CN102818886A - 一种小剂量均相激发光免疫检测仪 - Google Patents

一种小剂量均相激发光免疫检测仪 Download PDF

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陈达
李奇峰
徐可欣
李可
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XIANSHI OPTICAL TECHNOLOGY Co Ltd TIANJIN CITY
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Abstract

本发明属于均相发光免疫检测技术领域，涉及一种小剂量均相激发光免疫检测仪，包括激发光源（2）、可旋转折射棱镜（3）、会聚透镜（4）、滤光片（5）和单光子计数器（6）、xy二维导轨式移动平台（7）和样品板（1），按照从上到下的顺序在同一光路上设置了单光子计数器（6）、滤光片（5）、可旋转折射棱镜（3）、会聚透镜（4）和样品板（1）；所述的激发光源（2）设置在可旋转折射棱镜（3）的侧方，所述的可旋转折射棱镜（3）位于初始位置时，用于折射激发光源，遮挡单光子计数器，位于旋转位置时，用于遮挡激发光源。本发明具有灵敏度高和准确性好并能够降低样品剂量要求的优点。

Description

一种小剂量均相激发光免疫检测仪
技术领域
本发明属于均相发光免疫检测技术领域，涉及一种均相激发光免疫检测仪。
背景技术
均相激发光免疫技术一种基于增强的化学发光的检测技术，结合了荧光和化学发光技术。均相激发光免疫技术利用作为供体和受体的微珠来进行生物分子的检测。供体微珠填充有光敏剂，受体微珠填充有化学发光剂，如果样品中存在待测生物分子，供体微珠和受体微珠会由于抗体抗原的特异性结合而相互接近，从而形成桥式耦合的供体、受体连接结构。均相激发光免疫技术需要有激发光源，其核心原理是利用活性氧产生化学发光，具体来说，在680nm的激光照射下，供体微珠上的光敏剂将溶液的氧气转化为更为活跃的单体氧，单体氧在溶液中可扩散200nm，只有当供体微珠和受体微珠很接近时，单体氧才能扩散到受体微珠时，与其上的化学发光剂发生化学反应，从而激发了一连串的级联反应，最后将能量传递到铕上，再产生615nm的光信号。均相激发光免疫技术跟传统的酶联免疫检测相比具有很大的优势，避免了繁琐的洗涤步骤，操作简单；背景很低，灵敏度高；动态范围宽，亲和范围大，抗干扰能力强。均相激发光免疫技术可直接检测血清和体液中的生物分子，因此具有十分广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种灵敏度高和准确性好并能够降低样品剂量要求的小剂量均相激发光免疫检测仪。本发明的技术方案如下：
一种小剂量均相激发光免疫检测仪，包括激发光源2、可旋转折射棱镜3、会聚透镜4、滤光片5和单光子计数器6、xy二维导轨式移动平台7和样品板1，按照从上到下的顺序在同一光路上设置了单光子计数器6、滤光片5、可旋转折射棱镜3、会聚透镜4和样品板1；所述的激发光源2设置在可旋转折射棱镜3的侧方，所述的可旋转折射棱镜3位于初始位置时，用于折射激发光源，遮挡单光子计数器，位于旋转位置时，用于遮挡激发光源；所述的样品板置于xy二维导轨式移动平台7上。
作为优选实施方式，所述的样品板为96孔板,，在每个孔板处采用嵌入式小碗结构，最大孔体积为30μl；所述的激发光源2的激发波长为680nm；所述滤光片5的中心波长：615nm，半高宽：15nm，峰值透过率：>90%。
本发明的有益效果是能有效地降低均相激发光免疫检测所需的样品剂量。现有的均相激发光免疫技术，采用标准96孔板，样品剂量较大，一般为100-300μl，试剂价格高昂。与现有技术不同，本发明中样品板采用嵌入式小剂量96孔板。嵌入式小剂量96孔板运载在xy二维导轨式移动平台上，能够实现样品板的96孔快速高通量测定。
附图说明
图1是现有小剂量均相激发光免疫检测仪的光学原理图。
图中标号说明：1.样品板；2.激光光源；3.可旋转折射棱镜；4.会聚透镜；5.滤光片；6.单光子计数器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
本发明提出的小剂量均相激发光免疫检测仪，包括光学系统、电子系统、机械系统、样品板1及其软件处理系统。光学系统包括：激发光源2、可旋转折射棱镜3、会聚透镜4、滤光片5、单光子计数器6。机械系统包括xy二维导轨式移动平台7。从上到下顺序设置单光子计数器6、滤光片5、可旋转折射棱镜3、会聚透镜4、样品板1；所述激发光源2设置在可旋转折射棱镜3侧方，见图1。
嵌入式小剂量96孔板以标准96孔板作为载板，加入嵌入式小碗结构，其最大孔体积为30μl，所需混合溶液剂量可低至5μl。
