件的单片机、CPU或PC机。 所述定量检测系统的输出显示装置12可以为上位机、字母数字LCD、LED、声音等。 所述系统配合不同的输出显示装置12，实现样品单一成分或多组分定量或定性检测。即 所述系统用于样品定量检测时，输出显示装置12可以为上位机或字母数字LCD ;所述系统 用于样品定性检测时，输出显示装置12可以为LED或声音等。 所述IC卡15贮存有各被检物相应检测标准工作曲线和试条质控带光密度参考监 控值。IC卡15与数据处理与控制系统11之间采用USB串口通讯，样品检测时，IC卡15能 实时插拔。IC卡15贮存的各被检物相应检测标准工作曲线可以采用下述两种曲线方式之 一 其一为被检物标准品系列浓度与该被检物标准品系列浓度经本实用新型所述定量检测 系统测得的检测带光密度值/质控带光密度值的比值(0D，,/0D^e^)之间的对应关系曲 线；也可以为被检物标准品系列浓度与该被检物标准品系列浓度经本实用新型所述定量检 测系统测得的检测带光密度值/(检测带光密度值+质控带光密度值)的比值(0D，,/(0D 检测带+0D质控带))之间的对应关系曲线。标准曲线制作时得到的试条质控带26光密度值(0D 5te^)同时随标准工作曲线存贮于IC卡15上兼作试条反应成败的参考监控值。样品实际 检测中，如果反应失败，样品检测得到的0D^,值与IC卡15上存贮的相应0D^,值将会产 生极大统计学误差。IC卡15贮存参数与各批次试条产品相配套。样品检测时，操作者插入 IC卡15，数据处理与控制系统11读取IC卡15参数后发出指令自动控制试条架28运动使 照明系统发出并经分色镜4反射来的光能对试条检测带25和质控带26进行自动扫描，从 而得到检测带25和质控带26发出的特征频率荧光光密度值，并根据IC卡15存贮的相应 被检物标准工作曲线(同时参考试条质控带光密度参考监控值所提示的生物反应成败)即 可实现被检物浓度准确测定。IC卡15还可作临时存储器存储检测结果信息，每一检测都可 以打印或保存。所述IC卡15存贮的各被检物相应标准工作曲线的制作方法为(1)配制 标准品系列浓度；(2)将各标准品系列浓度置于本实用新型所述定量检测系统测得相应OD 检测带禾口 0D质控带并分另Ui十算出0D检测带/0D质控带比值或0D检测带/ (0D检测带+0D质控带 )比值；(3)以 各标准品系列浓度作X轴，测试结果以OD检测带/OD质控带比值作Y轴，绘制标准工作曲线。或 以各标准品系列浓度作X轴，测试结果以0D
检测带/ (0D检测带+0D质控带 )比值作Y轴，绘制标准 工作曲线；(4)编写标准工作曲线软件，并将该曲线软件与试条质控带光密度参考监控值 存贮于IC卡15上。[0076] 本实用新型采用试条随配IC卡15存贮相应被检物标准工作曲线和由IC卡15提 供试条质控带光密度参考监控值提示反应成败办法。IC卡15上的标准曲线和质控带光密 度参考监控值可随试条批间差异而调整。本实用新型采用在所述定量检测系统开机3分钟 以后的特定时刻才正式使所述系统开始进行样品检测，以适合IC卡的检测标准工作曲线 和试条质控带光密度参考监控值工作。这一试条反应时间在本实用新型中被拟合为系统自 检扫描时间，其参数仍标识在与试条相配套的IC卡15上。 本实用新型所述持续荧光物系指一类被一定波长激发光激发后可持续发出寿命 相对较长特征波长荧光的物质，其特别包括量子点和纳米稀土荧光配合物。其中，所述量 子点包括ZnS、 CdS、 HgS、 ZnSe、 CdSe、 HgSe、 CdTe、 ZnTe、 Zn0、 PbSe、 HgTe、 CaAs、 InP、 InAs、 InCaAs、 CdS/ZnS、 CdS/Ag2S、 CdS/PbS、 CdS/Cd (0H)2、 CdS/HgS、 CdS/HgS/CdS、 ZnS/CdS、 ZnS/ CdS/ZnS 、 ZnS/HgS/ZnS/CdS 、 CdSe/CdS 、 CdSe/ZnS 、 CdSe/ZnSe 、 CdSe/CuSe 、 CdSe/HgTe 、 CdSe/ HgSe 、 CdSe/HgSe/CdSe 、 CdTe/HgS 、 CdTe/HgTe 、InAs/InP 、InAs/CdSe 、InAs/ZnSe 、 MgS 、 MgSe 、 MgTe、 CaS、 CaSe、 CaTe、SrS、SrSe、SeTe、 BaS、 BaSe、 BaTe、 CdS:Mn、 ZnS:Mn、 CdS: Cu、 ZnS: Cu、 CdS:Tb、 ZnS:Tb中的任意一种或任意几种纳米粒子的组合，以及由上述任意一种量子点 为核、二氧化硅为壳的核-壳型纳米复合粒子。