CN105203775A - 一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片 - Google Patents

一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片,其结构主要包括盖片(1)和底片(11),其中盖片(1)上的空气泵(3),气流微通道(5),加样口(2)、样本液流通道(6)、第一生物标记物存储池(4)、微混合器(7)以及过渡区(10)依次连接;底片(11)上的过滤器(12),反应池(13),清洗池(14),检测池(15),溶液释放通道(18)依次连接;检测池(15)通过溶液释放通道(18)与清洗液存储池(16)和发光液存储池(17)连接。

Description

一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片
技术领域
本发明涉及医学免疫体外诊断领域,具体涉及一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片,能够在很短时间内实现对生物样品中降钙素原的定量检测,具有操作简单,灵敏度高,低成本等特点。
技术背景
降钙素原(procalcitonin,PCT)是一个小分子蛋白,含有116个氨基酸残基,分子量为大约13kDa。PCT的氨基酸序列首次在1984年被Moullec等人发现。它属于一类相关蛋白的家族(CAPA肽家族),包括降钙素基因相关肽I和II、淀粉不溶素、肾上腺髓质素和降钙素。类似于CAPA家族的其他肽,PCT来源于一个前体分子-降钙素原前体。降钙素原前体含有141个氨基酸,其N端去除25个氨基酸残基后得到降钙素原。
1993年,有报道发现PCT水平在细菌系统感染患者中有所升高。如今PCT已经成为伴随有全身性炎症和败血症疾病的主标记物。PCT在临床诊断中的价值,主要是基于PCT浓度和炎症严重程度的紧密相关。PCT在正常人血中浓度低于0.05ng/ml,当血清中PCT浓度高于0.5ng/ml时出现重症败血症和/或败血症休克的风险较低;血清PCT浓度≥2ng/mL出现重症败血症和/或败血症休克的风险较高,在脓毒血症、败血症患者其浓度显著增高,可达1000ng/ml,是正常人的2000倍。PCT可在感染后2个小时后检测到,对临床早期诊断具有重要意义,且在感染后12-24小时达到高峰,体内、外稳定性好。
PCT作为一种具有创新意义的严重细菌性感染等疾病的实验指标,提高了临床诊断的准确性。因此,PCT的诊断价值非常之高,使用单克隆抗体定量检测患者血液中PCT的重要性更是显而易见。
目前,用于PCT检测的方法主要有酶联免疫法,免疫比浊法,胶体金免疫层析,免疫荧光法等,这些方法在一定程度上能够实现对PCT的检测,但是还存在操作复杂,灵敏度低,检测成本高等不足。化学发光免疫分析(chemiluminescenceimmunoassay,CLIA),是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合,用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等的检测分析技术,是继放免分析、酶免分析、荧光免疫分析和时间分辨荧光免疫分析之后发展起来的一项最新免疫测定技术。中国专利(CN102359958A)公开了一种检测降钙素原的试剂盒,采用酶促化学发光法实现对降钙素原的定量检测,本方法相比其他传统方法提高了检测的灵敏度和准确性,但需要对检测样品进行复杂的预处理,需要借助大型化学发光检测仪,同时所需试剂消耗量大,检测时间长。
