多通道快速產前或腫瘤篩查金標定量測定裝置的製作方法

2023-10-10 17:07:49

專利名稱：：多通道快速產前或腫瘤篩查金標定量測定裝置的製作方法
技術領域：
：本發明是醫用診斷類物品，屬於免疫化學和免疫診斷，具體的說它可以快速定量檢測血液樣本中抗原濃度。
背景技術：
：產前篩查可以減少唐氏綜合症(先天性痴呆)和神經管缺損(畸胎)的胎兒出生。部分腫瘤初篩，可以及早發現，及時治療。目前都是用進口大型儀器配套進口試劑。如電化學發光儀等，價格昂貴，操作複雜，很難普及。雖近年來有用金標讀數儀配套金標試劑進行產前篩査和部分腫瘤初篩，儀器有進口的，如美國沃德新，也有國產的，如福州大學SC-1金標智能測定儀配金標試劑等。國產的雖然價格比進口大型儀器和配套試劑便宜得多，操作也較方便，但由於存在下列問題首先，一次只能測定一根試條(一種試劑)獲得一種指標，而無論產前篩査或部分腫瘤初篩都需要同時測定幾種指標，這樣只能逐個測量然後匯總送進電腦計算風險率，效率低，操作煩瑣；其次，儀器結構較複雜，如在遠地出現故障維修不便，並對很微弱陽性(如臨界點附近)和陰性讀數很接近，甚至經常會有讀數交叉，導致出現假陰、假陽，誤導檢測結果；另外，配套金標試劑的重現性及準確度不夠理想。本發明針對上述缺陷進行以下幾個方面的創新其一，光學探頭由傳統的單通道改為多通道，能同時測量多種試劑(同時檢測幾種指標)；其二，將儀器電路及單片機部分由筆記本電腦來代替，這樣儀器就變成僅有一個多通道探頭通過USB接口直接進入筆記本電腦，所有儀器功能全由軟體來完成，這種電腦儀器無論生產、售後服務都比現有金標儀器簡單，故障率也低，便於普及，而且功能非常豐富，測試結果可以遠程傳輸；又利用跟隨器正偏置電流在輸出端形成一個負電壓(-IB+Rg)，達到閥門的功能對臨界值易判斷；同時，本專利配套的免疫金標試劑，如絨毛膜促性腺素(HCG)、甲胎蛋白(AFP)、前列腺特異抗原(PSA)、癌胚抗原(CEA)等試劑，在金標試條結構上添加一屏障的改造，這使樣本中坑原在層析過程中和標記(膠體金)抗體有充分反應結合時間，從而減少游離抗原，提高準確度。
發明內容多通道快速產前或腫瘤篩査金標定量測定裝置，主要由測定量裝置和配套免疫金標試劑組成。在
發明內容中一是配套測定裝置的免疫試條，二是測試裝置組成，三是控制測定裝置組件，四是測定裝置輸出信號的跟隨器一、免疫金標試劑(以下簡稱金標試條)結構及工作原理。以甲胎蛋白(AFP)為例該試條包含一對AFP單抗克隆抗體，其中一抗體是標記在膠體金上並包被在玻纖上，另一抗體被包被並固定在硝酸纖維素(NC)膜的檢測區的測試線(T線)上，試條組成在PVC聚合板上，始端有供加樣用的玻纖，末端有供助層析用的吸水紙，結構如圖l所示。當血清樣品加樣到加樣玻纖上，通過層析使包被在玻璃纖上金標記的AFP抗體復溶，同時樣本中的AFP抗原就與金標記的AFP抗體結合，這種結合物通過毛細作用沿NC膜向前移動，再與固定在測試區的T線上的AFP抗體結合形成夾心物。顯而易見，樣品中AFP抗原濃度越高，由於它所結合帶有金標記物的抗體也越多，T線顯色(紫色)越深。反之，如AFP濃度為0，帶有金標記抗體和T線抗體不可能結合，這種由二種抗體同時和相應抗原結合的方法稱雙抗體夾心法。顯色深淺與樣本濃度相關。如配上光學探頭，並加以數據處理，理論上可進行定量或半定量分析。實際上要達到定量分析必須有良好的重現性和準確度的金標試條。