一種微流控化學發光免疫檢測裝置的製作方法
2023-10-25 15:09:42 1
本實用新型涉及一種微流控化學發光免疫檢測裝置，特別是一種在離心系統下進行全血分離、血漿定量、混合 (培育)、清洗的免疫反應步驟。
背景技術：
化學發光免疫分析，又稱為冷光，是指在沒有任何光、熱或電場等激發的情況下由化學反應而產生的光輻射，是將高靈敏度的化學發光檢測技術與高特異性的抗原抗體免疫反應結合起來，藉以檢測被測物中抗原或抗體的含量。由於不需要外加激發光源，可避免背景幹擾並大幅提高信噪比。可用於各種抗原、抗體、激素、酶、脂肪酸、維生素和藥物等檢測，可作為放射免疫分析與酶聯免疫分析的取代者，是免疫分析重要的發展方向。化學發光免疫分析包含兩個主要組成部分，分別為免疫反應系統和化學發光分析系統。免疫反應系統是根據抗原抗體反應的基本原理，將發光物質直接標記在抗原或抗體上，或是將酶用於發光底物；化學發光分析系統是利用化學發光物質經催化劑的催化和氧化劑的氧化形成激發態，當這種不穩定的激發態分子返回到穩定的基態時，釋放能量發射出光子，利用光子信號檢測儀測定發光反應的發光強度，從而計算出被測物質含量。
化學發光免疫分析步驟繁雜且耗時：(一)、需陸續加入捕捉抗體、抗原、連結上酵素的偵測抗體、清洗液、底物。(二)、每個步驟間需孵育及清洗步驟。(三)、臨床樣本 (全血) 需事先進行樣本前處理，經高速離心後取出血清，方能進行實驗。因此，將其整合成簡單且快速的檢測方法是一項重要的課題。
技術實現要素：
本實用新型目的在於提供了一種微流控化學發光免疫檢測裝置；本實用新型一種微流控化學發光免疫檢測裝置具有高效、穩定、簡便的特點，能以全血樣本直接進樣 (不需額外的樣本前處理)，可藉由本實用新型達到全血分離、定量血漿傳送、混合 (培育)、清洗的免疫反應步驟。
為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是：
一種微流控化學發光免疫檢測裝置，包括微流控碟片，所述的微流控碟片上安裝有微流檢測單元，所述的微流檢測單元包括全血注入槽，所述的全血注入槽通過全血分離信道與血球儲存槽相連，所述血球儲存槽與血漿傳送流道連通；所述的血漿傳送流道與混合/偵測槽頂部相連；所述的混合/偵測槽頂部通過管路與第一試劑儲存槽連通；所述的混合/偵測槽頂部還通過管路與第三試劑儲存槽連通；所述的混合/偵測槽一側安裝有氣體壓縮釋放槽；所述的混合/偵測槽底部通過管路與第一廢液槽連通，且所述的混合/偵測槽底部與第一廢液槽之間的管路上安裝有第一閥門；所述的第一試劑儲存槽頂部通過管路與第二試劑儲存槽的底部連通；所述的第三試劑儲存槽通過管路與第四試劑儲存槽的底部連通。
所述的全血注入槽與血球儲存槽連通；所述的血漿傳送流道與混合/偵測槽頂部之間還安裝有血漿定量槽；所述的血漿定量槽頂部通過第一貫通流道與相鄰微流檢測單元上的血漿定量槽頂部連通；所述的第四試劑儲存槽的底部與第三試劑儲存槽之間還依次通過第二貫通流道、第四試劑定量槽、第三貫通流道相連，且所述的第四試劑定量槽頂部通過第二貫通流道與相鄰微流檢測單元上的第四試劑定量槽頂部連通；所述的第三試劑儲存槽底部與血漿定量槽連通後再與混合/偵測槽頂部通過管路相連，且所述的第三試劑儲存槽底部與血漿定量槽之間還依次通過第三貫通流道、第三試劑定量槽、第一貫通流道相連；且所述的第三試劑定量槽頂部通過第三貫通流道與相鄰微流檢測單元上的第三試劑定量槽頂部連通；所述的第一貫通流道、第二貫通流道、第三貫通流道分別與第二廢液槽連通。
所述的血漿定量槽與混合/偵測槽之間的管路上安裝有第二閥門；所述的第三試劑定量槽與第一貫通流道之間的管路上安裝有第三閥門；所述的第四試劑定量槽與第三貫通流道之間的管路上安裝有第四閥門。
所述的微流控碟片上安裝4個以上的微流檢測單元。
所述的微流控碟片上優選安裝4個或12個微流檢測單元。
本實用新型的有益效果是：本實用新型一種微流控化學發光免疫檢測裝置具有高效、穩定、簡便的特點，能以全血樣本直接進樣 (不需額外的樣本前處理)，可藉由本實用新型達到全血分離、定量血漿傳送、混合 (培育)、清洗的免疫反應步驟。全血分離及血漿定量設計：藉由離心轉速控制，可確保高血容比樣本 (血球：80 %、血漿：20 %) 的分離效率 (可完全分離血漿及血球)，亦可確保血漿的定量效果 (變異係數CV<3 %)。免疫微顆粒操作設計：藉由氣體 (壓縮/釋放) 槽及離心轉速操控，可控制氣體壓縮與釋放，藉此產生擾動 (免疫微顆粒)，以達到良好的混合 (培育) 效果。免疫微顆粒保留設計：結合閘門設計，可將免疫微顆粒保留於混合/偵測槽內。免疫微顆粒的材質可以是金屬微顆粒、塑料微顆粒等。微顆粒尺寸大於 50 微米。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例1中的一種微流控化學發光免疫檢測裝置的微流控碟片上安裝有12個微流檢測單元的結構示意圖；