近年来,生物分析技术领域得到了快速的发展,出现了很多重要的研究方向。微流控芯片分析技术是其中最活跃的一支,在科研和实际应用领域都获得了广泛的重视。微流控芯片作为一种新型的分析检测平台,具有高通量、集成化、便携式、易操作、低成本等优点,已经在众多领域中得到了广泛的应用,尤其是在免疫分析领域已崭露头角。
表面功能化的磁性微球作为固相载体,可以用来有效地捕获核酸、蛋白分子、病毒颗粒甚至细胞,已经被广泛地应用于各种生化指标的临床诊断等领域。而微流控芯片系统具有快速、高效、集成化等特点,两者相结合,将成为一种新型的高性能检测方法,以解决当前检测方法中存在的灵敏度低,检测过程复杂,难以实现微量样本检测的问题,有望进一步推动临床检测仪器向便携化和微型化发展。
免疫磁珠的生物微流控芯片是将磁颗粒技术,免疫分析集成到微流控芯片上的一种分析检测方法,目前这种综合性的检测方法的主要难点表现为:1)液体在芯片内部微流动的智能控制,目前常采用的方法是在芯片内部设置多个微泵和微阀,使得微流控体系变得更加复杂化;2)反应体系的混合不充分,导致反应不充分;3)集成化程度不高,导致非特异性背景高。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术的不足,提出一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片,临床检验人员只需经过简单操作,即可在15分钟内快速实现样品中降钙素原浓度的定量检测。检测结果灵敏度高,准确可靠,重复性好,交叉污染率低。
本发明的技术问题所采用的技术方案如下为:
一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片,所述微流控芯片结构主要包括盖片(1)和底片(11),其中盖片(1)上的空气泵(3),气流微通道(5),加样口(2)、样本液流通道(6)、第一生物标记物存储池(4)、微混合器(7)以及过渡区(10)依次连接;底片(11)上的过滤器(12),反应池(13),清洗池(14),检测池(15),溶液释放通道(18)依次连接;检测池(15)通过溶液释放通道(18)与清洗液存储池(16)和发光液存储池(17)连接;第一生物标记物存储池(4)存储预封装酶或发光剂标记的抗降钙素原抗体溶液;反应池(13)存储预封装磁颗粒标记的抗降钙素原抗体;所述清洗液存储池(16)和发光液存储池(17)存储预封装清洗液和发光基底液;盖片(1)过渡区(10)和底片(11)过滤器(12)连接;所述标记配体存储池(5)、清洗液存储池(9)、发光基底液存储池(10)为液体密封池,可通过外力挤压而局部破裂,释放液体;过滤器(12)由腔体和滤血膜组成;所述微流控芯片测试流程中,用磁铁操控磁颗粒移动或聚集。
具体地,所述第一生物标记物存储池(4)、清洗液存储池(16)和发光液存储池(17)为液囊或腔体,体积为10~500μl,进一步优选10~300μl。
具体地,所述微流控芯片的微混合器是宽度为20~300μm,深度为10~100μm的蛇形,折线形或方形结构。
优选地,微混合器为宽150μm,深度为50μm的方形结构,在外部压力作用下,可使样本和试剂充分混合,提高反应效率。
具体地,所述微流控芯片的反应池为毛细管微通道,该毛细管微通道为管状通道或矩形通道,允许微液体流进或通过。
具体地,所述微流控芯片的反应池为管状通道,直径为0.5~10mm,作为优选微通道的直径为5mm,进一步优选2mm或1mm。
具体地,所述微流控芯片的毛细管微通道为矩形通道时尺寸范围:宽为0.1~5mm,深度为0.01~2mm,长为5~40mm。
优选地,所述微流控芯片的毛细管微通道为矩形通道时尺寸范围:宽为0.3~2mm,深度为0.2~1mm,长为5~20mm。
