本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)及其分析方法和應用。該化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)包括流體控制單元、依次連接的三維運動進樣平臺、溫度控制單元、磁場控制模塊和光學檢測模塊，流體控制單元與溫度控制單元連接。該化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)利用毛細管液滴技術(shù)，以毛細管作為反應器，試劑運輸和反應均在油包水型液滴中進行，保持了反應條件的穩(wěn)定，有效避免了樣品之間的交叉污染和因表面吸附造成的反應抑制。該系統(tǒng)具有體積小、分析速度快、測試通量高和操作自動化的優(yōu)點，其應用靈活，適合于單個樣本、批量樣品及現(xiàn)場快速檢測的分析，可以更好地滿足廣大人民群眾的就醫(yī)需求，同時顯著降低了設(shè)備的購買和運行成本，具有很好的社會和經(jīng)濟效益。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于醫(yī)療器械與生物檢測
，特別涉及一種化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)及其分析方法和應用。
技術(shù)介紹
化學發(fā)光免疫分析(chemiluminescence immunoassay, CLIA)將具有高靈敏度的化學發(fā)光測定技術(shù)與高特異性的免疫反應相結(jié)合，用于各種抗原、半抗原、抗體、激素、酶、脂肪酸、維生素和藥物等的檢測分析技術(shù)。CLIA具有靈敏度高、特異性強、試劑價格低廉、試劑穩(wěn)定且有效期(6 18個月)、方法穩(wěn)定快速、檢測范圍寬、操作簡單自動化程度高等優(yōu)點，在藥物、臨床醫(yī)學、食檢、生命科學、環(huán)境和材料科學等領(lǐng)域均得到推廣，尤其是在檢驗醫(yī)學領(lǐng)域已經(jīng)形成了化學發(fā)光免疫分析的巨大市場。上世紀70年代中期Arakawe首先報道CLIA，發(fā)展至今已經(jīng)成為一種成熟的、先進的超微量活性物質(zhì)檢測技術(shù)，其應用范圍廣泛，是目前發(fā)展最為成熟和應用最為廣泛的免疫分析方法，也是目前最先進的標記免疫測定技術(shù)。CLIA靈敏度可以比酶免法、熒光法高幾個數(shù)量級，可以完全替代放射免疫分析和酶聯(lián)免疫分析。化學發(fā)光免疫分析技術(shù)已被廣大研究人員所認可，正逐漸替代傳統(tǒng)的生物檢測技術(shù)。目前檢驗醫(yī)學中使用的化學發(fā)光免疫分析儀器絕大多數(shù)是大型設(shè)備，雖然測試通量較高，但價格昂貴且應用靈活性有限。相比之下，微型化化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)具有試劑消耗量低、分析快速和操作簡便的優(yōu)勢，是對現(xiàn)有操作模式和設(shè)備的重大變革。與大型化學發(fā)光免疫分析儀器相比較，微型化化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)價格更低廉，應用更靈活，因此非常適合于門診、急診和中小型醫(yī)療單位使用。這類儀器的開發(fā)是臨床檢驗工作的迫切需要，可以有效地降低檢測成本，有助于提高醫(yī)療服務質(zhì)量和更好地滿足廣大人民群眾的就醫(yī)需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)。該化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)利用毛細管液滴技術(shù)，以毛細管作為反應器，試劑運輸和反應均在油包水型液滴中進行，保持了反應條件的穩(wěn)定，有效避免了樣品之間的交叉污染和因表面吸附造成的反應抑制。