本发明采用的激发光源2的激发波长为680nm，功率为100-150mW，每次照射反应溶液的时间为100-500ms。滤光片5：中心波长：615nm，半高宽：15nm，峰值透过率：>90%。单光子计数器6采集荧光累积时间为1s。xy二维导轨式移动平台7，重复定位精度为±0.01mm，最高速度>300mm/s。
当可旋转折射棱镜3处于初始位置时，可以折射激发光源，使其照射到样品板1中反应孔的溶液中，同时起着遮挡单光子计数器的作用。照射一定时间后，旋转折射棱镜3的位置，遮挡住激发光源2，让荧光进入单光子计数器6。借助可旋转折射棱镜3，使得样品发出的特异荧光和激发光在空间和时间上都得以分离，最大程度的消除了激发光对信号的干扰。
滤光片5的实施，使得只有615nm的特异荧光可以进入单光子计数器6，可以明显截止杂散光，降低自然本底荧光，显著提高了系统的灵敏度。
使用时，仪器的工作原理为：由激发光源2发出的680nm的连续光源，经可旋转折射棱镜3和会聚透镜4，照射到样品板1中反应孔的溶液中，照射一定时间后，可旋转折射棱镜3旋转，遮挡住激发光源2，使得样品发出的荧光经会聚透镜4和滤光片5，照射到单光子计数器6。单光子计数器6将累积1s的荧光光子数，经微处理芯片送至计算机软件进行分析处理。
以下是小剂量下光学条件的确定。
在嵌入式小剂量96孔板反应孔中混匀2μl甲胎蛋白AFP标准品，20ng/ml+2μl生物素标记抗体+2μl抗体包被受体微球溶液10μg/ml，37℃震荡温育30min。避光加入14μl供体微球通用液自制，充分混匀，震荡温育10min。
1.激发光功率的确定：
仪器自动产生激光照射反应孔，激发波长为680nm，每次照射反应溶液的时间为160ms。调节激光功率，计算每孔发光光子数，每个剂量做8孔重复。
  激发光功率mW   5   10   20   50   150   200
  光子数   140   440   2470   3910   3960   3810
根据上述结果，激发光功率范围确定为100-150mW。
2.激发光照射时间的确定：
仪器自动产生激光照射反应孔，激发波长为680nm，功率为120mW。调节激光照射反应溶液的时间，计算每孔发光光子数，每个剂量做8孔重复。
  激发光照射时间ms   20   50   100   200   500   1500
  光子数   1920   2880   3890   3970   3910   3540
根据上述结果，激发光功率范围确定为100-500ms。
下面结合实验数据进一步阐述本发明。
实验条件：
混匀25μl甲胎蛋白AFP标准品，20ng/ml+25μl生物素标记抗体+25μl抗体包被受体微球溶液10μg/ml，37℃震荡温育30min。避光加入175μl供体微球通用液自制，充分混匀，震荡温育10min。
在反应孔中分别加入不同的混合溶液剂量，50-250μl采用标准96孔板PE公司，5-30μl采用嵌入式小剂量96孔板。
实验结果：
仪器自动产生激光照射反应孔，激发波长为680nm，功率为120mW，每次照射反应溶液的时间为160ms。计算每孔发光光子数，每个剂量做8孔重复。
  混合溶液剂量   250   200   150   100   50   30   20   10   5
  光子数   3710   3760   3750   3650   3580   3920   3910   3950   3940
根据上述结果，可以看出发光光子数随混合溶液剂量变化基本不变，小剂量5-30μl情形下，相比大剂量50-250μl，发光光子数反而有小幅增加，这是因为小剂量采用嵌入式小剂量96孔板，使得样品液面提高，增加了系统采集荧光的立体角，从而提高了仪器的荧光采集效率。

Claims (4)

1.一种小剂量均相激发光免疫检测仪，包括激发光源（2）、可旋转折射棱镜（3）、会聚透镜（4）、滤光片（5）和单光子计数器（6）、xy二维导轨式移动平台（7）和样品板（1），按照从上到下的顺序在同一光路上设置了单光子计数器（6）、滤光片（5）、可旋转折射棱镜（3）、会聚透镜（4）和样品板（1）；所述的激发光源（2）设置在可旋转折射棱镜（3）的侧方，所述的可旋转折射棱镜（3）位于初始位置时，用于折射激发光源，遮挡单光子计数器，位于旋转位置时，用于遮挡激发光源；所述的样品板置于xy二维导轨式移动平台（7）上。
2.根据权利要求1所述的小剂量均相激发光免疫检测仪，其特征在于，所述的样品板为96孔板,，在每个孔板处采用嵌入式小碗结构，最大孔体积为30μl。
3.根据权利要求1所述的小剂量均相激发光免疫检测仪，其特征在于，所述的激发光源（2）的激发波长为680nm。
4.根据权利要求1所述的小剂量均相激发光免疫检测仪，其特征在于，所述滤光片（5）的中心波长：615nm，半高宽：15nm，峰值透过率：>90%。
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