一种生物样品定量收集器及其应用的制作方法

本发明属于生物样品处理的
技术领域：
，尤其涉及一种生物样品定量收集器及其应用。本申请要求2017年4月28日提交的美国专利(专利申请号为us15/581,440)的权益，在此将上述申请的内容引用并入本文。
背景技术：
：个性化药物通常需要获得患者的遗传或蛋白质特征，将该特征与病理状况相关，然后确定最合适的治疗过程，包括药物选择和剂量水平。还可能需要根据患者的进展监测治疗和调整方案。血清蛋白质可能指示病理学，并且可能随药物给予患者的情况而改变。通常地，通过静脉插入针头并收集血液来收集血液样品。可以包括抗凝剂以将样品保持在液体状态，并且在离心之后获得血清以除去细胞和颗粒物质。随着微阵列分析技术的发展，现在可以使用比以前必要的其他分析技术更小的血清样品。因此，收集小体积样品的方法，可以容易地存储样品中的降低或零劣化，并允许包括受试者患者在内的未经训练的人获得血液样品，而不需要经过培训的技术人员随后将样品传送到分析设施。通常情况下，通过真空采血管插入静脉的方法来收集血液样品，采血管中可能包括抗凝剂，可将样品保持在液体，离心后得到血浆；或者包括促凝剂，离心后得到上清为血清。促凝剂及抗凝剂有可能干扰某些生化或者免疫指标的检测，且存在操作繁琐，需要有专门的技术人员，样品不易保存而降解等缺点。随着检测技术的推广，采用更少的血液量，更少的人工与仪器来收集样品来进行检测成为一种可能。通常情况下，一方面，现有的样品的采集器难以定量采集生物样品；另一方面，由于无低温装置或者低温装置空间有限，现有的样品采集装置在室温情况下难以保持样品中的目标蛋白不降解，基于以上情况，研发一种方便血液样品采集并在室温条件下保持样品活性装置是本领域技术人员亟待解决的技术问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供了一种生物样品定量收集器及其应用，能有效解决现有的生物样品收集器难以方便的、长期的定量采集生物样品的技术缺陷。本发明提供了一种生物样品定量收集器，包括：本体、多个收纳槽和多个吸收条；所述本体设有开口；所述多个收纳槽通过所述本体的开口设置在所述本体的内部；所述多个吸收条粘附在所述收纳槽的槽内壁；所述吸收条包括经表面处理的具有预置孔隙的亲水纤维材料；所述经表面处理的具有预置孔隙的亲水纤维材料的制备方法包括：将所述具有预置孔隙的亲水纤维材料经稳定缓冲液浸润和干燥后制得。更为优选的，预置孔隙的孔隙为0.5-20μm。作为优选，所述稳定缓冲液包括聚乙烯吡咯烷酮-k30、糖类物质、寡肽物质、生物螯合剂、还原剂和防腐剂。更进一步的，所述稳定缓冲液包括：1％质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮-k30、10％质量百分比的海藻糖与右旋糖酐、2％质量百分比的甘氨酸、10mm的葡萄糖酸钠和0.2％质量百分比的谷胱甘肽。更进一步的，所述稳定缓冲液的溶剂为磷酸盐缓冲液或/和tris缓冲液。更进一步的，磷酸盐缓冲液的浓度为0.005-0.5mol/l；tris缓冲液的浓度为0.005-0.5mol/l。作为优选，所述糖类物质包括蔗糖、海藻糖、右旋糖酐、棉子糖、肌醇、乳糖、麦芽糖、山梨糖醇和纤维素中的一种或多种。作为优选，所述寡肽物质包括氨基酸或/和短肽物质。作为优选，所述氨基酸包括丙氨酸、甘氨酸和丝氨酸的一种或多种；所述短肽物质包括含有任意两种氨基酸组合的短肽或/和含有任意三种的氨基酸组合的短肽。更为优选的，所述短肽的氨基酸为相同氨基酸或不同氨基酸的组合。作为优选，所述生物螯合剂包括乙二胺四乙酸、氨基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、乙二醇双四乙酸、乙二胺二乙酸、环已烷二胺四乙酸、s，s-乙二胺二琥珀酸、羟基亚乙基-1，1-二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸钾钠、二乙烯三胺五亚甲基膦酸、三乙烯四胺六亚甲、双(1，6-亚己基)三胺五亚甲基膦酸、多氨基多醚基四亚甲基膦酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、水解聚马来酸酐和富马酸(反丁烯二酸)—丙烯磺酸共聚体中的一种或多种。