一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片的制作方法_2

文档序号:9451291阅读:来源:国知局
性磷酸酶(ALP)。发光基底液为酶对应的发光底物(如鲁米诺或金刚烷)和发光增强液(如苯衍生物等增强剂),其中发光底物和发光增强液可合并,如图2所示混合均匀后注入一个发光基底液存储池
(17);但当混合液保质期少于I年时应分开,如图4所示分别注入发光基底液存储池(17)和发光基底液存储池(24),通过预混合通道(23)混合均匀。
[0035]本发明所述微流控芯片的组装,盖片和底片通过密封胶带进行黏合,密封胶带可为普通双面胶,热敏胶和压敏胶等,作为优选密封胶带为热敏胶或压敏胶。
[0036]本发明所述微流控芯片进行样品测定主要包括如下操作:
[0037]步骤I)从加样口加入样本,盖上血液盖,将微流控芯片放入配套仪器中,从第一生物标记物存储池释放酶或发光剂标记抗降钙素原抗体后,按压空气栗使样本和酶标抗体混合均匀且发生化学反应,形成一种免疫复合物,然后流入底片过滤器中;
[0038]步骤2)样本经过滤器后,到达反应池,复溶包被在该区域的磁颗粒标记抗降钙素原抗体,且与之发生反应,外部磁铁以一定的方式在微流控芯片的运动滑槽上发上相对运动,收集磁颗粒并将磁颗粒转移至清洗池,系统释放清洗液,磁颗粒经充分洗涤后,在磁铁作用下转移至检测池,系统释放发光基底液,根据相对发光强度(RLU)与降钙素原抗原浓度间的比例关系,检测系统可自动换算,可快速报告测试结果,从而实现降钙素原的定量检测。
[0039]具体地,步骤I)所述配套仪器为小型便携设备,所述设备主要包括控制装置和检测装置。
[0040]具体地,所述配套小型便携设备的控制装置主要作用为对放置其内部的微流控芯片可实施包含控制液体流动,样本混合,释放存储池内试剂,磁铁移动等,检测装置的主要作用为采集发光信号并对其进行分析,最终显示检测结果。
[0041 ] 本发明所用的检测样品包括来自人体的全血,血清和血浆,所用体积为150 μ L,优选100 μ L,进一步优选50 μ L,再进一步优选10 μ L0
[0042]本发明所述便携设备的控制装置主要作用为对微流控芯片实施挤压空气栗实现样本和生物标记物的混合,控制磁铁的运动实现磁性微球标记抗体和一级反应物的充分混合和磁珠的收集,控制磁铁的运动实现反应混合物依次反应池,清洗池,检测池间的移动,有效降低非特异性干扰。
[0043]本发明所述控制装置中的磁铁所发生的运动为相对于微流控芯片的滑动槽运动,运动速度为lmm/s?50mm/s,作为优选磁铁运动速度为4mm/s?30mm/s。
[0044]本发明所述清洗液,用于清洗磁颗粒,去除未参与反应的杂质物质。清洗液主要包含缓冲体系、蛋白质、表面活性剂和防腐剂,其中缓冲体系包含但不限于硼酸盐、磷酸盐、Tris-HCl和醋酸盐等。其中蛋白质包含但不限于牛血清白蛋白、酪蛋白等;其中表面活性剂包含但不限于吐温20、吐温80、曲拉通X-100、聚乙二醇和聚乙烯基吡咯烷酮等。
[0045]本发明所述微流控芯片的制备方法如下:
[0046]步骤I)酶或发光剂标记抗降钙素原抗体,磁颗粒标记抗降钙素原抗体,这两种抗体可同一种抗体或不同种类抗体;
[0047]步骤2)将酶或发光剂标记抗体溶液放入盖片的存储池中,密封,将磁颗粒标记抗体溶液放入底片的反应池中,干燥,将清洗液和发光基底液分别注入清洗液存储池和发光基底液存储池中,密封,用胶带(20和22)密封盖片和底片,并组装成微流控芯片。
[0048]本发明与现有技术相比,所获得的有益效果为:
[0049]I)将磁免疫技术集成到微流控芯片上,综合了两种技术的优势,使整个检测过程具有操作简单,结果准确可靠,灵敏度高的特点。
[0050]2)微流控芯片内部微结构和微通道经过合理的设计,在液体流动过程中可以完全消除气泡对检测结果的影响。
[0051]3)配合小型检测设备和芯片内部的简单处理,无需复杂的栗阀和电场就能够有效地在微流控芯片内部实现液流的智能控制。
[0052]4)具有多步混合功能,在一定程度上可提高免疫反应效率。
[0053]5)在微流控芯片上的各种反应、清洗和检测过程分区域进行,集成化程度高,可有效降低非特异性干扰,提高检测的灵敏度。
[0054]6)采用本发明所涉及微流控芯片进行检测,能够快速报告检测结果,可进一步用于床旁检测和各种便携设备。
[0055]本发明的核心技术是将磁微粒技术、化学发光免疫检测技术和微流控芯片技术三者相结合,通过微流控芯片的精细设计和加工,并配合小型便携设备,成功实现了微流体在微流控芯片内部的智能控制,通过磁铁的作用使得磁微粒能够在微流控芯片内部实现可控的运动,混合,收集和清洗,提高反应效率,降低了非特异性干扰,从而增强了检测信号,提高了检测灵敏度。本发明的技术并非上述三种技术的简单叠加,而是集成了三者的优势,磁颗粒的种类、大小、通道的形状、大小等参数的细微改变会极大影响检测结果的准确性,本发明在现有技术基础上进行了完善和改进的一种新的用于降钙素原快速定量的方法。
