CN101533009A - 微孔板条的微孔结构 - Google Patents

Abstract

微孔板条的微孔结构，含有标准格式的圆型微孔，在微孔内下半部分的圆环壁上等分设置若干形状及比例相同的凸齿条，凸齿条底部与微孔底部连接，凸齿条侧面与连接微孔的环壁。凸齿条的内突于微孔中形成的表面积较传统微孔内腔表面积大大增加，使相同体积反应液固液界面的反应面积大大增加，利于免疫反应充分进行、发光反应或酶催化反应充分进行，反应达到平衡时间大大缩短，提高检测灵敏度，缩短检测时间；凸齿条使反应面积和光信号相较于传统微孔结构增加许多，提高了发光仪探测的光信号强度；凸齿条顶部为斜扇面，能将发光反应的光信号向上反射至发光仪探头，与传统微孔板条的微孔侧壁反应相比，探头接收的光信号亦增强许多，提高了方法的灵敏度。

Description

微孔板条的微孔结构

技术领域

本发明涉及生物科学研究或医疗诊断中免疫检测用的微孔板条，特别是一种可大大增加免疫检测反应面积、提高免疫检测反应速度和灵敏度的微孔板条的微孔结构。

背景技术

自酶联免疫吸附试验(ELISA)发明以来，在生命科学、医学研究及医疗诊断活动中得到广泛的应用；期间，人们为提高该技术的产品性能，对试剂各个组成部分作了大量的改进和提高，试剂质量有显著进步。如今，基于微孔板条的酶联免疫吸附试验和化学发光免疫检测试验的应用非常广泛。

固相材料是决定ELISA产品质量的重要因素之一。目前最常用的是聚苯乙烯微孔板条，标准格式有96孔和384孔，用于酶联免疫吸附试验或发光免疫检测。目前聚苯乙烯微孔板条主要问题是表面积有限，结合能力不足，吸附固相物的均一性较差，精密性变异较大。此前人们用共价交联化学基团进行活化或表面修饰、C₀ ⁶⁰辐照、紫外线辐照等方法来改善微孔板条表面对固相物的结合能力和均一性，以期提高试剂灵敏度，改善精密性。但核心的问题是并没有解决，即反应界面并无增加。中国实用新型专利所公开的一种名称为提高免疫测定反 应速率、灵敏度的仪器(ZL 200620046752.2)，该专利产品的设计是通过将现有圆形微孔内径等径缩小，借以增加表面积与体积比或溶液深度，从而增加反应速率和提高光吸收率，其构造涉及额外固定附件，操作较为繁琐，且该设计并不适合于发光免疫检测。

发明内容

在原有微孔板条标准格式基础上，不改变微孔周径、框架高度和周边尺寸，本发明旨在提出一种微孔板条的微孔结构，以增加免疫检测的反应面积、提高免疫检测的反应速度和灵敏度。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：微孔板条的微孔结构，含有标准高度为12mm、半径R为3.4mm的圆型微孔，其特征在于：在微孔内下半部分的圆环壁上等分设置若干形状及比例相同的凸齿条，凸齿条底部与微孔底部连接，凸齿条侧面与连接微孔的环壁。

本发明凸齿条与微孔一体成型，凸齿条垂直微孔的底面；凸齿条为一侧面为弧面的三棱柱或四棱柱；凸齿条与微孔中心轴最近的棱的高度为0～4mm，凸齿条顶部为一与斜扇面；凸齿条在微孔底部所形成的投影为一扇形，中心对称的凸棱间距3.0～4.4mm。

本发明的有益效果是：

①凸齿条的内突于微孔部分所形成的表面积较传统微孔内腔表面积大大增加，使得相同体积反应液固液界面的反应面积大大增加，有利于免疫反应充分进行，也利于发光反应或酶催化反应充分进行，反应达到平衡时间大大缩短，从而提高检测灵敏度，缩短检测时间；当微孔内反应体积减少至50μL～100μL时，反应物体积表面积比增加更多，这将更有利于免疫反应快速进行；