所述纳米稀土荧光配合物包括铕(Eu)、钐 (Sm)、镝(Dy)、铽(Tb)的镧系螯合物或它们的混合物。 上述持续荧光物标记的目标被检物包括病原体、抗原、抗体、违禁药品、重大疾病 (肿瘤、癌症、心血管疾病和糖尿病等)、农药残留量、食品安全生物检测等多种目标被检 物。本实用新型对上述持续荧光物标记的目标被检物进行单一或混合定量或定性检测。 与现有技术相比较，本实用新型的特点在于能实现样品单一组分或多组分准 确定量检测，根据需要也可进行样品半定量或定性检测；利用荧光图像接收器(如CCD、 CMOS)、模数转换器及数据处理与控制系统(包括CPU、单片机、PC机)并结合试条反应时间 (即开机后所述系统自检扫描时间)，能方便分析试条反应物的渗移分布状态，实现对生物 反应过程的动态监测，达到深入了解该生物反应过程的成败细节；处理软件(如IC卡)能 自动有机结合持续荧光物标记试条检测带25和质控带26荧光强弱准确定量目标被检物浓 度或定性检测目标被检物有无，克服了不同批次、不同厂家生产的试条产品因其质量差异 而造成的检测结果差异，检测结果客观，操作方便，不需其他任何仪器设备和试剂，几分钟 内就能准确获得检测结果，工作效率高。 ( 二 )本实用新型所述持续荧光物标记试条定量检测系统工作过程 本实用新型所述定量检测系统的工作过程为将加有样品的待测持续荧光物标记 试条18放于试条架28的试条槽内。光源1发出的光经光纤束2分为具有一定间距且强度 相同的两激光束，该两激光束由准直照明透镜3准直为两束平行光入射到分色镜4表面，经 分色镜4反射后通过前镜组5同步照射到位于前镜组5物面试条18的检测带25和质控带 26上激发试条18检测带25和质控带26的持续荧光物标记复合物发出特征波长反射荧光， 检测带25和质控带26发出的特征波长反射荧光经前镜组5收集、透过分色镜4、滤光片6 滤去杂光后出后镜组7进入荧光图像接收器8中被检测转换为电信号，转换后的电信号经 信号放大器9放大信号后传输给模/数转换器10转换为数字信号，数据处理与控制系统11 采集、存储传输来的数字信号并对其进行数据处理，获得各被检物检测带25光密度值OD检测 带和质控带26光密度值OD 质控带，进而i十算f寻至Ll OD检测带/OD质控带比值或OD检测带/(OD检测带+OD质控带)比值，并自动根据IC卡15上存贮的相应被检物标准工作曲线分析计算出被检物浓度， 之后将检测结果传输给输出显示装置12，完成整个检测过程。(三)本实用新型所述持续荧光物点标记试条定量检测系统的检测使用方法 本实用新型所述定量检测系统的检测使用方法通过下述步骤实现 ①开机接通电源； ②插入存贮有被检物检测标准工作曲线和试条质控带光密度参考监控值的IC卡 15 ; ③)将加有待测样品的持续荧光物标记试条18放于试条架28的试条槽中； ④键盘读入检测参数，包括IC卡15上存贮的被检物检测标准工作曲线和质控带 光密度参考监控值、系统自检扫描时间、样品名称、样品编号、试条批号、试条效期、检测者 姓名、检测日期、IC卡密码等，之后系统自动开始自检计时； ⑤系统自检结束，数据处理与控制系统11读取IC卡15参数，并驱动试条架28运 动以适合照明系统发出的光对试条18检测带25和质控带26进行自动扫描，扫描得到的光 信号经光电及模/数转换后，转换为数字信号，传输给数据处理与控制系统11 ; ⑥数据处理与控制系统11自动识别数字信号中被检物特征波长处的光密度值0D 检测带和质控带光密度值0D鹏带，自动计算得到OD检测带/OD质控带比值或OD检测带/(OD检测带+OD质 控带)比值，并根据IC卡15中存贮的相应被检物检测标准工作曲线自动计算得到被检物浓 度，IC卡15同时提供的质控带光密度参考监控值(OD^e^)可判断所得被检物浓度是否有 效。 ⑦将分析结果传输给输出显示装置12，输出结果。 实施例2量子点作持续荧光物标记试条检测乙肝表面抗原HBsAg (单项检测)( — )量子点标记的乙肝表面抗原HBsAg试条制作 所述检测用的量子点标记试条顺次设有相互搭接粘贴的样品垫19、包被有量子点 标记的HBsAg单克隆抗体的玻璃纤维膜结合垫20、具有检测带25和质控带(26)的分析膜 21、强吸水垫22、试条反应终点指示标签23和"HBsAg"试条辨识标签(24)。检测带25包被 有HBsAg单克隆抗体。质控带26包被有二抗质控物羊抗鼠IgM抗体、或羊抗鼠IgG抗体、 或兔抗鼠IgM抗体、或兔抗鼠IgG抗体。 1、试条各组分制备 (1)样品垫选用纤维素膜，切成297X 15mm膜块，置长形槽中，加封闭液(pH = 7. 20. 03mol/L磷酸盐缓冲液+5% BSA，+0. 1% Tween 20)常温浸泡30min。取出膜块，37。C 烘干，充分干燥备用。 (2)玻璃纤维膜结合垫选用玻璃纤维膜，切成297X10mm膜块，置长形槽中，加预 先准备好的量子点-HBsAg单克隆抗体结合物溶液于其上，取出膜块，37t:烘干，充分干燥 备用。 (3)分析膜选用硝酸纤维素膜，切成297X25mm膜块，置长形槽中，自膜块底边起 由下自上相隔一定距离用点膜仪分别喷点O. 5-5mg/mlHBsAg单克隆抗体作检测带和喷点 0. 5-5mg/ml羊抗鼠IgM抗体、或羊抗鼠IgG抗体、或兔抗鼠IgM抗体、或兔抗鼠IgG抗体作 质控带，之后将所制膜块于37t:烘干，充分干燥备用。 (4)强吸水垫选用具有强吸水作用的纤维素膜，切成297X30mm膜块，充分干燥备用。 (5)试条反应终点指示标签选用变色范围为5. 0-9. 0的精密pH试纸，切成具有 297 X 5mm的膜块，充分干燥备用。 (6)试条辩识标签选用印制有"HBsAg"标识的标签纸切成具有297 X 5mm的膜块，
充分干燥备用。 2、试条装配 将制备好的试条各组分按样品垫19、玻璃纤维膜结合垫20、分析膜21、强吸水垫 22、试条反应终点指示标签23、试条辩识标签24顺次相互搭接粘于塑料背板上，并剪切成 一定规格的试条。该试条可以装入外壳中，在干燥条件下备用。该外壳可以是塑料的。 ( 二 )乙肝表面抗原HBsAg检测标准工作曲线绘制与存贮 图4是HBsAg检测标准工作曲线。其制作方法如下 1、 HBsAg标准品系列浓度配制 用1 : 10稀释的正常人血清(以pH = 7. 20. 03mol/LPB缓冲液稀释)作稀释液， 将HBsAg标准品配成系列浓度20份0pg/ml、100pg/ml、200pg/ml、300pg/ml、400pg/ml、 500pg/ml、600pg/ml、 700pg/ml、 800pg/ml、 900pg/ml、1000pg/ml、1100pg/ml、1200pg/ml、 1300pg/ml、1400pg/ml、1500pg/ml、1600pg/ml、1700pg/ml、1800pg/ml、1900pg/ml。 2、绘制HBsAg检测标准工作曲线 上述每一 HBsAg标准品系列浓度分别用10条量子点标记的HBsAg试条于相同系 统设置条件下检测IO次，分别读得其检测带光密度值(OD，,)与质控带光密度值(OD质控 带)，计算平均值和OD检测带/OD质控带比值。以HBsAg标准品系列浓度作X轴，以每一 HBsAg标 准品系列浓度对应求得的OD，,/OD^e^比值作Y轴绘制标准工作曲线，结果见图4。 3、编写HBsAg检测标准工作曲线软件，将该曲线软件连同OD质控带值(样品实际检 测中，该OD质控带值作为试条质控带光密度参考监控值)存入IC卡。(三)乙肝患者血清样品HBsAg检测 1、样品来源乙肝患者血清样品由某妇幼保健院提供，检测前血清样品用pH二