圖2是圖1中微流控碟片上單個微流檢測單元的放大示意圖；
圖3是本實用新型實施例2中的一種微流控化學發光免疫檢測裝置的微流控碟片上安裝有4個微流檢測單元的結構示意圖；
圖4是圖3中微流控碟片上單個微流檢測單元的放大示意圖。
具體實施方式
實施例1
本實施例的一種微流控化學發光免疫檢測裝置，如圖1、2所示，包括微流控碟片13，所述的微流控碟片13上安裝有12個微流檢測單元，（屬於單指針多人份操作）；所述的微流檢測單元包括全血注入槽1，所述的全血注入槽1通過全血分離信道2與血球儲存槽3相連，所述血球儲存槽3與血漿傳送流道4連通；所述的血漿傳送流道4與混合/偵測槽7頂部相連；所述的混合/偵測槽7頂部通過管路與第一試劑儲存槽9連通；所述的混合/偵測槽7頂部還通過管路與第三試劑儲存槽10連通；所述的混合/偵測槽7一側安裝有氣體壓縮釋放槽8；所述的混合/偵測槽7底部通過管路與第一廢液槽6連通，且所述的混合/偵測槽7底部與第一廢液槽6之間的管路上安裝有第一閥門5；所述的第一試劑儲存槽9頂部通過管路與第二試劑儲存槽11的底部連通；所述的第三試劑儲存槽10通過管路與第四試劑儲存槽12的底部連通。
本實施例適合單指針多人份的化學發光免疫檢測，以C反應蛋白檢測為例，由全血注入槽1注入全血 60 微升、第一試劑儲存槽9注入免疫微顆粒 (微顆粒上已接合捕捉抗體) 30 微升、第二試劑儲存槽11注入偵測抗體 26 微升。以轉速 5,000 RPM (加速度a=10,000 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 90 秒，可在全血分離信道2分離血漿及血球，並將免疫微顆粒及偵測抗體傳送至混合/偵測槽7，免疫微顆粒可藉第一閘門5保留於混合/偵測槽7內。以轉速 1,170 RPM (加速度a=950 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 20 秒，可將20 微升的血漿經由血漿傳送流道4傳送至混合/偵測槽7，血球則被保留於血球儲存槽3。此時，由於離心力大於氣體壓力，可將氣體壓縮於氣體壓縮釋放槽8內。以轉速 250 RPM (加速度a=2,300 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 30 秒，可將氣體從氣體壓縮釋放槽8釋放 (離心力小於氣體壓力)，氣體釋放會產生氣泡，可用於擾動混合/偵測槽7內的液體，進而達到混合/培育的效果。於第三試劑儲存槽10注入清洗液 60 微升，以轉速1,420 RPM (加速度a=3,550 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 25 秒，可將清洗液傳送至混合/偵測槽7，清洗液可置換混合/偵測槽7內的液體，此液體會被傳送至第一廢液槽6，免疫微顆粒可藉由第一閥門5設計，將其保留於混合/偵測槽7內。於第四試劑儲存槽12注入發光底物 40 微升，並以轉速 1,800 RPM (加速度a=550 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 35 秒，可將底物傳送至混合/偵測槽7，底物可置換混合/偵測槽7內的液體，此液體會被傳送至第一廢液槽6，免疫微顆粒可藉由第一閥門5設計，將其保留於混合/偵測槽7內。最終，已反應的液體會在混合/偵測槽7進行檢測。
本實施例的一種微流控化學發光免疫檢測裝置及其使用方法具有高效、穩定、簡便的特點，能以全血樣本直接進樣 (不需額外的樣本前處理)，可藉由本實用新型達到全血分離、定量血漿傳送、混合 (培育)、清洗的免疫反應步驟。
實施例2
本實施例的一種微流控化學發光免疫檢測裝置，如圖3、4所示，包括微流控碟片13，所述的微流控碟片13上安裝有4個微流檢測單元，（每個檢測單元能同時完成三項免疫指標，能同時進行至少4個樣本檢測，屬於單人份小套餐單元）所述的微流檢測單元包括全血注入槽1，所述的全血注入槽1與血球儲存槽3相連，所述血球儲存槽3與血漿傳送流道4連通；所述的血漿傳送流道4與混合/偵測槽7頂部相連；所述的混合/偵測槽7頂部通過管路與第一試劑儲存槽9連通；所述的混合/偵測槽7頂部還通過管路與第三試劑儲存槽10連通；所述的混合/偵測槽7一側安裝有氣體壓縮釋放槽8；所述的混合/偵測槽7底部通過管路與第一廢液槽6連通，且所述的混合/偵測槽7底部與第一廢液槽6之間的管路上安裝有第一閥門5；所述的第一試劑儲存槽9頂部通過管路與第二試劑儲存槽11的底部連通；所述的第三試劑儲存槽10通過管路與第四試劑儲存槽12的底部連通。