如樣本與金標記抗體復溶不夠充分，樣本中的部分抗原就會有遺漏(稱游離抗原)，這種游離抗原層析到測試區與T線的抗體結合但不顯色。由於游離抗原的數量有隨機性，這就影響測試的重現性，也影響精確度。為使試劑與樣本充分反應，減少游離抗原發生，本發明提出新一種金標試條的結構，在包被有金標記物的玻纖和硝酸纖維素膜之間加一塊予以處理濾樣墊，來阻遏層析速度，使測定樣本和標記抗體有充分的反應時間，避免測定樣本和標記抗體還沒有充分反應前，測定樣本中的一部分抗原就與包被在硝酸纖維素膜上的抗體結合，從而提高試劑的重現性和精確度。二、多通道金標快速測定裝置，由排式光纖探頭、排式發光二極體光源、調節光源聚焦的支撐板、立柱、放試條的塑卡槽板加上專用配套試劑等六大部分組成。它的核心技術是每一通道的光纖探頭、發光二極體光源聚焦點、試條測試區，三者的中心線應嚴格重合，唯有這樣各通道靈敏度才可能一樣，才能付諸實用。具體結構如圖2，其中部件如下排式光纖探頭一根橫梁，上半部有8個圓孔。為放進接收管用沿8個圓孔的中心線分別在橫梁下半部，鑽8個圓孔，恰好放進光纖硬體，構成8個通道光纖探頭。為保證每個通道光纖探頭的中心線與各相應通道試條測試區的中心線重合，每相鄰光纖探頭中心線的間距一樣，結構見圖5。排式發光二極體光源每一排由8隻發光二極體組成，共二排。排式光纖探頭兩側各一排光源。二排發光二極體裝在二根橫梁上，每根橫梁鑽8個圓孔，沿8個圓孔的中心線分別在橫梁下半部鑽圓孔。這樣可以讓發光二極體恰好裝進，而管子頂部的鏡面恰好露出，以加強光源投射到試條的效果，與排式光纖探頭同樣道理。各圓孔中心線距離必須控制，結構見圖7。支撐板為解決光源聚焦問題，本裝置設計一種特殊結構，稱支撐板。它的上半部是鑽有一個圓孔，供安裝排式光纖探頭橫梁兩端鎖緊螺絲用，而下半部鑽有2個橢圓孔，為發光二級管2排橫梁連接螺絲用，可調節2排發光二極體的傾斜角度，使其聚焦點重合在試條測試區，然後緊鎖，結構見圖4。立柱排式光纖探頭、排式發光二極體光源，都需要有立柱固定在一定高度，並通過支撐板和橫梁兩端的螺紋孔鎖緊，結構見圖6。槽板最多可以裝6根試條，每根試條的中心線與光纖探頭的中心線對準，一定的間隔。槽板由馬達拖動，以使光學探頭對試條進行掃描。具體尺寸見圖2。為消除邊緣效應措施，避免排式光纖探頭和排式發光二極體左右兩端通道的光學效應與中間不一致，規定左右兩端不對試條進行測試，真正對試條測試的僅有6個通道。結構見圖3。三.由單片機晶片的智能多通道探頭輸出信號，通過USB通訊接口送入筆記本電腦，所有儀器功能由軟體完成(軟體略)，可進行數據處理，測試結果可保存、列印、遠程輸送，可自標定試劑的工作曲線、質控等。並可對多通道探頭進行控制，設置和選擇通道及所要測的試劑項目、批號等。四、探頭和接口電路的靈敏度完全有可能調到很高，但這樣試條呈現陰性時，雖然信號接近於零(夾心法)，但只要有微弱的幹擾信號就可能讀出陽性的結果。如靈度調的很低，這時不會出現假陽，但會出現假陰。本發明針對此情況創新一種新思路，利用運算放大器接成跟隨器，特地對正偏置電流lB+對輸出電壓E。的影響不進行補償(按常規應在負輸入端和輸出端串接一電阻Rf，並使Rf等於正輸入端的輸入電阻Rg則可迸行補償)見圖8，Rg為模擬正輸入端的輸入電阻。這樣跟隨器輸出端就對應一個E。--IB+Rg(^為-8mv)。