7. 20. 03mol/L PB缓冲液作10倍稀释。 2、样品检测 (1)开机接通系统电源； (2)插入存贮有HBsAg检测标准工作曲线和试条质控带光密度参考监控值的IC卡 15 ; (3)将加有乙肝患者待测血清样品的量子点标记试条18放于试条架28的试条槽 中； (4)键盘14读入检测参数包括IC卡的HBsAg标准工作曲线和质控带光密度参 考监控值、检品名称、检品编号、试条批号、试条效期、检测日期、检测者姓名、IC卡密码等， 系统自检扫描时间设为5分钟，之后系统自动开始自检计时； (5)系统自检结束，数据处理与控制系统11读取IC卡15参数，并驱动试条架28 运动以适合照明系统发出的光对试条18检测带25和质控带26进行自动扫描，扫描得到的 光信号经光电及模/数转换后，转换为数字信号，传输给数据处理与控制系统11 ; (6)数据处理与控制系统11自动识别数字信号中检测带特征波长处的光密度值
16(0D检湯)和质控带光密度值(0D质控带)，自动计算得到0D检湯/0D质控带比值，并根据IC卡中
存贮的HBsAg标准工作曲线自动计算得到血清样品中的HBsAg浓度。如本实施例血清样品
经所述定量检测系统检测其HBsAg浓度为205. 9563pg/ml ; (7)输出显示装置12显示检测结果； (8)系统打印检测结果报告。 3、乙肝患者血清样品HBsAg最终浓度计算 血清样品中HBsAg最终浓度(pg/ml)=系统测得的HBsAg浓度X血清稀释倍数本实施例中，所述血清样品HBsAg最终浓度(pg/ml) = 205. 9563pg/mlX 10 = 2059. 563pg/ml 图5为量子点标记的HBsAg荧光光谱曲线。其中，I为检测带中的HBsAg光谱峰， II为质控带中的质控物光谱峰。 实施例3量子点作持续荧光物标记试条检测血清肿瘤标志物AFP、 CEA和PSA ( — 检多项)( — )量子点标记的肿瘤标志物一检多项试条制作 所述试条18顺次设有相互搭接粘贴的样品垫19、玻璃纤维膜结合垫20、具有检 测带25和质控带26的分析膜21、强吸水垫22、试条反应终点指示标签(23)禾P"AFP/CEA/ PSA"试条辨识标签24。玻璃纤维膜结合垫20包被有量子点标记的甲胎蛋白(AFP)单抗、 量子点标记的癌胚抗原(CEA)单抗、和量子点标记的前列腺特异抗原(PSA)单抗的混合物； 检测带25包被有AFP抗体、CEA抗体和PSA抗体的混合物；质控带26包被有二抗质控物羊 抗鼠IgM抗体、或羊抗鼠IgG抗体、或兔抗鼠IgM抗体、或兔抗鼠IgG抗体。 1、试条各组分制备 (1)样品垫选用纤维素膜，切成297X 15mm膜块，置长形槽中，加封闭液(pH = 7. 20. 03mol/L磷酸盐缓冲液+5% BSA， +0. 1 % Tween 20)常温浸泡30min。取出膜
块，37t:烘干，充分干燥备用。 (2)玻璃纤维膜结合垫选用玻璃纤维膜，切成297X10mm膜块，置长形槽中，加预 先准备好的量子点标记物溶液(为含有量子点标记的AFP单抗、量子点标记的CEA单抗、量 子点标记的PSA单抗的混合物溶液)于其上，取出膜块，37t:烘干，充分干燥备用。 (3)分析膜选用硝酸纤维素膜，切成297X25mm膜块，置长形槽中，自膜块底边起 由下自上相隔一定距离用点膜仪喷点AFP抗体(0. 5-5mg/ml) 、 CEA抗体(0. 5-5mg/ml)和 PSA抗体(0. 5-5mg/ml)的混合物作检测带，用点膜仪喷点0. 5-5mg/ml羊抗鼠IgM抗体、或 羊抗鼠IgG抗体、或兔抗鼠IgM抗体、或兔抗鼠IgG抗体作质控带，之后将所制膜块于37°C 烘干，充分干燥备用。 (4)强吸水垫选用具有强吸水作用的纤维素膜，切成297 X 30mm膜块，充分干燥 备用。 (5)试条反应终点指示标签选用变色范围为5.0-9.0的精密pH试纸，切成具有 297 X 5mm的膜块，充分干燥备用。 (6)试条辩识标签选用印制有"AFP/CEA/PSA"标识的标签纸切成具有297X5mm 的膜块，充分干燥备用。[0137] 2、试条装配 将制备好的试条各组分按样品垫19、玻璃纤维膜结合垫20、分析膜21、强吸水垫 22、试条反应终点指示标签23、试条辩识标签24顺次相互搭接粘于塑料背板上，并剪切成 一定规格的试条。该试条可以装入外壳中，在干燥条件下备用。该外壳可以是塑料的。 ( 二 )标准工作曲线绘制与存贮 图6是AFP、 CEA、 PSA检测标准工作曲线。其制作方法如下 1、标准品系列浓度配制 用1 : 10稀释的正常人血清(以pH = 7. 20. 03mol/L PB缓冲液稀释)作稀释液， 将AFP、CEA和PSA标准品分别按0pg/ml、100pg/ml、200pg/ml、300pg/ml、400pg/ml、500pg/ ml、600pg/ml、700pg/ml、800pg/ml、900pg/ml、1000pg/ml、1100pg/ml、1200pg/ml、1300pg/ ml、 1400pg/ml、 1500pg/ml、 1600pg/ml、 1700pg/ml、 1800pg/ml、 1900pg/ml配成系列浓度各 20份。 2、绘制肿瘤标志物检测标准工作曲线 每份肿瘤标志物标准品系列浓度分别用10条量子点标记的肿瘤标志物一检多项 试条在相同系统设置条件下检测IO次，分别读得其检测带光密度值(OD检测带)与质控带光 密度值(OD^,)，得到平均值和OD，,/OD^,比值。以每一肿瘤标志物标准品系列浓度 作X轴，以各肿瘤标志物标准品系列浓度对应求得的OD，,/OD^e^比值作Y轴绘制标准工 作曲线，结果见图6。 3、编写肿瘤标志物检测标准工作曲线软件，将该曲线软件连同OD质控带值(样品实 际检测中，该OD质控带值作为试条质控带光密度参考监控值)存入IC卡。(三)肿瘤患者血清样品肿瘤标志物检测 1、样品来源血清样品由某肿瘤医院化验室提供。检测前血清样品用pH =
7. 20. 03mol/LPB缓冲液作10倍稀释。 2、样品检测 (1)开机接通系统电源； (2)插入存贮有AFP、CEA、PSA检测标准工作曲线和试条质控带光密度参考监控值 的IC卡15 ; (3)将加有肿瘤患者待测血清样品的量子点标记试条18放于试条架28的试条槽 中； (4)键盘14读入检测参数包括IC卡的AFP、 CEA、 PSA标准工作曲线和质控带光 密度参考监控值、检品名称、检品编号、试条批号、试条效期、检测日期、检测者姓名、IC卡密 码等，系统自检扫描时间设为5分钟，之后系统自动开始自检计时； (5)系统自检结束，数据处理与控制系统11读取IC卡15参数，并驱动试条架28 运动以适合照明系统发出的光对试条18检测带25和质控带26进行自动扫描，扫描得到的 光信号经光电及模/数转换后，转换为数字信号，传输给数据处理与控制系统11 ; (6)数据处理与控制系统11自动识别数字信号中检测带特征波长处的光密度值 (OD检测带)禾口质控带光密度值(OD质控带 )，自动计算得到OD 检测带/OD质控带 比值，并根据IC卡中存 贮的AFP、CEA、PSA标准工作曲线自动计算得到血清样品中的AFP、CEA和PSA浓度。如本实 施例血清样品经所述定量检测系统检测其AFP为1753. 4526pg/ml、CEA浓度为878. 3892pg/ml 、 PSA浓度为983. 4257pg/ml ; (7)输出显示装置12显示检测结果； (8)系统打印检测结果报告。 3J中瘤患者血清样品AFP、 CEA、 PSA最终浓度计算 公式为血清样品肿瘤标志物最终浓度(pg/ml)=系统测得浓度X血清稀释倍数 由此f寻血清样品AFP最终浓度(pg/ml) = 1753. 4526pg/ml X 10 = 17534. 526pg/ml血清样品CEA最终浓度(pg/ml) = 878. 3892pg/ml X 10 = 8783. 