作为优选，所述还原剂包括谷胱甘肽、抗坏血酸和维生素c中一种或多种。作为优选，所述防腐剂包括叠氮钠、硫柳汞、异噻唑啉酮和proclin300的一种或多种。作为优选，所述具有预置孔隙的亲水纤维材料的制备方法包括：将棉绒纸、聚酯纤维和玻璃纤维的一种或多种溶解于有机溶剂中形成薄层，除去所述有机溶剂形成具有预置孔隙的亲水纤维材料。具体的，将棉绒纸、聚酯纤维和玻璃纤维中一种或多种溶解在有机溶剂中，在适当的温度和湿度下混匀形成薄层，挥发所述有机溶剂后沉淀下来的聚合物固定在较慢挥发的液体周边基质上形成具有预置孔隙的亲水纤维材料。本发明还提供了生物样品定量收集器在收集生物样品中应用，包括以下步骤：步骤1：将所述吸收条吸收生物样品，得到样品吸收条；步骤2：通过洗脱缓冲液将所述样品吸收条的生物样品洗脱，得到生物样品。其中，本发明的稳定缓冲液剔除了表面活性剂的加入，以获得更高的检测灵敏度。具体的，糖类物质作为能量体系为维持血液样品的正常结构和功能必不可少，包括蔗糖，海藻糖，右旋糖酐，棉子糖，肌醇，乳糖，麦芽糖，山梨糖醇，纤维素中的一种以上组合。具体的，氨基酸及短肽类物质具有生物兼容性、特异性蛋白识别能力、易于修饰、易降解等特点，一些短肽能够通过氢键、静电作用力，疏水作用以及π-π堆积等方式，可组装成各种有序的结构，从而使样品运输、释放过程更具有稳定性。具体的，生物螯合剂可与金属离子结合并阻碍金属离子反应性的能力，并能减少蛋白的非特异性聚集。具体的，还原剂能发挥抗氧化作用，包括谷胱甘肽，抗坏血酸，维生素c的一种或者以上组合。从以上技术方案可以看出，本发明具有以下的优点：本生物样品定量收集器的本体的内部设有多个收纳槽，吸收条粘附在吸收条收纳槽的槽内壁，吸收条为具有预置孔隙的亲水纤维材料经过表面处理，由于具有预置孔隙，在使用时，吸收条吸收生物样品，单位面积的具有孔隙的亲水纤维材料接触到生物样品时，亲水纤维材料能截留和吸收预置体积的生物样品，吸收条是经稳定缓冲液浸润和干燥后制得，稳定缓冲液能保证蛋白质的稳定、提高后续检测的灵敏度和生物样品能很好的洗脱。其中，吸收条为具有预置孔隙的亲水纤维材料，可快速吸收生物样品，此外，吸收条带负电荷，在低ph值时结合生物样品的蛋白，使蛋白在干燥后能固定在吸收条上，因此，吸收条能够定量截留血液，这样，只要加入足够量的生物样品，生物样品的体积达到吸收条的吸收量饱和度后，多余的生物样品就不会继续渗入吸收条中，这样就可以实现定量检测；其中，吸收条上的孔径和孔密度能控制生物样品在吸收条的流动性质，单位面积的吸收条截留的生物样品的量是可以计算的，所以，截留生物样品的体积是可以根据实际检测需要准确切割吸收条的长度，大小和厚度以确定。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本发明提供的一种生物样品定量收集器的a-a’打开方向的结构图；图2为本发明提供的一种生物样品定量收集器的a-a’打开方向的正视图；图3为本发明提供的一种生物样品定量收集器的打开的左视图；图4为本发明提供的一种生物样品定量收集器的关闭的结构图；图5为本发明提供的一种生物样品定量收集器收集的样品检测ca125肿瘤标志物与血清检测的相关性；图6为本发明提供的一种生物样品定量收集器收集的样品检测ca19-9肿瘤标志物与血清检测的相关性；图7为本发明提供的一种生物样品定量收集器收集的样品检测ca72-4肿瘤标志物与血清检测的相关性；图8为本发明提供的一种生物样品定量收集器收集的样品检测cea肿瘤标志物与血清检测的相关性；图9为本发明提供的一种生物样品定量收集器收集的样品检测pepsinogen1肿瘤标志物与血清检测的相关性；图10为本发明提供的一种生物样品定量收集器收集的样品检测pepsinogen2肿瘤标志物与血清检测的相关性；其中，附图标记，信封本体2、开口第二折片21、开口插片22、开口第一折片23、第一夹紧片材24、第二夹持片材25、开口插片口28、吸收条3、第一保持条31、第二保持条32、侧边41。