跟隨器輸出負值信號，電腦將不進行模數轉換，讀數顯示為0.00,這樣當試條呈現陰性(輸入信號Ei等於0)或有微弱幹擾信號Et(Et控制在小於IB+Rg)，電腦讀數總是為O，而當有信號時儘管是微弱陽性，但由於探頭靈度很高，Ej會大於lB+Rg，這時跟隨器輸出為正值，後續電路進行放大並模數轉換,電腦讀數就可能出現可觀的OD值。通過上百次實驗，用B肝表面抗原試條加上陰性血清，電腦讀數為0.00~0.02，而按衛生部規定，加上lng/mlB肝表面抗原標準品，電腦讀數約增為0.20~0.30，數據拉開幾乎超過一個數量級。這個發明的實質是利用跟隨器正偏置電流在輸出端實現一個閥門功能。下面結合實施例和附圖對本發明作進一步介紹圖l是金標試條結構圖。圖2是多通道金標快速裝置光學探頭結構圖。圖3是試條槽板。圖4是支撐板。圖5是排式光學纖維探頭。圖6是立柱。圖7是排式發光二極體光源。圖8是正輸入偏差置電流對輸出電壓的影響Ei-0。PVC底板1;加樣玻纖2;包被標記金抗體玻纖墊3;預處理濾樣墊4;硝酸纖維膜(Wathman)5;測試區測試線(包被相對應抗體)6;吸水紙7;支撐板8;鎖緊排式光纖探頭螺絲9、14:排式發光二極體源12;鎖緊排式發光二極體光源螺絲15、16;基板17;套蓋18;Ei19;模擬跟隨器正輸入端的輸入電阻"20;正電壓V+21;負電壓V-22。具體實施例方式實施例1:金標試條結構圖1，PVC底板1:加樣玻纖2;包被標記金抗體玻纖墊3;預處理濾樣墊4;硝酸纖維膜5;測試區測試線(包被相對應抗體)6;吸水紙7。在硝酸纖維膜的測試區6位置上包被相應檢測病毒的特異性抗體，3包被相應金標記的特異性抗體玻纖墊，4予以處理濾樣墊，3、4、6的具體過程見製備過程將3、4、6分別按圖1組裝成試條並鑲嵌入槽板圖3上，檢測時加一定量的樣品至加樣玻纖2處，槽板插入多通道金標快速裝置光學探頭中，並由電腦軟體功能控制馬達拖動，以使光學探頭對試條進行掃描並輸出信號。實施例2:多通道金標快速裝置光學探頭結構圖2，由排式光纖探頭、排式發光二極體光源、調節光源聚焦的支撐板、立柱、放試條的塑卡槽板組成。此裝置由單片機晶片的智能多通道探頭輸出信號，通過USB通訊接口送入筆記本電腦，所有儀器功能由軟體完成，例數據處理，測試結果保存、列印、遠程輸送、'自標定試劑的工作曲線、質控，並可對多通道探頭進行控制、設置等。具體部件加工要求見部件規格。為了更好地說明部分發明的實施，現予以試劑製造和部件加工要求說明。試劑製造製備1,包被金標記抗體玻纖墊100ml0.01%氯金酸溶液，加熱煮沸加入3ml1%%檸檬酸三鈉溶液煮沸5分鐘，得膠體金液。取上述膠體金液100mL，加10ml0.lmol/L硼酸緩衝液，滴加完畢後攪拌下加入1-2mg相應抗體，繼續攪拌5rains，再加入2ml10%的牛血清蛋白(BSA)，4。C離心，去上清，用1%BSA0.01mol/LpH7.0的磷酸鈉(PB)緩衝液稀釋懸浮物並均勻包被上玻璃纖維，包被好的玻纖在37°C，相對溼度小於20%乾燥室乾燥過夜。製備2,預處理濾樣墊按表l配方(按百分比計算)配製，均勻鋪在聚脂膜並在37°C，相對溼度小於20%乾燥。complextableseeoriginaldocumentpage7製備3，T檢測線1-2mg/ml相應的抗體濃度，包被在硝酸纖維膜上至乾燥室乾燥。部件加工要求部件規格，排式光纖探頭一根橫梁，上半部有8個直徑為5mm、深為6mm的圓孔。