892pg/ml血清样品PSA最终浓度(pg/ml) = 983. 4257pg/ml X 10 = 9834. 257pg/ml 图7为量子点标记的AFP、 CEA、 PSA荧光光谱曲线。其中，I为检测带中的AFP光 谱峰，II为检测带中的CEA光谱峰，III为检测带中的PSA光谱峰，IV为质控带中的质控物 光谱峰。 实施例4纳米稀土荧光配合物作持续荧光物标记试条检测血清癌胚抗原CEA(单 项检测) 纳米稀土荧光配合物以Eu3+纳米微粒为例。( — )试条制作 Eu3+纳米微粒标记试条18顺次设有相互搭接粘贴的样品垫19、玻璃纤维膜结合 垫20、具有检测带25和质控带26的分析膜21、强吸水垫22、试条反应终点指示标签23和 "CEA"试条辨识标签24。玻璃纤维膜结合垫20包被有Eu3+纳米微粒标记的CEA单抗；检测 带25包被有CEA抗体；质控带26包被有二抗质控物羊抗鼠IgM抗体、或羊抗鼠IgG抗体、 或兔抗鼠IgM抗体、或兔抗鼠IgG抗体。 1、试条各组分制备 (1)样品垫选用纤维素膜，切成297X 15mm膜块，置长形槽中，加封闭液(pH = 7. 20. 03mol/L磷酸盐缓冲液+5X BSA，+0. 1% Tween 20)常温浸泡30min。取出膜块，37。C 烘干，充分干燥备用。 (2)玻璃纤维膜结合垫选用玻璃纤维膜，切成297 X 10mm膜块，置长形槽中，加预 先准备好的Eu3+纳米微粒标记的CEA单抗溶液于其上，取出膜块，37t:烘干，充分干燥备用。 (3)分析膜选用硝酸纤维素膜，切成297X25mm膜块，置长形槽中，自膜块底边 起由下自上相隔一定距离用点膜仪喷点CEA抗体(0. 5-5mg/ml)作检测带，用点膜仪喷点 0. 5-5mg/ml羊抗鼠IgM抗体、或羊抗鼠IgG抗体、或兔抗鼠IgM抗体、或兔抗鼠IgG抗体作 质控带，之后将所制膜块于37t:烘干，充分干燥备用。 (4)强吸水垫选用具有强吸水作用的纤维素膜，切成297X30mm膜块，充分干燥备用。 (5)试条反应终点指示标签选用变色范围为5.0-9.0的精密pH试纸，切成具有 297 X 5mm的膜块，充分干燥备用。 (6)试条辩识标签选用印制有"CEA"标识的标签纸切成具有297 X 5mm的膜块，充
分干燥备用。 2、试条装配 将制备好的试条各组分按样品垫19、玻璃纤维膜结合垫20、分析膜21、强吸水垫22、试条反应终点指示标签23、试条辩识标签24顺次相互搭接粘于塑料背板上，并剪切成
一定规格的试条。该试条可以装入外壳中，在干燥条件下备用。该外壳可以是塑料的。 ( 二 )标准工作曲线绘制与存贮 图8是CEA检测标准工作曲线。其制作方法如下 1、标准品系列浓度配制 用1 : 10稀释的正常人血清(以pH = 7. 20. 03mol/L PB缓冲液稀释)作稀释液， 将CEA标准B口n分别按0pg/ml、100pg/ml、200pg/ml、300pg/ml、400pg/ml、500pg/ml、600pg/ ml、 700pg/ml、800pg/ml、900pg/ml、1000pg/ml、1100pg/ml、1200pg/ml、1300pg/ml、1400pg/ ml、1500pg/ml、1600pg/ml、1700pg/ml、1800pg/ml、1900pg/ml配成系列浓度各20份。 2、绘制CEA检测标准工作曲线 每份CEA标准品系列浓度分别用10条Eu3+纳米微粒标记的CEA试条在相同系统 设置条件下检测IO次，分别读得其检测带光密度值(OD翻,)与质控带光密度值(OD^控带)， 得到平均值和OD检测带/(OD质控带+OD质控带)比值。以每一 CEA标准品系列浓度作X轴，以各 CEA标准品系列浓度对应求得的OD检湯/ (OD质控带+OD质控带)比值作Y轴绘制标准工作曲线， 结果见图8。 3、编写CEA检测标准工作曲线软件，将该曲线软件连同OD质控带值(样品实际检测 中，该OD质控带值作为试条质控带光密度参考监控值)存入IC卡。(三)血清样品CEA检测 1、样品来源血清样品由某妇幼保健院化验室提供。检测前血清样品用pH二
