快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置的製作方法
2023-06-21 09:16:56
專利名稱：快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測裝置，尤其是一種快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置。
背景技術：
心臟損傷時的血中生化標誌物檢測值異常是急性心肌梗死(AMI)的重要診斷標準之一，多年來一直受到臨床檢驗專家的重視。臨床上常用的早期診斷心肌梗死的生化標誌物有肌紅蛋白(Myoglobin，Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，cTnI)。 當心肌細胞受損時，肌紅蛋白(Mb)先於其它心肌標誌物釋放到血液中，心肌梗死發作後大約1小時就可以檢測到血液中肌紅蛋白升高，4-8小時達到高峰，Mb無心肌特異性，但其陰性有助於排除AMI的診斷。心肌梗死發作大約3小時後可檢測到肌酸激酶同工酶(CK-MB) 的升高，8-24小時達到高峰，CK-MB可以有效的監測短期內心梗的再發作情況和溶栓治療效果。心梗發作後大約4小時可以檢測到心肌肌鈣蛋白I(cTnl)的升高，12-16小時達到高峰，cTnl對心肌損傷的敏感性和特異性都較高(圖1)。目前心肌梗死標誌物常規檢測技術有放射性免疫法(RIAs)、高壓液相色譜分析法、電化學分析法、蛋白質分析儀、各種診斷試劑盒及免疫層析試條等，這些技術存在放射性汙染、需要大型儀器、耗時長、不能定量檢測等缺點，而且無法實現在同一時間三種參數聯合測量，在臨床上應用具有一定局限性。中國專利ZL 201020185781. 3公開了一種快速定量檢測心肌肌鈣蛋白I的試條裝置，其包括基體，基體上由左向右依次設有加樣區、過濾層區、試劑存儲區、微溝道和廢液區，微溝道上設有檢測區，檢測區的上、下方分別設有螢光檢測裝置和磁力裝置。該專利只能實現一種心梗標誌物心肌肌鈣蛋白I的檢測，無法對心肌梗死發展階段及梗死面積做出更為準確的判斷。
發明內容
本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種結構簡單、設備小、操作方便、耗時短、無汙染、能定量檢測，能實現同時三種參數聯合測量，效率高的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置。為實現上述目的，本發明採用下述技術方案一種快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，包括一個生物晶片、一個自動加樣系統和一個自動檢測系統，生物晶片分別與自動加樣系統和自動檢測系統相連。所述生物晶片包括基體，基體上設有一橫向微溝道，微溝道上設有三個檢測區，三個檢測區內分別固定有肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB,簡稱CK-MB)和心肌肌鈣蛋白I (Cardiac Troponin I，簡稱cTnl)的抗體，基體兩端分別設有與微溝道相通的進液口和廢液出口。所述自動加樣系統包括驅動泵，驅動泵通過管道分別與檢測試劑和基體上的進液口相連，驅動泵通過微系統控制，其中，驅動泵與並聯的檢測試劑、待測樣品、緩衝液相連的管道上設有換向閥。 所述驅動泵為蠕動泵或注射泵。所述檢測試劑包括標記有螢光探針的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱 CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，簡稱 cTnl)的抗體、封閉液和緩衝液；所述標記有螢光探針的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱CK-MB)和心肌肌鈣蛋白I (Cardiac Troponin I， 簡稱cTnl)的抗體與微溝道中三個檢測區的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱 CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，簡稱 cTnl) 的抗體在與相對應的抗原結合時有不同的結合位點。所述自動檢測系統包括與微系統相連的自動傳動單元、檢測單元和加熱單元，所述自動傳動單元包括步進電機和與其相連的齒輪，齒輪與基體上設置的齒條相嚙合。所述檢測單元為微弱螢光檢測裝置。所述加熱單元包括分別與微系統相連的溫度傳感器和加熱器。本發明中的微系統、微弱螢光檢測裝置均為現有技術或產品。其中微弱螢光檢測裝置與發明人發表於《儀表技術與傳感器》2010年第8期第17、18、28頁上的《基於光學共聚焦原理的可攜式螢光檢測裝置》一樣。各種型號的微系統可以在市場上買到，在此不再贅述。本發明的微系統能控制自動加樣系統按順序定量將待測樣品、檢測試劑、緩衝液等加入到微溝道內，能控制自動傳動單元移動生物晶片到不同檢測位置；檢測診斷系統實現對微溝道三個不同區域螢光信號的定量檢測，並將檢測結果與系統內部已存儲的設定的校準曲線給出樣本中三種標誌物的含量數據進行比較，給出當前心肌梗死發生的階段或當前心肌梗死的面積。