一种用于全血样品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:9488211阅读:来源:国知局
碱性磷酸酶。
[0031]本发明所述发光剂,包含但不限于吖啶酯和吖啶磺酰胺。吖啶酯与发光液作用后,不需酶的催化作用,直接参与发光反应。
[0032]本发明采用的标记方法包含物理吸附、化学交联或生物分子间特异性作用将分析物的配体连接到酶或磁颗粒表面,得到配体标记的酶或配体标记的磁颗粒,其中配体能与分析物特异性结合或竞争。
[0033]本发明中所述物理吸附主要为通过颗粒与配体的表面电荷差异,非特异性吸附到颗粒表面,形成配体与磁颗粒的复合物。
[0034]本发明中所述化学交联为:当磁颗粒或酶表面有活性基团,可与配体或质控分子直接反应时,不需用化学交联剂,反之用化学交联剂把配体修饰到磁颗粒表面或酶上。
[0035]在本发明的实施例中采用化学交联法对磁颗粒进行蛋白质分子修饰的方法为:利用1-乙基-3-(3-二甲基胺丙基)碳化二亚胺(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、戊二醛等交联剂将磁颗粒表面的官能团(如羧基、氨基)与蛋白质分子(如抗原、抗体等)表面的官能团(如氨基、羧基、醛基等)连接。
[0036]在本发明的实施例中采用化学交联法对酶进行蛋白质分子修饰的方法为:利用1-乙基-3-(3-二甲基胺丙基)碳化二亚胺(EDC)N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、戊二醛等交联剂将酶标记到蛋白质分子(如抗原、抗体等)上。
[0037]作为优选,在本发明的一个实施例中,采用EDC/NHS交联法对磁颗粒进行修饰,一般步骤为:将磁颗粒溶液与EDC和NHS混合,混合比例为1: 100: 100?1: 10000: 20000,优选混合摩尔比例为1: 100: 100?1: 2000: 5000ο然后加入一定量的蛋白质分子,其中磁颗粒与蛋白质分子摩尔比例为1: 100?1: 108,优选摩尔比例为1: 1000?1: 106,以ρΗ7.4磷酸盐缓冲液为反应介质,培育4h,加入L-甘氨酸封闭,以透析、色谱、层析柱或超滤离心等方式纯化,从而得到蛋白修饰的磁颗粒。
[0038]本发明中所述生物分子间特异性作用包括生物素-亲和素系统和抗原-抗体系统。作为优选,在本发明的另一个实施例中,采用生物素-亲和素系统结合方式对分析物配体进行磁颗粒修饰,该结合方式具有放大信号的作用,具体为:以EDC将链霉亲和素连接到磁颗粒表面,生物素连接到蛋白质分子表面,通过亲和素-生物素间的相互作用,把配体连接到磁颗粒表面。其中亲和素标记的磁颗粒和生物素化配体摩尔比例为1: 10?1: 108,优选 1: 1000 ?1: 106。
[0039]本发明的分析物配体包含抗原、半抗原、单克隆抗体、多克隆抗体和激素受体。该配体可与分析物结合(如双抗体夹心法)或者与分析物竞争(如竞争法)。其中酶标记的抗体与磁颗粒标记的抗体可以相同,也可以不同。
[0040]作为优选,在本发明的一个实施例中,选择两种不同抗体,分别标记酶和磁颗粒,以双抗体夹心法检测分析物。本发明的另一个实施例中,选择一种抗原和一种抗体,分别标记酶和磁颗粒,以竞争法检测分析物。
[0041]本发明的标记配体溶液和磁颗粒标记配体溶液包含缓冲液、蛋白质、表面活性剂及防腐剂。其中HRP标记的配体,缓冲体系中不能含有NaN3 ;ALP标记配体,缓冲体系不能是磷酸体系。作为优选,在本发明的实施例中,HRP标记抗体溶液为包含牛血清白蛋白、吐温20和Proclin300的pH7.4磷酸缓冲液;磁颗粒标记抗体溶液为包含牛血清白蛋白、酪蛋白、吐温20和Proclin300的pH7.4磷酸缓冲液。在另一个实施例中,ALP标记抗体溶液为包含牛血清白蛋白、吐温20和Proclin300的pH7.4 Tris-HCl缓冲液;磁颗粒标记抗原溶液为包含牛血清白蛋白、酪蛋白、吐温20和Proclin300的pH7.4 Tris-HCl缓冲液。