7. 20. 03mol/L PB缓冲液作10倍稀释。 2、样品检测 (1)开机接通系统电源； (2)插入存贮有CEA检测标准工作曲线和试条质控带光密度参考监控值的IC卡 15 ; (3)将加有待测血清样品的Eu3+纳米微粒标记的CEA试条18放于试条架28的试 条槽中； (4)键盘14读入检测参数包括IC卡的CEA标准工作曲线和质控带光密度参考 监控值、检品名称、检品编号、试条批号、试条效期、检测日期、检测者姓名、IC卡密码等，系 统自检扫描时间设为5分钟(含延迟400 S)、之后系统自动开始自检计时； (5)系统自检结束，数据处理与控制系统11读取IC卡15参数，并驱动试条架28 运动以适合照明系统发出的光对试条18检测带25和质控带26进行自动扫描，扫描得到的 光信号经光电及模/数转换后，转换为数字信号，传输给数据处理与控制系统11 ; (6)数据处理与控制系统11自动识别数字信号中检测带特征波长处的光密度值 (OD检测带)禾口质控带光密度值(OD质控带 )，自动计算得到OD
检测带/ (OD质控带+OD质控带 )比值，并根 据IC卡中存贮的CEA标准工作曲线自动计算得到血清样品中的CEA浓度。如本实施例血 清样品经所述定量检测系统检测其CEA浓度为586. 4602pg/ml ; (7)输出显示装置12显示检测结果； (8)系统打印检测结果报告。 3 、血清样品CEA最终浓度计算[0196] 血清样品中CEA最终浓度(pg/ml)=系统测得的CEA浓度X血清稀释倍数本实施例中，所述血清样品CEA最终浓度(pg/ml) = 586. 4602pg/mlX 10 = 5864. 602pg/ml 图9为Eu3+纳米微粒标记的CEA荧光光谱曲线。其中，I为检测带中的CEA光谱 峰，II为质控带中的质控物光谱峰。 上面实施例及其附图仅是为了进一步说明本实用新型，本领域人员不应以此限制 本实用新型的保护范围。特别需要指出的是，本实用新型所述定量检测系统所适合的持续 荧光物除量子点、纳米稀土荧光配合物外，还可以是其他一些受激发光激发能够产生相对 长寿命特征波长荧光的持续荧光物，例如由有机单体苯乙烯、丙稀酸聚合成的有机高分子 荧光纳米微粒等。因此，凡是对本实用新型所指持续荧光物含义及所述持续荧光物标记试 条定量检测系统采用任何等同替换或等效变换形成的其它技术方案，均落在本实用新型权 利要求的保护范围中。
权利要求一种基于持续荧光物标记的试条定量检测系统，其特征在于它包括持续荧光物标记试条(18)、用于放置试条的试条架(28)、照明系统、成像系统、荧光图像接收器(8)、信号放大器(9)、模/数转换器(10)、数据处理与控制系统(11)、输出显示装置(12)、打印机(13)、键盘(14)和一张与试条配套的IC卡(15)所述照明系统包括一激发光源(1)，在该激发光源(1)的输出光路上依次为光纤束(2)、准直照明透镜(3)、分色镜(4)、前镜组(5)，直至持续荧光物标记试条(18)；所述成像系统包括共光轴的前镜组(5)、分色镜(4)、滤光片(6)、后镜组(7)，分色镜(4)反射面与光轴夹角成45℃，前镜组(5)和后镜组(7)均采用分离结构，照明系统光路在分色镜(4)之前部分与所述成像系统的光轴相垂直，照明系统光路在分色镜(4)之后的部分与所述成像系统共光轴；所述荧光图像接收器(8)位于后镜组(7)像面上，荧光图像接收器(8)的信号输出端经信号放大器(9)与模/数转换器(10)相连，所述模/数转换器(10)与所述数据处理与控制系统(11)相连；所述输出显示装置(12)、打印机(13)、键盘(14)和IC卡(15)分别与所述数据处理与控制系统(11)相连；所述数据处理与控制系统(11)与试条架(28)之间有一驱动控制电路(16，17)，所述数据处理与控制系统(11)读取IC卡(15)参数发出指令通过该驱动控制电路(16，17)自动控制试条架(28)运动以适合照明系统发出的光对试条检测带(