②凸齿条内凸聚集于微孔环壁，使得中间部分反应面积和光信号相较于传统微孔结构增加许多，从而提高了发光仪探测的光信号强度，提高了方法的灵敏度；

③凸齿条顶部突出部分为斜扇面，能将发光反应的光信号向上反射至发光仪探头，与传统微孔板条的微孔侧壁反应相比，探头接收的光信号亦增强许多，提高了方法的灵敏度。

附图说明

图1为本发明实施例一微孔的结构立体图一；

图2为图1微孔的纵剖面示意图；

图3为本发明实施例二微孔的结构立体图二；

图4为图3微孔的纵剖面示意图；

图5为本发明设有16条凸齿条的底部结构的截面图；

图6为本发明设有12条凸齿条的底部结构的截面图；

图中：1.微孔；2.环壁；3.凸齿条；4.斜扇面；5.扇形；6.凸棱。

具体实施方式

下面结合附图和各实施例对本发明进一步说明。

传统标准微孔板条的内径2R＝6.8mm.，孔内高度12.0mm，微孔内腔高度6mm反应液的体积V、面积S及二者之比。

S＝2π·R·6+π·R²＝128.18+36.32＝164.50mm²

V＝π·R²·6＝217.90mm³

面积体积比＝S/V＝0.75。

实施例一(酶联免疫检测试验用)：

如图1、图2和图5所示的微孔板条的微孔结构，含有标准高度为12mm、内直径2R为6.8mm的圆型微孔1，在微孔1内下半部分(即6mm高度)的圆环壁2上等分设置16个形状及比例相同的凸齿条3，凸齿条3为一侧面为弧面的三棱柱，凸齿条3底部与微孔1底部连接，凸齿条3侧面与连接微孔1的环壁2；凸齿条3与微孔1一体成型，凸齿条3垂直微孔1的底面，凸齿条3的凸棱6的高度为4mm，凸齿条3顶部为一斜扇面4，凸齿条3在微孔1底部所形成的投影为扇形5，凸棱6距离微孔1中心的距离r＝2.2mm。

酶联免疫检测试验用的凸齿条3为三棱柱，中心对称的凸棱6间距2r＝4.4mm，三棱柱的凸棱高度4mm。

本实施例的凸齿条3数量n＝16，齿条数对微孔1中心的圆心角为θ＝360°/n＝22.5°(图5所示)，r＝2.2mm，R＝3.4mm，h＝6mm，cos(θ/2)＝cos11.25°＝0.9806，sin(θ/2)＝sin11.25°＝0.1959，V1为每个凸齿条3液面4mm～6mm间的体积，V2为每个凸齿条3液面4mm下体积。

凸齿条3顶部的面积S_斜扇面，凸齿条3垂直的两侧面顶部的三角形面积S_{棱侧双 面}，凸齿条3垂直的两侧面三角形下的矩形面积S_矩形单，凸齿条3之间形成间隙垂直的投影面积总和S_d总，以凸棱6至微孔1中心为半径构成的圆的面积S_a。

面积计算

S_a＝r²π＝15.21(mm²)

总面积

S_总＝S_a+S_d总+16×(S_棱侧双面+S_斜扇面、+2S_矩形单)

   ＝15.21+8.24+16×15.36＝269.21(mm²)。

体积计算

$V_1\≈\frac{2}{3}\·h\·(\frac{\mathrm{\π}{R}^2\mathrm{\θ}}{360}-R\·r\·\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2})=1.07\left({\mathrm{mm}}^3\right)$

$V=\mathrm{\π}\·R^2\·h-\frac{360}{22.5}\·(V_1+V_2)=217.900-68.61=149.29\left({\mathrm{mm}}^3\right)$