能通過溫度傳感器感知系統內部溫度，並根據溫度情況控制加熱器啟動時間，實現檢測裝置內部溫度維持在37°C左右。生物晶片包含一個微溝道，在微溝道三個區域分別固定Mb、CK-MB和cTnl的三種抗體，用於特異性捕捉三種靶物質，在固定三種抗體後要加入封閉液，以減少非特異性吸附。使用時，首先通過自動加樣系統向生物晶片微溝道內通入待測樣本，如果待測樣本中含有Mb、CK-MB和cTnl三種物質，那麼它們分別會被各自的抗體所捕獲，固定抗體的量相對於待測樣本中Mb、CK-MB和cTnl是過量的，因此，如果待測樣本中三種物質含量越多，被抗體捕獲的也就越多。其次向生物晶片微溝道內通入螢光探針標記的Mb、CK-MB和cTnl第二抗體或者核酸適體等其它具有特異性識別功能的配體或受體，第二抗體會結合到各自的已經被第一抗體捕獲的抗原上。此時，因為第二抗體也是過量的，所以，如果被捕獲的抗原越多， 與之結合的螢光標記的第二抗體也就越多，相應的螢光強度也就越強。微系統控制傳動單元和檢測單元，依次對生物晶片三個檢測區域的螢光分子進行雷射誘導激發，使其發出螢光信號，通過檢測螢光信號實現對心梗三種標誌物的快速定量檢測，並比較判斷出當前心肌梗死發生的階段或心肌梗死的面積，輔助醫生進行診斷。本發明與傳統大型生化分析儀相比，本發明能實現心梗標誌物多參數同時定量檢測，檢測時間短，檢測儀器小型便攜。在農村和社區醫院具有潛在應用價值。
圖1是心梗發作時間與血液中三種標誌物含量的關係圖；圖2本發明生物晶片結構示意圖；圖3是本發明結構示意圖；圖4是檢測結果表；其中1.生物晶片，2.基體，3.微溝道，4.檢測區，5.進液口，6.廢液出口，7.檢測試劑，8.廢液箱，9.齒輪，10.齒條，11.緩衝液，12.待測樣品，13.換向閥，表示三種標記有螢光探針的第二抗體或者核酸適體等其它具有特異性識別功能的配體，.」…■表示三種待測抗原樣本，Y Y Y表示三種捕捉抗體。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。如圖2-4所示，一種快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，包括一個生物晶片1、一個自動加樣系統和一個自動檢測系統，生物晶片分別與自動加樣系統和自動檢測系統相連。所述生物晶片包括基體2，基體2上設有一橫向微溝道3，微溝道3上設有三個檢測區4，三個檢測區4內分別固定有肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶 (Creatine Kinase MB，簡稱 CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，簡稱 cTnl)的抗體，基體2兩端分別設有與微溝道3相通的進液口 5和廢液出口 6，廢液出口 6通過管道與廢液箱8連通。所述自動加樣系統包括驅動泵，驅動泵通過管道分別與檢測試劑7、待測樣品11、 緩衝液12以及基體2上的進液口 5相連，驅動泵通過微系統控制，其中，驅動泵與並聯的檢測試劑7、待測樣品11、緩衝液12相連的管道上設有換向閥13。所述驅動泵為蠕動泵或注射泵。所述檢測試劑包括標記有螢光探針的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱 CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，簡稱 cTnl)的抗體、封閉液和緩衝液；所述標記有螢光探針的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱CK-MB)和心肌肌鈣蛋白I (Cardiac Troponin I， 簡稱cTnl)的抗體與微溝道中三個檢測區的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱 CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，簡稱 cTnl) 的抗體在與相對應的抗原結合時有不同的結合位點。所述自動檢測系統包括與微系統相連的自動傳動單元、檢測單元和加熱單元，所述自動傳動單元包括步進電機和與其相連的齒輪9，齒輪9與基體2上設置的齒條10相齧
合O所述檢測單元為微弱螢光檢測裝置。所述加熱單元包括分別與微系統相連的溫度傳感器和加熱器。本發明的微系統能控制自動加樣系統按順序定量將待測樣品12、檢測試劑7、緩衝液11等加入到微溝道3內，能控制自動傳動單元移動生物晶片到不同檢測位置；檢測診斷系統實現對微溝道3三個不同區域螢光信號的定量檢測，並將檢測結果與系統內部已存儲的設定的校準曲線給出樣本中三種標誌物的含量數據進行比較，給出當前心肌梗死發生的階段或當前心肌梗死的面積。能通過溫度傳感器感知系統內部溫度，並根據溫度情況控制加熱器啟動時間，實現檢測裝置內部溫度維持在37 °C左右。生物晶片1包含一個微溝道3，在微溝道3三個區域分別固定Mb、CK-MB和cTnl 的三種抗體，用於特異性捕捉三種靶物質，在固定三種抗體後要加入封閉液，以減少非特異性吸附。使用時，首先通過自動加樣系統向生物晶片1微溝道3內通入待測抗原樣本，如果待測抗原樣本中含有Mb、CK-MB和cTnl三種物質，那麼它們分別會被各自的捕捉抗體所捕獲，固定抗體的量相對於待測抗原樣本中Mb、CK-MB和cTnl是過量的，因此，如果待測抗原樣本中三種物質含量越多，被捕捉抗體捕獲的也就越多。