具体实施方式本发明提供了一种生物样品定量收集器及其应用，能有效解决现有的生物样品收集器难以方便的、长期的定量采集生物样品的技术缺陷。下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。其中，以下实施例的原料均为自制或市售。实施例1本发明提供了一种生物样品定量收集器的具体实施方式，实施例1包括：本体、多个收纳槽和多个吸收条3；本体设有开口；多个收纳槽通过本体的开口设置在所述本体的内部；多个吸收条3粘附在收纳槽的槽内壁；吸收条3包括经表面处理的具有预置孔隙的亲水纤维材料；经表面处理的具有预置孔隙的亲水纤维材料的制备方法包括：将具有预置孔隙的亲水纤维材料经稳定缓冲液浸润和干燥后制得。使用时，用户将吸收条3从本体的收纳槽中取出，待吸收条3吸取预置量的生物样品后，将生物样品吸收条粘附在收纳槽的槽内壁后，关闭本体的开口，其中，吸收条的稳定缓冲液能保证蛋白质的稳定、提高后续检测的灵敏度和生物样品能很好的洗脱。用户将本实施例的生物样品定量收集器邮寄或者交到检测处进行生物样品的洗脱和检测。实施例2本发明提供了一种生物样品定量收集器的具体实施方式，实施例2包括：本体、多个收纳槽和多个吸收条3；本体设有开口；多个收纳槽通过本体的开口设置在所述本体的内部；多个吸收条3粘附在收纳槽的槽内壁；吸收条3包括经表面处理的具有预置孔隙的亲水纤维材料；经表面处理的具有预置孔隙的亲水纤维材料的制备方法包括：将具有预置孔隙的亲水纤维材料经稳定缓冲液浸润和干燥后制得。具体的，请参阅图1至图4，本体形状为信封本体2，信封本体2包括：第一夹紧片材24、第二夹持片材25、开口第一折片23、开口第二折片21、开口插片22、开口插片口28；开口插片22设置于开口第二折片21上，开口第一折片23与第一夹紧片材24连接，第一夹紧片材24和第二夹持片材25相连接，信封本体2关闭时，开口第一折片23和开口第二折片21折叠，使得开口插片22插在开口插片口28内；信封本体2打开时，开口第一折片23和开口第二折片21展开，使得开口插片22离开在开口插片口28。具体的，多个收纳槽通过信封本体2的开口设置在信封本体2的内部，多个收纳槽以梳子的形状设置在信封本体2的内部，收纳槽包括第一保持条31和第二保持条32，第一保持条31和第二保持条32的底部相连形成收纳槽，第一保持条31设置在第二夹持片材25的内壁，第二保持条32设置在第一夹紧片材24的内壁；每个吸收条3粘附到收纳槽的内部。具体的，第一保持条31通过粘合剂固定在第二夹持片材25的内壁，第二保持条32通过粘合剂固定在第一夹紧片材24的内壁。进一步的，为了使吸收条3容易收集生物样品，每个吸收条3包括样品吸收区和手持区，样品吸收区和手持区相连，样品吸收区包括经表面处理的具有预置孔隙的亲水纤维材料，样品吸收区被配置成能吸收预置体积的生物样品。更进一步的，预置体积为10μl、20μl、30μl、40μl、50μl、60μl和70μl。具体的，为了使得本生物样品定量收集器使用更加方便，在信封本体2的侧边设有侧边41。具体的，吸收条3为经表面处理的具有预置孔隙的亲水纤维材料，具有预置孔隙的亲水纤维材料包括棉绒纸、聚酯纤维、玻璃纤维和纤维聚合物的混合材料制备所得，具有预置孔隙的亲水纤维材料是亲水性材料，可快速吸收全血样品，具有预置孔隙的亲水纤维材料为尺寸大小(长度、宽度、厚度)、孔隙度相同的多孔膜片，具有预置孔隙的亲水纤维材料带负电荷，在低ph值时结合蛋白，使蛋白在干燥后固定在具有预置孔隙的亲水纤维材料上；具有预置孔隙的亲水纤维材料能够定量截留血液，只要加入足够量的血样品，样品预定量达到具有预置孔隙的亲水纤维材料的预置吸收量后，多余的血液就不会继续渗入具有预置孔隙的亲水纤维材料中，这样就可以实现定量检测。孔径和孔密度的结合规定了具有预置孔隙的亲水纤维材料的流动性质，单位面积具有预置孔隙的亲水纤维材料截留的血液的量是可以计算或着测量出来的，所以，具有预置孔隙的亲水纤维材料截留血液的量是可以根据实际检测需要来准确切割多孔膜片的长度，大小和厚度。