一种检测血清中降钙素原的装置及方法与流程

本发明属于医疗器械技术领域，用于体外测量血清中的降钙素原(pct)含量。

背景技术：

传统放射免疫学分析法：利用人工合成的多克隆抗体特异地识别和连接合成氨基酸降钙素原。该方法能检测正常人的血清pct，可靠敏感度为4pm/ml，检测的是游离pct、结合型pct和降钙素基因相关肽前体的混合物，而不能区分上述三种物质。该法检测耗时长(19～22h)，而且有放射性元素的污染使用受到限制。

双抗夹心免疫化学发光法(ilma)：运用双单克隆抗体，其中一个抗体为降钙素抗体，另一个为抗钙素抗体，分别结合到pct分子的降钙素和抗钙素部位，可排除交叉反应。其中一个抗体是光标记的，另一个未标记的抗体固定在试管的内壁，反应过程中两个抗体与pct分子结合而形成三明治复合体，发光部位于反应管的表面。特异性强，敏感性高，测定的低限值为0.1ng/ml。但该法操作复杂，检测耗时较长。

技术实现要素：

本发明的目的是解决双抗夹心免疫化学发光法操作复杂，检测耗时长的问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种检测血清中降钙素原的芯片装置，由两个三电极系统集成于测量芯片构成，一个三电极系统用于实际测量，另一个三电极系统用于阴性对照；所述三电极系统中，参比电极和对电极采用ag/agcl电极，工作电极都是石墨电极，实际测量组电极修饰的是hrp标记的降钙素抗体，阴性对照组修饰的是鼠抗。

测量芯片上设有六条丝网印刷的ag导线，作为低阻导线；边缘设有接口与测试设备连接，用于测量同一三电极系统中工作电极与对电极之间的电流强度i。

使用该装置进行测试的具体方法如下：

1)测量开始前，将含有两个三电极系统的芯片装置与测试设备通电，启动测试设备的气动系统，管路搬运pbs(磷酸盐)缓冲溶液到芯片装置的反应池的电极表面，清洗电极；

2)测量开始后，血清在气动系统作用下流经两个工作电极表面，实际测量组的工作电极是修饰有hrp的降钙素抗体的电极，能够富集结合血清中的降钙素原，抗原抗体配对反应过程耗时3分钟；

3)启动气动系统，利用pbs缓冲溶液再次清洗电极表面；

4)气动系统携带tmb溶液流经实际测量组和阴性对照组的工作电极表面，测量工作电极与对电极之间的电流，待电流稳定后，读取实际测量组电流值i1和阴性对照组电流值i2，并由实际测量组电流值i1减去阴性对照组电流值i2计算得到电流i的增强变化量δi

5)通过标准pct浓度，拟合出电流i增强变化量δi与降钙素原浓度的曲线方程，δi＝kc+b；

6)通过实际测得的i1、i2代入拟合的曲线方程中，推导出血清中的降钙素原浓度c＝(δi-b)/k。

本发明的有益效果：

1、本发明特异性强，敏感性高，测定降钙素原含量的低限值为0.1ng/ml

2、仪器操作简单，检测血清中降钙素原耗时短，整个过程不超过10分钟。

附图说明

图1本发明装置示意图；

图2本发明装置测试时电路连接示意图。

具体实施方式

下面以具体实施例的形式对本发明技术方案做进一步解释和说明。

实施例1

本实施例中，一种检测血清中降钙素原的装置，由两个三电极系统集成于测量芯片构成，一个三电极系统用于实际测量，另一个三电极系统用于阴性对照；所述三电极系统中，参比电极3、6和对电极2、5采用ag/agcl电极，工作电极4、7都是石墨电极修饰电极，阳性对照组工作电极4修饰的是hrp标记的降钙素抗体，阴性对照组工作电极7修饰的是鼠抗。

测量芯片上设有六条丝网印刷的ag导线1，连接至测试装置边缘；边缘设有接口与测试设备连接，用于测量同一三电极系统中工作电极与对电极之间的电流强度i。

实施例2

1)测量开始前，将含有两个三电极系统的芯片装置与测试设备连接通电，启动测试设备的气动系统，管路搬运pbs(磷酸盐)缓冲溶液到芯片装置的反应池的电极表面，清洗电极，过程需要2分钟；