具体地,所述微流控芯片的过滤器主要包括具有一定形状的腔体和滤血膜,所述腔体体积为样本体积的3~10倍,优选腔体体积为样本体积的4~6倍。
具体地,所述微流控芯片底片中过滤器内的滤血膜材质可以为玻璃纤维膜,聚酯纤维膜或CytoSep膜等。
优选地,以玻璃纤维膜作为滤血膜。
具体地,本发明所述微流控芯片的过滤器具有滤除样本杂质的功能外,还可以将液体引导进入下一级微结构和微通道。
本发明所述毛细管通道的体积小于150μl,作为优选,毛细管通道的体积小于100μl,进一步优选,毛细管通道体积小于50μl。
具体地,所述发光基底液包含与酶对应的底物及发光增强剂,可混合后注入同一个发光液存储池,或分别注入两个不同的发光液存储池;
具体地,所述磁颗粒标记的抗降钙素原抗体使用的磁颗粒为超顺磁性颗粒,为顺磁性的Fe3O4或γ-Fe2O3化合物,磁颗粒粒径为0.1~10μm。优选Fe3O4化合物,且磁颗粒粒径为1~3μm,更优选粒径为2.0μm的磁颗粒。
具体地,本发明所述微流控芯片,各功能区之间通过微通道和微结构进行衔接,内部形成一个完整的液流和气流系统。
具体地,本发明所述微流控芯片盖片和底片内的微通道和微结构的加工工艺包括模塑法、热压法、激光刻蚀法和软光刻法等,本发明的实施例中优选模塑法来制作微流控芯片。
本发明所述微流控芯片的盖片和底片材料可为聚酰胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC),聚二甲基硅氧烷(PDMS)、环氧树脂,聚丙烯(PP)和ABS树脂等,优选环氧树脂和ABS树脂,进一步优选环氧树脂。
具体地,本发明所述微流控芯片盖片和底片内除上述主要微通道和微结构外还有许多透气孔用于消除液体流动过程中产生的气泡,以及用于组装固定的让位孔和立柱。
具体地,所述微流控芯片盖片上的空气泵(3)主要是通过气流通道(5)传递压力,主要作用是用于样本和第一生物标记物的混合,提高一级孵育效果。
具体地,所述微流控芯片的气流通道尺寸为0.1~100μm,进一步优选2~50μm。
具体地,所述微流控芯片盖片的过渡区是盖片和底片连接的枢纽,一级反应混合物经过渡区流入过滤器,实现了液体在微流控芯片的上下片层间的流动。
本发明所述微流控芯片的反应池内部需进行一定的表面改性处理,所述表面改性处理方法可为化学反应,表面涂层,等离子处理等,从而获得良好的亲水性,促使液体样本在毛细管作用下流动,快速填充微通道。
本发明中所述酶,包含但不限定于过氧化氢酶(HRP)和碱性磷酸酶(ALP)。发光基底液为酶对应的发光底物(如鲁米诺或金刚烷)和发光增强液(如苯衍生物等增强剂),其中发光底物和发光增强液可合并,如图2所示混合均匀后注入一个发光基底液存储池(17);但当混合液保质期少于1年时应分开,如图4所示分别注入发光基底液存储池(17)和发光基底液存储池(24),通过预混合通道(23)混合均匀。
本发明所述微流控芯片的组装,盖片和底片通过密封胶带进行黏合,密封胶带可为普通双面胶,热敏胶和压敏胶等,作为优选密封胶带为热敏胶或压敏胶。
本发明所述微流控芯片进行样品测定主要包括如下操作:
步骤1)从加样口加入样本,盖上血液盖,将微流控芯片放入配套仪器中,从第一生物标记物存储池释放酶或发光剂标记抗降钙素原抗体后,按压空气泵使样本和酶标抗体混合均匀且发生化学反应,形成一种免疫复合物,然后流入底片过滤器中;
步骤2)样本经过滤器后,到达反应池,复溶包被在该区域的磁颗粒标记抗降钙素原抗体,且与之发生反应,外部磁铁以一定的方式在微流控芯片的运动滑槽上发上相对运动,收集磁颗粒并将磁颗粒转移至清洗池,系统释放清洗液,磁颗粒经充分洗涤后,在磁铁作用下转移至检测池,系统释放发光基底液,根据相对发光强度(RLU)与降钙素原抗原浓度间的比例关系,检测系统可自动换算,可快速报告测试结果,从而实现降钙素原的定量检测。