本專利技術(shù)的另一目的在于提供運用上述化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)進行的分析方法。本專利技術(shù)的再一目的在于提供所述化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)的應用。本專利技術(shù)的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)，包括三維運動進樣平臺、溫度控制模塊、磁場控制模塊、流體控制單元和光學檢測模塊；三維運動進樣平臺、溫度控制模塊、磁場控制模塊和光學檢測模塊依次連接，流體控制單元與溫度控制模塊連接；所述的三維運動進樣平臺由樣品/試劑承載托盤、位移臺、絲杠和驅(qū)動電機組成；樣品/試劑承載托盤設(shè)置于位移臺的頂部，位移臺設(shè)置于絲杠上，驅(qū)動電機設(shè)置于絲杠的頂端；位移臺在驅(qū)動電機驅(qū)使下可以沿絲杠做三維移動，位移臺及樣品/試劑承載托盤在驅(qū)動電機作用下可以進行三維運動，將試劑或樣品運送至溫度控制模塊；所述的溫度控制模塊設(shè)置有溫度傳感器、溫度控制器、繼電器、從上至下依次連接的蓋板、含有平行毛細管嵌合溝槽的加熱鋁板和加熱片；溫度傳感器設(shè)置于加熱鋁板中，溫度傳感器通過導線與溫度控制器連接，繼電器分別與溫度傳感器、溫度控制器連接；溫度控制單元設(shè)置于樣品/試劑承載托盤的左側(cè)；溫度控制器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入光學檢測模塊中，光學檢測模塊將溫度感應信號反饋至溫度控制器，溫度控制器控制繼電器的開關(guān)，當溫度低于設(shè)定值時輸出電流至加熱片，而當溫度高于設(shè)定值時停止輸出電流；所述的平行毛細管嵌合溝槽內(nèi)設(shè)置有毛細管，所述的毛細管可以拆卸；配合三維運動進樣平臺的移動，毛細管可以吸取三維運動進樣平臺上放置的樣品或試劑；所述的毛細管的材質(zhì)優(yōu)選為塑料、玻璃或石英；所述的毛細管的內(nèi)徑優(yōu)選為100 1000微米，長度優(yōu)選為10 50cm ；所述的溫度傳感器優(yōu)選為PT-100溫度傳感器；所述的加熱鋁板優(yōu)選為含有2 96個平行毛細管嵌合溝槽的加熱鋁板；所述的加熱片優(yōu)選為帕爾貼(Peltier)加熱片；所述的流體控制單元為多通道注射器，多通道注射器與所述的平行毛細管的末端連接；三維運動進樣平臺將樣品或試劑輸送至毛細管進樣口，配合多通道注射器實現(xiàn)樣品或試劑的吸入或排出；所述的流體控制單元優(yōu)選為多通道微量注射器；所述的磁場控制模塊設(shè)置于溫度控制模塊的左側(cè)，包括兩個獨立的、上下疊放的電磁鐵，兩個電磁鐵之間設(shè)置有一狹縫，所述的毛細管設(shè)置于狹縫中；通過控制電流的輸入與切斷，兩個電磁鐵可以提供單向磁場、雙向交替切換磁場和無磁場狀態(tài)；通過設(shè)定電磁鐵電流輸入，可以控制磁珠在毛細管中的定位、單向或雙向運動，從而實現(xiàn)磁珠定位、免疫親和反應和磁免疫化學發(fā)光反應；所述的光學檢測模塊設(shè)置于電磁鐵的左側(cè)，包括光纖、光開關(guān)和光電倍增管，光纖與光開關(guān)連接，光開關(guān)通過單根光纖與光電倍增管連接，光纖與所述的毛細管一一對應垂直耦合；光開關(guān)通過高速切換，將毛細管中的化學發(fā)光信號順序傳遞到光電倍增管，通過連續(xù)信號采集，可以同時監(jiān)測每根毛細管中光學信號；優(yōu)選的，所述的光學檢測模塊包括依次連接的毛細管-光纖接口、輸入光纖、光開關(guān)、輸出光纖和光電倍增管；優(yōu)選的，所述的溫度控制模塊、磁場控制模塊和光學檢測模塊分別固定在承載支架上；位移臺及樣品/試劑承載托盤在驅(qū)動電機作用下可以沿絲杠進行三維運動，將試劑或樣品運送至毛細管進樣口，配合多通道注射器實現(xiàn)樣品或試劑的吸入或排出；通過控制電流的輸入與切斷，兩個電磁鐵可以提供單向磁場、雙向交替切換磁場和無磁場狀態(tài)，通過設(shè)定電磁鐵電流的輸入，可以控制磁珠在毛細管中的定位、單向或雙向運動，從而實現(xiàn)磁珠定位、免疫親和反應和磁免疫化學發(fā)光反應；光開關(guān)通過高速切換，將毛細管中的化學發(fā)光信號順序傳遞到光電倍增管，通過連續(xù)信號采集，可以同時監(jiān)測每根毛細管中光學信號;運用上述化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)進行的分析方法，包括以下步驟(I)往毛細管中依次引入5 