面积体积比＝S_总/V＝269.21÷149.29＝1.80。

在反应液液面高度在6mm时，酶联免疫检测试验用的微孔1板条的微孔1结构，如图1所示的反应面积体积比为标准微孔1板条微孔1结构的2.4倍。

本实施例的凸齿条3数也可设置12条，微孔1结构底部的截面如图6所示。

酶联免疫吸附试验采用内突的凸齿条3各凸棱6投影在微孔1底部所构成的圆上，该圆的半径2.2mm，中心对称的凸棱6间距为4.4mm，凸棱6高度4mm结构的微孔板条的微孔1结构(图1)，大大增加了反应表面积，使抗原抗体免疫反应和酶催化反应在较短时间内充分完成，并可提高检测的灵敏度。

实施例二(发光免疫检测用)：

如图3、图4和图5所示的微孔板条的微孔结构，发光免疫检测用内突有凸齿条的微孔板条的微孔1，在微孔1内下半部分(即6mm高度)的圆环壁2上等分设置16个形状及比例相同的凸齿条3，凸齿条3为一侧面为弧面的四棱柱，凸齿条3底部与微孔1底部连接，凸齿条3侧面与连接微孔1的环壁2；凸齿条3与微孔1一体成型，凸齿条3垂直微孔1的底面，凸齿条3的凸棱为一点，凸棱6距离微孔1中心的距离r＝1.5mm，本实施例中的凸棱高度为0mm，此时凸齿条3为四棱柱型，面积体积比。

本实施例的内突凸齿条3数量n＝16，θ＝360°/n＝22.5°，r＝1.5mm，R＝3.4mm，h＝6mm，cos11.25°＝0.9806，sin11.25°＝0.1959，每个内突凸齿条体积V₁，V＝16个凸齿条内突时内腔液面6mm以下容积。

面积计算

S_a＝r²π＝7.07(mm²)

总面积S_总＝S_a+S_d总+16×(S_棱侧双面+S_斜扇面)＝7.07+8.91+16×15.8＝270.22(mm²)体积计算

$V_1\≈\frac{2}{3}\·h\·(\frac{\mathrm{\π}{R}^2\mathrm{\θ}}{360}-R\·r\·\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2})=5.084\left({\mathrm{mm}}^3\right)$

$V=\mathrm{\π}\·R^2\·h-\frac{360}{22.5}\·V_1=217.900-81.344=136.56\left({\mathrm{mm}}^3\right)$

面积体积比＝S_总/V＝270.22÷136.56＝1.98。

反应液液面高度在6mm时，发光免疫检测中本发明的微孔1结构的(图3)反应面积体积比为标准微孔板条的微孔1结构的2.64倍。

本实施例的凸齿条数也可设置12条，微孔1结构底部的截面如图6所示。

对于发光免疫检测微孔板条的微孔1结构而言(图3)，内突的凸齿条3一方面增加了单位体积的溶液与固相之间接触面积，使抗原抗体免疫反应和发光反应在较短时间内充分完成，也使反应物的发光信号更集中于发光仪探头窗口部位，几个因素的综合作用，使得中间部分光信号大大增强，灵敏度得以提高，反应达到平衡时间缩短，检测时间缩短。

Claims (5)

1.微孔板条的微孔结构，含有标准高度为12mm、半径R为3.4mm的圆型微孔，其特征在于：在微孔内下半部分的圆环壁上等分设置若干形状及比例相同的凸齿条，凸齿条底部与微孔底部连接，凸齿条侧面与连接微孔的环壁。

2.如权利要求1所述的微孔板条的微孔结构，其特征在于：所述的凸齿条与微孔一体成型，凸齿条垂直微孔的底面。

3.如权利要求1所述的微孔板条的微孔结构，其特征在于：所述的凸齿条为一侧面为弧面的三棱柱或四棱柱。

4.如权利要求3所述的微孔板条的微孔结构，其特征在于：所述的凸齿条与微孔中心轴最近的凸棱的高度为0～4mm，凸齿条顶部为一斜扇面。

5.如权利要求3所述的微孔板条的微孔结构，其特征在于：所述的凸齿条在微孔底部所形成的投影为一扇形，凸棱距离微孔中心的距离r为1.5～2.2mm。

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