【附图说明】
[0056]图1为微流控芯片的盖片结构示意图,其中2为加样口,3为空气栗,4为第一生物标记物存储池,5为气流通道,6为样本液流通道,7为微混合器,8为储液池让位孔,9为磁铁运动滑槽,10为过渡区。
[0057]图2为微流控芯片的底片结构示意图,其中12为过滤器,13为反应池,14为清洗池,15为检测池,16为清洗液存储池,17为发光液存储池,18为清洗液和发光试剂释放通道,19为废液回收池。
[0058]图3为微流控芯片的完整结构示意图,其中I为盖片,11为底片,20为顶部胶带,22为底部胶带。
[0059]图4为三个液体存储池的底片结构示意图,其中16为清洗液存储池,17和24为发光液存储池,18为清洗液,23为发光液释放通道。
【具体实施方式】
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[0060]本发明公开了一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本
【发明内容】
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
[0061]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面对照附图并结合优选【具体实施方式】对本发明进行详细的阐述。
[0062]实施例1:辣根过氧化物酶-鲁米诺(HRP-1uminol)系统用于降钙素原的检测
[0063]1.微流控芯片的制作
[0064]I)抗体标记:
[0065]ii)酶标抗体:称取HRP 25mg溶于1.25%戊二醛溶液中,于室温静置过夜;反应后的酶溶液经Sephadex G_25层析柱,用生理盐水洗脱,流速控制在lml/min,收集棕色流出液;将PCT单克隆抗体12.5mg用生理盐水稀释至5ml,搅拌下逐滴加入HRP溶液中;用IMpH 9.5碳酸盐缓冲液0.25ml,继续搅拌3小时;加0.2M赖氨酸0.25ml,混匀后,置室温2小时;在搅拌下逐滴加入等体积饱和硫酸铵,于4°C放置I小时;3000rpm离心半小时,弃上清;沉淀物用半饱和硫酸铵清洗两次,最后沉淀物溶于少量0.15M pH 7.4的PBS中;将上述溶液装入透析袋中,用0.15M pH 7.4的PBS缓冲液透析,去除铵离子后,1000rpm离心30分钟去除沉淀,上清液即为酶结合物,分装后,于2-4°C保存。
[0066]ii)磁标抗体:准确移取50 μ L浓度为lmg/mL的链霉亲和素标记磁珠,于2mL离心管中,涡旋震荡30min ;再加入200 μ L浓度为3mg/mL的生物素化PCT单克隆抗体,混合均勾,于37°C在摇床中反应2小时。将反应混合物在磁性分离器进行分离,除去上清液,用0.0lM PBS (含0.01% BSA/0.2%吐温-20,pH 7.4)重复清洗3次。最后将磁珠悬浮于0.0lM PBS(含0.1% BSA)至最终指定浓度。
[0067]2)磁标抗体的包被:采用点样仪或喷点仪将10 μ Llmg/mL磁标抗体溶液滴加在微流控芯片的反应池中,室温干燥30分钟以上。
[0068]3)微流控芯片的组装:将10 μ L浓度为5mg/mL的HRP,300 μ L清洗液,200 μ L发光试剂分别封装在芯片的对应存储池,同时将其他部件进行组装,形成一个完整的微流控芯片。
[0069]2.降钙素原的定量检测
[0070]I)标准曲线的制作:将PCT标准品用小牛血清稀释,配成浓度一些列浓度为Ong/mL,5ng/mL,20ng/mL, 50ng/mL, lOOng/mL, 300ng/mL 的降|丐素原标准品各 150 μ L,取 30 μ L加入本发明实施例中制备的微流控芯片测试卡的加样区,盖上血液盖,将试剂盒置于配套的小型设备中,放置15min。每个样本分别重复测定3次。配套仪器根据RLU和PCT浓度间的比例关系,自动拟合计算出PCT浓度,取三次测定平均值,绘制标准曲线。
[0071]2)取待检样本200 μ L,置于本发明实施例中所制作的微流控芯片中进行检测,每次取样30 μ L,重复测定3次,根据I中绘制的标准曲线即可获得待检样品中降钙素原的浓度值。
[0072]3)结果表明:采用本发明
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