25)和质控带(26)进行自动扫描；所述IC卡(15)贮存有被检物检测标准工作曲线和试条质控带光密度参考监控值；光源(1)发出的光经光纤束(2)分为具有一定间距且强度相同的两激光束，该两激光束由准直照明透镜(3)准直为两束平行光入射到分色镜(4)表面，经分色镜(4)反射后通过前镜组(5)同步照射到位于前镜组(5)物面试条(18)的检测带(25)和质控带(26)上激发试条(18)检测带(25)和质控带(26)的持续荧光物标记复合物发出特征波长反射荧光，检测带(25)和质控带(26)反射荧光经同一前镜组(5)收集、透过分色镜(4)、滤光片(6)滤去杂光后出后镜组(7)进入荧光图像接收器(8)中被检测转换为电信号，转换后的电信号经信号放大器(9)放大信号后传输给模/数转换器(10)转换为数字信号并传输给数据处理与控制系统(11)进行存储和数据处理，数据处理与控制系统(11)自动对检测带(25)和质控带(26)传输来的特征频率荧光光密度进行识别、并根据IC卡(15)存贮的被检物标准工作曲线进行浓度计算和技术分析，将结果传输给输出显示装置(12)。
2. 根据权利要求1所述的持续荧光物标记试条定量检测系统，其特征在于所述激发 光源(1)包括发光二极管LED或激光二极管。
3. 根据权利要求1所述的持续荧光物标记试条定量检测系统，其特征在于所述荧光 图像接收器(8)可以为CCD、CMOS、光电倍增管、光电二极管或光电三极管。
4. 根据权利要求1所述的持续荧光物标记试条定量检测系统，其特征在于所述数据 处理与控制系统(11)可以为具有相应数据处理和控制软件的单片机、CPU或PC机。
5. 根据权利要求1所述的持续荧光物标记试条定量检测系统，其特征在于所述输出 显示装置(12)可以为上位机、字母数字LCD、发光二极管LED或声音。
6. 根据权利要求1所述的持续荧光物标记试条定量检测系统，其特征在于所述持续 荧光物标记试条(18)为所述定量检测系统相配套的持续荧光物标记试条(18)，其上顺次设有相互搭接粘贴的样品垫(19)、玻璃纤维膜结合垫(20)、具有检测带(25)和质控带(26) 的分析膜(21)、强吸水垫(22)、试条反应终点指示标签(23)和试条辨识标签(24)。
7. 根据权利要求6所述的持续荧光物标记试条定量检测系统，其特征在于所述持续 荧光物标记试条的玻璃纤维膜结合垫(20)包被有持续荧光物标记的用于目标被检物检测 的相关生物分子，检测带(25)包被有用于目标被检物检测的相关特异生物分子，质控带 (26)包被有包括二抗的质控物。
8. 根据权利要求7所述的持续荧光物标记试条定量检测系统，其特征在于其中所述 试条的玻璃纤维膜结合垫(20)的所述持续荧光物为一类能被一定波长激发光激发后可持 续发出寿命相对较长特征波长荧光的物质。
9. 根据权利要求8所述的持续荧光物标记试条定量检测系统，其特征在于其中所述 的持续荧光物为量子点。
10. 根据权利要求8所述的持续荧光物标记试条定量检测系统，其特征在于其中所述 的持续荧光物为纳米稀土荧光配合物。
专利摘要本实用新型属于生物医疗器械领域，具体涉及一种基于持续荧光物标记的试条定量检测系统。系统包括持续荧光物标记试条、试条架、照明系统、成像系统、荧光图像接收器、信号放大器、模/数转换器、数据处理与控制系统、输出显示装置、打印机、键盘和一张与试条配套的IC卡。数据处理与控制系统读取IC卡参数后控制试条架运动，使照明系统发出的光经分色镜反射后自动对试条进行扫描，所采集的特征波长反射荧光经荧光图像接收器、信号放大器、模/数转换器传输给数据处理与控制系统进行光密度识别和浓度计算，输出显示装置显示结果。本实用新型能快速准确实现单组分和多组分样品定量或定性检测。系统具有检测灵敏度高、结果客观、使用灵活等特点。
文档编号G01N21/64GK201535776SQ200920078970
公开日2010年7月28日 申请日期2009年2月9日 优先权日2009年2月9日
发明者顾敏, 马义才, 马灵 申请人:马义才