為放進接收管用沿8個圓孔的中心線分別在橫梁下半部，鑽8個直徑為2.8mm、深為9mm的圓孔，恰好放進光纖硬體，構成8個通道光纖探頭。為保證每個通道光纖探頭的中心線與各相應通道試條測試區的中心線重合，每相鄰光纖探頭中心線的間距一樣，都為5.3mm。部件規格2，排式發光二極體光源每一排由8隻發光二極體組成，共二排。排式光纖探頭兩側各一排光源。二排發光二極體裝在二根橫梁上，每根橫梁鑽8個直徑為5mm、深為3.5mm的圓孔，沿8個圓孔的中心線分別在橫梁下半部鑽8個直徑為3.1mm、深為2.5mm的圓孔。這樣可以讓發光二極體恰好裝進，而管子頂部的鏡面恰好露出，以加強光源投射到試條的效果，與排式光纖探頭同樣道理。各圓孔中心線距離必須控制在5.3mm。唯有這樣，各通道光纖探頭、相對應的光源、試條，三者的中心線才能重合。部件規格3，支撐板，為解決光源聚焦問題，本裝置設計一種特殊結構，稱支撐板。它的上半部是鑽有5.5mm的圓孔，供安裝排式光纖探頭橫梁兩端鎖緊螺絲用，而下半部鑽有2個橢圓孔，為發光二級管2排橫梁連接螺絲用，可調節2排發光二極體的傾斜角度，使其聚焦點重合在試條測試區，然後緊鎖。部件規格4，立柱排式光纖探頭、排式發光二極體光源，都需要有立柱固定在一定高度，並通過支撐板和橫梁兩端的螺紋孔鎖緊。權利要求1.一種免疫金標試劑，其特徵在於在包被有標記物抗體的玻纖和NC膜之間添加一塊予以處理濾樣墊。2.金標快速測定用的排式多通道光纖探頭裝置，其特徵在於由硬體光纖和光電接收管構成。3.—種由權利要求2所述的金標快速測定用的排式多通道光纖探頭裝置，其特徵在於由發光二極體構成排式多通道光纖探頭的光源裝置，並加強光源投射效果所採用的發光二極體頂部鏡面露出結構；同時為達到聚焦效果所採用的支撐板結構，可靈活調節兩排排式發光二極體光源的傾斜角度，使其聚焦重和在試條的測試區。4.一種由權利要求2所述的金標快速測定用的排式多通道光纖探頭裝置，其特徵在於為使各通道靈敏度一樣，各通道光纖探頭、相對應光源、各通道試條、三者的中心線必須重合，相鄰中心線間距都是5.3mm。5.—種由權利要求2所述的金標快速測定用的排式多通道光纖探頭裝置，其特徵在於減少邊緣效應所採取結構。排式多通道光纖探頭、排式多通道發光二極體光源皆為8通道，但左右兩端通道不進行測試，僅用中間6個通道。6.—種由權利要求2所述的金標快速測定用的排式多通道光纖探頭裝置，其特徵在於儀器是由一多通道探頭和筆記本電腦組成，創建一種新型金標讀數儀。7.—種由權利要求2所述的金標快速測定用的排式多通道光纖探頭裝置，其特徵在於利用跟隨器正偏置電流在輸出端形成一個負電壓(-IB+Rg)，達到闊門的功能。全文摘要多通道快速產前或腫瘤篩查金標定量測定裝置，屬於醫用免疫診斷物品，主要由測定裝置和配套免疫金標試劑組成。為解決免疫金標試劑定量要求，在傳統試劑製備基礎上，發明一塊予處理濾樣墊，減少游離抗原，提高重現性和準確度。測定裝置由傳統的單通道探頭創新為多通道光纖探頭，達到能一次測量多種試劑(多種指標)目的，以滿足產前或腫瘤篩查要求，另外用筆記本電腦替代儀器，儀器功能全由電腦軟體來完成。這種裝置簡單、測量準確、故障率低，有利於生產和售後服務，便於普及。文檔編號G01N33/558GK101344523SQ20071004375公開日2009年1月14日申請日期2007年7月12日優先權日2007年7月12日發明者宋賀平,方志成,王學生申請人:王學生;方志成;宋賀平