其次向生物晶片微溝道內通入螢光探針標記的Mb、CK-MB和cTnl第二抗體，第二抗體會結合到各自的已經被第一抗體捕獲的抗原上。此時，因為第二抗體也是過量的，所以，如果被捕獲的抗原越多，與之結合的螢光標記的第二抗體也就越多，相應的螢光強度也就越強。微系統控制傳動單元和檢測單元，依次對生物晶片三個檢測區域的螢光分子進行雷射誘導激發，使其發出螢光信號，通過檢測螢光信號實現對心梗三種標誌物的快速定量檢測，並比較判斷出當前心肌梗死發生的階段或心肌梗死的面積，輔助醫生進行診斷。下面為一個具體的例子 採集患者血液樣本，離心後取上清50微升，作為待測樣本。檢測步驟如下1.啟動檢測裝置，進行預熱。2.取一未用的生物晶片1，放入晶片入口處，按動按鍵，傳動單元將晶片移動到指定位置，在指定位置，自動加樣系統的管道與生物晶片出入口對接。3.自動加樣系統驅動40微升封閉液(含5%的BSA)進入生物晶片微溝道3，反應 5分鐘後用緩衝液將封閉液推出。4.自動加樣系統驅動40微升待測血清進入生物晶片微溝道，反應10分鐘後用緩衝液將待測血清推出。5.自動加樣系統驅動40微升螢光標記的第二抗體溶液(三種抗體濃度均為 0. 2mg/mL)進入生物晶片微溝道，反應10分鐘後用緩衝液將第二抗體溶液推出。6.自動傳動單元移動生物晶片1到相應位置，檢測單元對生物晶片微溝道3上三個檢測區4螢光信號進行檢測，給出檢測結果。
權利要求
1.一種快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特徵在於包括一個生物晶片、一個自動加樣系統和一個自動檢測系統，生物晶片分別與自動加樣系統和自動檢測系統相連。
2.根據權利要求1所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特徵在於所述生物晶片包括基體，基體上設有一橫向微溝道，微溝道上設有三個檢測區，三個檢測區內分別固定有肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶和心肌肌鈣蛋白I的抗體，基體兩端分別設有與微溝道相通的進液口和廢液出口。
3.根據權利要求1所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特徵在於所述自動加樣系統包括驅動泵和換向閥，換向閥與通過管道與檢測試劑和待測樣品相連，驅動泵通過管道分別與換向閥和基體上的進液口相連，驅動泵和換向閥通過微系統控制，其中，驅動泵與並聯的檢測試劑、待測樣品、緩衝液相連的管道上設有換向閥。
4.根據權利要求3所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特徵在於所述驅動泵為蠕動泵或注射泵。
5.根據權利要求3所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特徵在於所述檢測試劑包括標記有螢光探針的肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶和心肌肌鈣蛋白I的抗體以及封閉液和緩衝液；所述標記有螢光探針的肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶和心肌肌鈣蛋白I的抗體與微溝道中三個檢測區的肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶和心肌肌鈣蛋白I的抗體在與相對應的抗原結合時有不同的結合位點。
6.根據權利要求1所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特徵在於所述自動檢測系統包括與微系統相連的自動傳動單元、檢測單元和加熱單元，所述自動傳動單元包括步進電機和與其相連的齒輪，齒輪與基體上設置的齒條相嚙合。
7.根據權利要求6所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特徵在於所述檢測單元為微弱螢光檢測裝置。
8.根據權利要求6所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特徵在於所述加熱單元包括分別與微系統相連的溫度傳感器和加熱器。
全文摘要
本發明涉及一種快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，包括一個生物晶片、一個自動加樣系統和一個自動檢測系統，生物晶片分別與自動加樣系統和自動檢測系統相連，本發明的微系統能控制自動加樣系統按順序定量將待測樣品、檢測試劑、緩衝液等加入到微溝道內，能控制自動傳動單元移動生物晶片到不同檢測位置；檢測診斷系統實現對微溝道三個不同區域螢光信號的定量檢測，並將檢測結果與系統內部已存儲的設定的校準曲線的數據進行比較，給出當前心肌梗死發生的階段或當前心肌的梗死面積。能通過溫度傳感器感知系統內部溫度，並根據溫度情況控制加熱器啟動時間，實現檢測裝置內部溫度維持在37℃左右，保證生物反應能夠在相同溫度條件下進行。
文檔編號G01N35/02GK102305866SQ20111013222
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月20日 優先權日2011年5月20日
發明者劉劍, 孫善會 申請人:山東大學