所述的血漿傳送流道4與混合/偵測槽7頂部之間還安裝有血漿定量槽14；所述的血漿定量槽14頂部通過第一貫通流道16與相鄰微流檢測單元上的血漿定量槽14頂部連通；所述的第四試劑儲存槽12的底部與第三試劑儲存槽10之間還依次通過第二貫通流道19、第四試劑定量槽17、第三貫通流道20相連，且所述的第四試劑定量槽17頂部通過第二貫通流道19與相鄰微流檢測單元上的第四試劑定量槽17頂部連通；所述的第三試劑儲存槽10底部與血漿定量槽14連通後再與混合/偵測槽7頂部通過管路相連，且所述的第三試劑儲存槽10底部與血漿定量槽14之間還依次通過第三貫通流道20、第三試劑定量槽18、第一貫通流道16相連；且所述的第三試劑定量槽18頂部通過第三貫通流道20與相鄰微流檢測單元上的第三試劑定量槽18頂部連通；所述的第一貫通流道16、第二貫通流道19、第三貫通流道20分別與第二廢液槽21連通。所述的血漿定量槽14與混合/偵測槽7之間的管路上安裝有第二閥門15；所述的第三試劑定量槽18與第一貫通流道16之間的管路上安裝有第三閥門22；所述的第四試劑定量槽17與第三貫通流道20之間的管路上安裝有第四閥門23。
本實施例適合單人份小套餐的化學發光免疫檢測，以心梗三項 (肌鈣蛋白T、肌酸激酶同工酶、肌紅蛋白) 為例，由全血注入槽1注入全血 180 微升、第一試劑儲存槽9注入免疫微顆粒 (微顆粒上已接合捕捉抗體) 25 微升、第二試劑儲存槽11注入偵測抗體 32 微升。以轉速5,500 RPM(加速度a=10,500 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 110 秒，可完全分離血漿及血球；以轉速 800 RPM (加速度a=1,500 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 30 秒，可將血漿透過血漿傳送流道4傳送至血漿定量槽14進行定量。除此之外，亦可將免疫微顆粒及偵測抗體通過離心力（碟片旋轉）傳送至混合/偵測槽7，免疫微顆粒可藉第一閘門5（閘門的尺寸比免疫微顆粒小，所以可將免疫微顆粒保留於混合／偵測槽）保留於混合/偵測槽7。以轉速 1,000 RPM (加速度a=1,700 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 20 秒，可將定量血漿 (25 微升) 保存於血漿定量槽14，多餘的血漿會被傳送至第二廢液槽21（透過離心力將多餘的血漿傳送至第二廢液槽）。以轉速 1,600 RPM (加速度a=2,700 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 9 秒，已定量的血漿會突破第二閥門15，而被傳送至混合/偵測槽7。以轉速 2,300 RPM (加速度a=6,700 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 11 秒，由於離心力大於氣體壓力，可將氣體壓縮於氣體壓縮釋放槽8內。再以轉速 800 RPM (加速度a=700 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 15 秒，可將氣體從氣體壓縮釋放槽8釋放 (離心力小於氣體壓力)，氣體釋放會產生氣泡，可用於擾動混合/偵測槽7內的液體，進而達到混合/培育的效果。由第三試劑儲存槽10注入清洗液 200 微升，以轉速 1,050 RPM (加速度a=3,700 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 12 秒，可將清洗液進行定量，多餘的清洗液會被傳送至第二廢液槽21。並以轉速 2,350 RPM (加速度a=1,100 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 22 秒，已定量的清洗液 (55 微升) 會突破第三閥門22，而被傳送至混合/偵測槽7，清洗液可置換混合/偵測槽7內的液體，此液體會被傳送至第一廢液槽6，免疫微顆粒可藉由第一閘門5設計，將其保留於混合/偵測槽7內。於第四試劑儲存槽12注入發光底物 100 微升，以轉速 950 RPM (加速度a=2,300 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 15 秒，可將發光底物進行定量，多餘的發光底物會被傳送至第二廢液槽21。以轉速 2,250 RPM (加速度a=900 RPM/s) 操控微流控碟片13旋轉 20 秒，已定量的發光底物 (30 微升) 會突破第四閥門23，而被傳送至混合/偵測槽7，發光底物可置換混合/偵測槽7內的液體，此液體會被傳送至第一廢液槽6，免疫微顆粒可藉由第一閘門5設計，將其保留於混合/偵測槽7內。最終，已反應的液體會在混合/偵測槽7進行檢測。
本實施例的一種微流控化學發光免疫檢測裝置及其使用方法具有高效、穩定、簡便的特點，能以全血樣本直接進樣 (不需額外的樣本前處理)，可藉由本實用新型達到全血分離、定量血漿傳送、混合 (培育)、清洗的免疫反應步驟。