[0042]本发明的微流控芯片根据配套仪器采用磁铁行程的差异,可分为直线磁铁操控(图3)和平面磁铁操控(图1)两种,其中磁铁可置于微流控芯片的顶部胶带之上或底部胶带之下。其中微流控芯片由顶部胶带、芯片基板和底部胶带构成。成型材料为聚合物,包含但不限于聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、环氧树脂等。如图1所述,芯片基板由过滤区(2)、包被区(3)、标记配体存储池(4)、反应区(5)、清洗区¢)、检测区(7)、液体释放通道(8)、清洗液存储池(9)、发光基底液存储池(10)和废液池(11)组成。其中检测区分别与清洗液存储池和发光基底液存储池通过液体释放通道(8)连接。
[0043]本发明的存储池为液体密封池,所用密封材料包含玻璃、塑料、橡胶、铝箔和高阻隔薄膜,其中密封材料可为同种材料组成,也可为多种材料组合而成。在物理挤压下,存储池可局部破裂,从而把密封的液体释放出来。其中酶标配体存储池、清洗液存储池、发光基底液存储池可采用相同或不同材料和方法制作。在本发明的一个实施例中,酶标配体存储池、清洗液存储池、发光基底液存储池均采用塑料和弹性橡胶密封而成。本发明的另一个实施例中,酶标配体存储池采用塑料和弹性橡胶密封而成,而清洗液存储池、发光基底液存储池采用高阻隔薄膜密封而成。
[0044]本发明的过滤区包含滤血膜,其中滤血膜可通过物理孔径或生物/化学试剂使液体与细胞分离,实现血浆与红细胞分离,血浆流到磁颗粒包被区,而红细胞停留在滤血膜上,从而减少红细胞对试验结果的干扰。其中所述生物/化学试剂包含凝血剂等,可使红细胞间连接,形成凝块,增大尺寸,更容易被滤血膜的网状结构阻挡。
[0045]本发明的微流控芯片,当发光基底液由发光底物和发光增强液组成,且不能混合并并长时间保存时,可分别注入发光基底液存储池A (16)和发光基底液存储池B (17)中,并在芯片上增加预混合通道(18),该预混合通道可为蛇形通道或上下结构混合通道,如图4所示。
[0046]在一个实施例中,存储池封入HRP标记抗体,包被区包被磁颗粒标记抗体,以双抗体夹心法检测cTnT。另一个实施例中,存储池封入ALP标记抗原,包被区包被磁颗粒标记抗体,以竞争法检测他克莫司。
[0047]本发明的实施例中所用样本为全血,但本发明样本不限于全血,所用样本还包含血清、血浆、唾液、尿液、粪便和其他液态组织样本。
[0048]本发明的样本体积在10?500 μ 1,优选20?100 μ 1。作为优选,在实施例中加样体积为50 μ 1。
[0049]本发明的微流控芯片为快速检测,检测时间应小于30分钟,作为优选,实施例中采用15分钟。
[0050]本发明的配体仪器包含挤压存储池,磁铁移动,发光检测系统等功能,应可包含挤压装置、磁铁及移动装置、检测系统、控制分析模块和软件系统。
[0051]本发明可广泛应用于病原体、重大疾病(如肿瘤、心血管疾病等)、违禁药品、毒品检测、食品安全等多种分析物的定量检测。
[0052]本发明的核心是采用磁微粒化学发光免疫检测技术在微流控芯片实现目标物的快速、高灵敏度、准确定量检测。
[0053]微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。
[0054]本发明的微流控芯片将检测过程所需的所有试剂组分(酶标配体、磁颗粒标记配体、清洗液、发光基底液等)均集成、内置到微流控芯片中,并通过巧妙沟道设计,在配套仪器的操作下,实现微流控芯片的一键式检测(只需按开始键就能实现检测,无需复杂操作),实现全血分离、免疫反应、清洗分离、化学发光检测,从而避免了现有微流控芯片中结构设计简单、检测时操作复杂等不足和缺陷。还克服了传统化学发光仪只能进行血清或血浆检测,而不能对全血样本进行检测的缺点。
[0055]由于磁颗粒易沉淀,传统化学发光仪采用手工混合,并以持续振荡维持磁颗粒的悬浮状态,但微流控芯片内磁颗粒混均操作难以在小型便携仪器中实现。
[0056]本发明将磁颗粒包被、干燥于微流控芯片沟道中,并设计了磁铁主动驱动磁颗粒(而传统微流控芯片一般采用流体驱动或电驱动),从而使磁颗粒复溶,并在微流控芯片不同区域实现免疫反应、清洗、发光。此设计不仅解决了磁颗粒应用于微流控芯片时易沉淀、重复性差等问题,还实现了更可控的免疫反应和物理清洗,提高了灵敏度和重复性。其中磁铁磁性和磁颗粒尺寸对检测效果了明显影响,本发明选择磁铁磁感应强度为500-30000高斯,优选1000-8000高斯;磁颗粒尺寸为0.1-10 μ m,优选0.5-3 μ m0
[0057]本发明中微流控芯片配套仪器与微流控芯片无液体接触,无需要清洗的部件,避免了传统大型化学发光仪
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