具有预置孔隙的亲水纤维材料采用专有的稳定剂缓冲液浸润干燥来进行预处理，以保证蛋白的稳定和样品能很好的释出。其中稳定缓冲液包括聚乙烯吡咯烷酮-k30(pvpk-30)、糖类物质、寡肽物质、生物螯合剂、还原剂和防腐剂。具体的，稳定缓冲液包括海藻糖、右旋糖酐、聚乙烯吡咯烷酮-k30、葡萄糖酸钠、谷胱甘肽、甘氨酸和防腐剂，并剔除了表面活性剂的加入，以获得更高的检测灵敏度。具体的，稳定缓冲液的溶剂为磷酸盐缓冲液或者tris缓冲液。具体的，缓冲液的浓度为1mm-5mm。实施例3本发明实施例提供一种所述的生物样品定量收集器的应用方法，当收集血液时，具体的步骤为：(1)用刺血针刺破指针皮肤；(2)在步骤(1)之后，使样品与吸收条3接触，样品吸进吸收条3；(3)在步骤(1)之后，采用洗脱缓冲液作用到吸收条3，从而洗脱来自吸收条3的血液样品。其中，在步骤(3)中，洗脱缓冲液包含表面活性剂，蛋白和自由基消除剂及合成聚合物。具体的，洗脱缓冲液包括0.1-1％质量百分比的tween20、0.1-1％质量百分比的bsa、0.05-0.5％质量百分比的维生素c和质量百分比的peg4000。具体的，洗脱缓冲液包括0.1-1％质量百分比的tritonx-100、0.1-1％质量百分比的bsa、0.05-0.5％质量百分比的维生素c和质量百分比的peg4000。实施例4本发明实施例提供了稳定缓冲液的效果实验数据，具体方法如下：按照如下配比加入各组分，在相同条件下采用不同稳定缓冲液收集血液样品的在2个月后进行对比实验。缓冲液a，组分为：ph值为7.2，1％质量百分比的pvpk-30、10mm葡萄糖酸钠、2％质量百分比的甘氨酸、0.2％质量百分比的谷胱甘肽和5mm的tris缓冲液。缓冲液b，组分为：ph值为7.2，5％质量百分比的海藻糖、5％质量百分比的右旋糖酐、10mm葡萄糖酸钠、2％质量百分比的甘氨酸、0.2％质量百分比的谷胱甘肽、5mm的tris缓冲液。缓冲液c，组分为：ph值为7.2，5％质量百分比的海藻糖、5％质量百分比的右旋糖酐、1％质量百分比的pvpk-30、2％质量百分比的甘氨酸、0.2％质量百分比的谷胱甘肽、5mm的tris缓冲液。缓冲液d，组分为：ph值为7.2，5％质量百分比的海藻糖、5％质量百分比的右旋糖酐、1％质量百分比的pvpk-30、10mm葡萄糖酸钠、0.2％质量百分比的谷胱甘肽、5mm的tris缓冲液。缓冲液e，组分为：ph值为7.2，5％质量百分比的海藻糖、5％质量百分比的右旋糖酐、1％质量百分比的pvpk-30、10mm葡萄糖酸钠、2％质量百分比的甘氨酸、5mm的tris缓冲液。缓冲液f，组分为：ph值为7.2、5％质量百分比的海藻糖、5％质量百分比的右旋糖酐、1％质量百分比的pvpk-30、10mm葡萄糖酸钠、2％质量百分比的甘氨酸、0.2％质量百分比的谷胱甘肽、5mm的tris缓冲液。缓冲液g，组分为：ph值为7.2、1％质量百分比的吐温20、5％质量百分比的海藻糖、5％质量百分比的右旋糖酐、1％质量百分比的pvpk-30、10mm葡萄糖酸钠、2％质量百分比的甘氨酸、0.2％质量百分比的谷胱甘肽、5mm的tris缓冲液。缓冲液a—缓冲液g皆加入一定量的防腐剂，其具体为终浓度为0.02-0.05％的proclin300。将不同抗原标准品配制成1.5625ng/100μl，3.125ng/100μl，6.25ng/100μl，12.5ng/100μl，25ng/100μl，50ng/100μl和100ng/100μl7个浓度梯度，按照优化后的elisa条件测定，绘制标准曲线。检测得到采用不同缓冲液的elisa结果显示，e组指标与临床结果的相关性最好，检测灵敏度最高，而g、d组份检测灵敏度低，与临床的相关性差，各组灵敏度比较为：e>f>c>a>b>g>d，g组的缓冲液含有吐温20的表面活性剂，则其灵敏度大大降低，d组的缓冲液缺少寡肽物质，则其灵敏度大大降低。比较采用不同稳定缓冲液处理的灵敏度与不采用稳定缓冲液处理的效果，显示在采用稳定缓冲液处理的情况下，样品在2个月还能保持活性，说明述稳定缓冲液的组分聚乙烯吡咯烷酮-k30、糖类物质、寡肽物质、生物螯合剂、还原剂和防腐剂具有优秀的保存效果。