具体地,步骤1)所述配套仪器为小型便携设备,所述设备主要包括控制装置和检测装置。
具体地,所述配套小型便携设备的控制装置主要作用为对放置其内部的微流控芯片可实施包含控制液体流动,样本混合,释放存储池内试剂,磁铁移动等,检测装置的主要作用为采集发光信号并对其进行分析,最终显示检测结果。
本发明所用的检测样品包括来自人体的全血,血清和血浆,所用体积为150μL,优选100μL,进一步优选50μL,再进一步优选10μL。
本发明所述便携设备的控制装置主要作用为对微流控芯片实施挤压空气泵实现样本和生物标记物的混合,控制磁铁的运动实现磁性微球标记抗体和一级反应物的充分混合和磁珠的收集,控制磁铁的运动实现反应混合物依次反应池,清洗池,检测池间的移动,有效降低非特异性干扰。
本发明所述控制装置中的磁铁所发生的运动为相对于微流控芯片的滑动槽运动,运动速度为1mm/s~50mm/s,作为优选磁铁运动速度为4mm/s~30mm/s。
本发明所述清洗液,用于清洗磁颗粒,去除未参与反应的杂质物质。清洗液主要包含缓冲体系、蛋白质、表面活性剂和防腐剂,其中缓冲体系包含但不限于硼酸盐、磷酸盐、Tris-HCl和醋酸盐等。其中蛋白质包含但不限于牛血清白蛋白、酪蛋白等;其中表面活性剂包含但不限于吐温20、吐温80、曲拉通X-100、聚乙二醇和聚乙烯基吡咯烷酮等。
本发明所述微流控芯片的制备方法如下:
步骤1)酶或发光剂标记抗降钙素原抗体,磁颗粒标记抗降钙素原抗体,这两种抗体可同一种抗体或不同种类抗体;
步骤2)将酶或发光剂标记抗体溶液放入盖片的存储池中,密封,将磁颗粒标记抗体溶液放入底片的反应池中,干燥,将清洗液和发光基底液分别注入清洗液存储池和发光基底液存储池中,密封,用胶带(20和22)密封盖片和底片,并组装成微流控芯片。
本发明与现有技术相比,所获得的有益效果为:
1)将磁免疫技术集成到微流控芯片上,综合了两种技术的优势,使整个检测过程具有操作简单,结果准确可靠,灵敏度高的特点。
2)微流控芯片内部微结构和微通道经过合理的设计,在液体流动过程中可以完全消除气泡对检测结果的影响。
3)配合小型检测设备和芯片内部的简单处理,无需复杂的泵阀和电场就能够有效地在微流控芯片内部实现液流的智能控制。
4)具有多步混合功能,在一定程度上可提高免疫反应效率。
5)在微流控芯片上的各种反应、清洗和检测过程分区域进行,集成化程度高,可有效降低非特异性干扰,提高检测的灵敏度。
6)采用本发明所涉及微流控芯片进行检测,能够快速报告检测结果,可进一步用于床旁检测和各种便携设备。
本发明的核心技术是将磁微粒技术、化学发光免疫检测技术和微流控芯片技术三者相结合,通过微流控芯片的精细设计和加工,并配合小型便携设备,成功实现了微流体在微流控芯片内部的智能控制,通过磁铁的作用使得磁微粒能够在微流控芯片内部实现可控的运动,混合,收集和清洗,提高反应效率,降低了非特异性干扰,从而增强了检测信号,提高了检测灵敏度。本发明的技术并非上述三种技术的简单叠加,而是集成了三者的优势,磁颗粒的种类、大小、通道的形状、大小等参数的细微改变会极大影响检测结果的准确性,本发明在现有技术基础上进行了完善和改进的一种新的用于降钙素原快速定量的方法。
附图说明
图1为微流控芯片的盖片结构示意图,其中2为加样口,3为空气泵,4为第一生物标记物存储池,5为气流通道,6为样本液流通道,7为微混合器,8为储液池让位孔,9为磁铁运动滑槽,10为过渡区。
图2为微流控芯片的底片结构示意图,其中12为过滤器,13为反应池,14为清洗池,15为检测池,16为清洗液存储池,17为发光液存储池,18为清洗液和发光试剂释放通道,19为废液回收池。
图3为微流控芯片的完整结构示意图,其中1为盖片,11为底片,20为顶部胶带,22为底部胶带。