ii L礦物油、2 ii L磁珠懸液以及5 U L待檢樣品，液段以0. I 5cm/s遷移至溫控區(qū)后，磁珠懸液與待檢樣品進行免疫反應，免疫反應的條件為20 40°C 反應 I IOmin ；(2)步驟(I)中的液段完成免疫反應后，以0. I 5cm/s運行至磁場區(qū)，啟動毛細管上方的電磁鐵，磁場強度優(yōu)選為150mT,使磁珠固定在毛細管壁上；(3)啟動微量注射器，排出毛細管中的溶液后，往毛細管中引入IOii L洗滌液，20 40°C洗滌磁珠，排出洗滌液，重復洗滌2次；同時，啟動磁場控制模塊，磁場強度優(yōu)選為150mT,以I IOOHz頻率震蕩；(4)往毛細管中引入標記有辣根過氧化物酶或堿性磷酸酶的檢測抗體，20 40°C孵育I lOmin，在磁珠上形成抗體-抗原-抗體或抗原-抗體-抗體復合物；同時，啟動磁場控制模塊，磁場強度優(yōu)選為150mT，以I IOOHz頻率震蕩；(5)啟動微量注射器，排出毛細管中的溶液后，往毛細管中引入IOii L洗滌液，20 40°C洗滌磁珠，排出洗滌液，重復洗滌2次；同時，啟動磁場控制模塊，磁場強度優(yōu)選為150mT,以I IOOHz頻率震蕩；(6)往毛細管中引入5 U L含有化學發(fā)光底物的反應液，該反應液與磁珠接觸后，在辣根過氧化物酶或堿性磷酸酶的催化下發(fā)生化學發(fā)光反應，反應條件為25 40°C反應0. 5 20min ;同時，啟動磁場控制模塊，磁場強度優(yōu)選為150mT，以I IO本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種化學發(fā)光免疫分析系統(tǒng)，其特征在于包括三維運動進樣平臺、溫度控制模塊、磁場控制模塊、流體控制單元和光學檢測模塊；三維運動進樣平臺、溫度控制模塊、磁場控制模塊和光學檢測模塊依次連接，流體控制單元與溫度控制模塊連接；所述的三維運動進樣平臺由樣品/試劑承載托盤、位移臺、絲杠和驅(qū)動電機組成；樣品/試劑承載托盤設(shè)置于位移臺的頂部，位移臺設(shè)置于絲杠上，驅(qū)動電機設(shè)置于絲杠的頂端；所述的溫度控制模塊設(shè)置有溫度傳感器、溫度控制器、繼電器、從上至下依次連接的蓋板、含有平行毛細管嵌合溝槽的加熱鋁板和加熱片；溫度傳感器設(shè)置于加熱鋁板中，溫度傳感器通過導線與溫度控制器連接，繼電器分別與溫度傳感器、溫度控制器連接；溫度控制單元設(shè)置于樣品/試劑承載托盤的左側(cè)；所述的平行毛細管嵌合溝槽內(nèi)設(shè)置有毛細管；所述的流體控制單元為多通道注射器，多通道注射器與所述的毛細管的末端連接；所述的磁場控制模塊設(shè)置于溫度控制模塊的左側(cè)，包括兩個獨立的、上下疊放的電磁鐵，兩個電磁鐵之間設(shè)置有一狹縫，所述的毛細管設(shè)置于狹縫中；所述的光學檢測模塊設(shè)置于電磁鐵的左側(cè)，包括光纖、光開關(guān)和光電倍增管，光纖與光開關(guān)連接，光開關(guān)通過單根光纖與光電倍增管連接，光纖與所述的毛細管一一對應垂直耦合。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉大漁，
申請(專利權(quán))人：廣州市第一人民醫(yī)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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