2)测量开始后，血清在气动系统作用下流经两个工作电极表面，实际测量组的工作电极是修饰有hrp的降钙素抗体的电极，能够富集结合血清中的降钙素原，抗原抗体配对反应过程耗时3分钟；

3)启动气动系统，利用pbs缓冲溶液再次清洗电极表面，过程需要1分钟；

4)气动系统携带tmb溶液流经实际测量组和阴性对照组的工作电极表面，测量工作电极与对电极之间的电流，待电流稳定后，读取实际测量组电流值i1和阴性对照组电流值i2；

5)通过测量标准降钙素原浓度溶液，拟合出电流i增强变化量δi(δi＝i1-i2)与降钙素原浓度c的曲线方程，δi＝kc+b；

6)通过实际测得的i1、i2代入拟合的曲线方程中，推导出血清中的降钙素原浓度c＝(δi-b)/k。

工作原理：

在检测血清中降钙素原含量时，气动系统搬运缓冲液覆盖三电极系统，血清流经工作电极表面，与电极表面标记有hrp的pct抗体结合，但不与鼠抗结合，后微流控系统搬运tmb和h2o2到电极表面，发生氧化还原反应：

这样工作电极表面发生电子转移，通过测量两个三电极系统反应时电信号变化，而这个变化量与催化剂hrp浓度有关，间接测出血清中降钙素原的浓度。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：

1.一种检测血清中降钙素原的装置，其特征在于，该装置由两个三电极系统集成于测量芯片构成，一个三电极系统用于实际测量，另一个三电极系统用于阴性对照；所述三电极系统中，参比电极和对电极采用ag/agcl电极，工作电极都是石墨电极，实际测量组工作电极修饰的是hrp标记的降钙素抗体，阴性对照组工作电极修饰的是鼠抗。

2.根据权利要求1所述的检测血清中降钙素原的芯片装置，其特征在于，测量芯片上设有六条丝网印刷的ag导线，作为低阻导线。

3.根据权利要求1所述的检测血清中降钙素原的芯片装置，其特征在于，边缘设有接口与测试设备连接，所述测试设备用于测量同一三电极系统中工作电极与对电极之间的电流强度i。

4.一种使用权利要求1所述装置检测血清中降钙素原的方法，具体步骤如下：

1)测量开始前，将含有两个三电极系统的芯片装置与测试设备连接通电，启动测试设备的气动系统，管路搬运pbs缓冲溶液到芯片装置的反应池的电极表面，清洗电极；

2)测量开始后，血清在气动系统作用下流经两个工作电极表面，实际测量组的工作电极是修饰有hrp的降钙素抗体的电极，能够富集结合血清中的降钙素原，抗原抗体配对反应3分钟；

3)启动气动系统，利用pbs缓冲溶液再次清洗电极表面；

4)气动系统携带tmb溶液流经实际测量组和阴性对照组的工作电极表面，测量工作电极与对电极之间的电流，待电流稳定后，读取实际测量组电流值i1和阴性对照组电流值i2，并由实际测量组电流值i1减去阴性对照组电流值i2计算得到电流i的增强变化量δi；

5)通过标准pct浓度，拟合出电流i增强变化量δi(δi＝i1-i2)与降钙素原浓度c的曲线方程δi＝kc+b；

6)通过实际测得的i1、i2代入拟合的曲线方程中，推导出血清中的降钙素原浓度c＝(δi-b)/k。

技术总结
本发明公开了一种检测血清中降钙素原的装置及方法，属于医疗器械技术领域，目的是解决双抗夹心免疫化学发光法操作复杂，检测耗时长的问题。本发明以HRP标记的降钙素抗体修饰碳电极作为阳性对比工作电极，以鼠抗修饰的碳电极作为阴性对比工作电极，利用降钙素原与电极表面标记有HRP的PCT抗体结合，但不与鼠抗结合的性质，将其吸附在电极表面，当电极表面发生氧化还原反应是存在电流差，此电流差大小与降钙素原浓度相关，通过代入拟合方程即可快速测量出血清中降钙素原的浓度。

技术研发人员：沈晓林;李文亮;王旭东;夏志平;游可为;陈浩源
受保护的技术使用者：润方(长春)生物科技有限公司;润方(北京)生物医药研究院有限公司
技术研发日：2020.06.03
技术公布日：2020.08.11