实施例5本发明实施例提供了采用本发明的生物样品定量收集器收集的样品的稳定性检测，具体步骤如下：洗脱缓冲液制备：洗脱缓冲液包含0.1-1％质量百分比的tween20、0.1-1％质量百分比的bsa、0.05-0.5％质量百分比的维生素c和质量百分比的peg4000。在室温下储存pbs和吐温20、蛋白酶抑制剂应保持冷冻，直到使用前配制洗脱缓冲液。洗脱缓冲液保持在使用时室温。未使用的洗脱缓冲液应等分并储存在-20℃或更冷。缓冲液在使用前达到室温。干血样品(dbs)洗脱：用干净的剪刀切割吸收条3的预置血液位置，并使用用酒精清洁的镊子将其放入1.5ml锥形管中。重复每个吸收试纸条为特定的病人。洗脱是每5×10mm吸收条3应用250μl洗脱缓冲液洗脱。洗脱参数为4小时室温振荡，每30分钟涡旋10秒。洗脱后，将液体转移至干净的1.5ml圆锥体，14000rpm离心10分钟，收集上清液放入干净的1.5ml锥形管中。不同生物标志物在收集装置的稳定性检测：试验温度：-80c、4c、室温、40c、50c、60c。时间点：第0天、1周、1个月、2个月、3个月。血液洗脱：每5×10mm吸收条3使用250μl洗脱缓冲液。检测方法：qah-sap-1，20倍稀释。一组血清蛋白(细胞因子)在各种储存温度和期间的稳定性列于表1-3。表1表2表3因此，干血清在环境温度下稳定长达2个月，而没有显着降解。长期储存时，建议使用-80c。吸收条吸收20μl的血，重复5次试验则需要100μl血液，说明本发明的生物样品定量收集器只需收集少量样品。实施例6本实施例提供了本发明的生物样品定量收集器的指尖血与静脉采血效果的对比分析，其操作步骤如下：下表4-下表9为胃病患者血清的检测结果，其中，ca125-serum、ca19-9-serum、ca72-4-serum、cea-serum、pepsinogen1-serum和pepsinogen2-serum为胃病患者采用现有的静脉采血的直接检测结果；ca125-dbs、ca19-9-dbs、ca72-4-dbs、cea-dbs、pepsinogen1-dbs和pepsinogen2-dbs为胃病患者采用本发明的生物样品定量收集器采集指尖血后在检测中心经过洗脱的间接检测结果。a：将微孔板从4度拿出，置于室温至恢复到室温，反应时间15min；b：使用封闭液进行封闭，每孔100μl，37℃反应20min；c：弃去封闭液后，将本发明的生物样品定量收集器的指尖血洗脱后的样品及静脉血采血样品吸取100μl加入至微孔板孔中，37℃反应60min；d：使用洗板机对微孔板进行洗涤；e：加入cy3-streptavidin溶液，100μl/孔，37℃反应30min；f：使用洗板机对微孔板进行洗涤，然后扫描；表4ca125-serumca125-dbs4077832231712897744910977205255532463表5表6ca72-4-serumca72-4-dbs1070943930805837701882726843711797612812688901794表7cea-serumcea-dbs119234693607274356282317652567221262494395186175表8表9pepsinogen2-serumpepsinogen2-dbs31821960105849311858995706307010266291444101813321093743470从表4至表9可知，本发明提供的一种生物样品定量收集器收集的指尖血样品检测ca125、ca19-9、ca72-4、cea、pepsinogen1和pepsinogen2检测肿瘤标志物的检测结果与血清检测的相关性(r2)，图5至图10可知其相关性均大于0.90，实验说明患者可以在家中取样，寄还相关检测机构进行检测，从而实时记录检测值，说明本发明提供的一种生物样品定量收集器收集的生物样品与直接到检测机构实时收集的生物样品的检测结果一致。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12