图4为三个液体存储池的底片结构示意图,其中16为清洗液存储池,17和24为发光液存储池,18为清洗液,23为发光液释放通道。
具体实施方式:
本发明公开了一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面对照附图并结合优选具体实施方式对本发明进行详细的阐述。
实施例1:辣根过氧化物酶-鲁米诺(HRP-luminol)系统用于降钙素原的检测
1.微流控芯片的制作
1)抗体标记:
ii)酶标抗体:称取HRP25mg溶于1.25%戊二醛溶液中,于室温静置过夜;反应后的酶溶液经SephadexG-25层析柱,用生理盐水洗脱,流速控制在1ml/min,收集棕色流出液;将PCT单克隆抗体12.5mg用生理盐水稀释至5ml,搅拌下逐滴加入HRP溶液中;用1MpH9.5碳酸盐缓冲液0.25ml,继续搅拌3小时;加0.2M赖氨酸0.25ml,混匀后,置室温2小时;在搅拌下逐滴加入等体积饱和硫酸铵,于4℃放置1小时;3000rpm离心半小时,弃上清;沉淀物用半饱和硫酸铵清洗两次,最后沉淀物溶于少量0.15MpH7.4的PBS中;将上述溶液装入透析袋中,用0.15MpH7.4的PBS缓冲液透析,去除铵离子后,10000rpm离心30分钟去除沉淀,上清液即为酶结合物,分装后,于2-4℃保存。
ii)磁标抗体:准确移取50μL浓度为1mg/mL的链霉亲和素标记磁珠,于2mL离心管中,涡旋震荡30min;再加入200μL浓度为3mg/mL的生物素化PCT单克隆抗体,混合均匀,于37℃在摇床中反应2小时。将反应混合物在磁性分离器进行分离,除去上清液,用0.01MPBS(含0.01%BSA/0.2%吐温-20,pH7.4)重复清洗3次。最后将磁珠悬浮于0.01MPBS(含0.1%BSA)至最终指定浓度。
2)磁标抗体的包被:采用点样仪或喷点仪将10μL1mg/mL磁标抗体溶液滴加在微流控芯片的反应池中,室温干燥30分钟以上。
3)微流控芯片的组装:将10μL浓度为5mg/mL的HRP,300μL清洗液,200μL发光试剂分别封装在芯片的对应存储池,同时将其他部件进行组装,形成一个完整的微流控芯片。
2.降钙素原的定量检测
1)标准曲线的制作:将PCT标准品用小牛血清稀释,配成浓度一些列浓度为0ng/mL,5ng/mL,20ng/mL,50ng/mL,100ng/mL,300ng/mL的降钙素原标准品各150μL,取30μL加入本发明实施例中制备的微流控芯片测试卡的加样区,盖上血液盖,将试剂盒置于配套的小型设备中,放置15min。每个样本分别重复测定3次。配套仪器根据RLU和PCT浓度间的比例关系,自动拟合计算出PCT浓度,取三次测定平均值,绘制标准曲线。
2)取待检样本200μL,置于本发明实施例中所制作的微流控芯片中进行检测,每次取样30μL,重复测定3次,根据1中绘制的标准曲线即可获得待检样品中降钙素原的浓度值。
3)结果表明:采用本发明所述方法通过进一步的试验,得出的最小检测限为0.03ng/mL,检测范围为0.01ng/mL-1000ng/mL,批间CV小于10%,批内CV小于4%。
实施例2:碱性磷酸酶-金刚烷(ALP-AMPPD)系统用于降钙素原的检测
1.微流控芯片的制作
1)抗体标记:i)酶标抗体:2.5mgALP(50IU/mg),加入200uL含1.25%戊二醛的100mM的PB(pH6.8),混匀,室温反应过夜;4℃条件下,电磁搅动,透析至50mMPBS(pH7.2),12小时,换液4次;1.5mg降钙素原抗体溶于100uL1M的碳酸盐溶液(pH9.0);将活化的AP加入配好的蛋白质液体中,混匀,4℃条件下反应24小时,加入10μL200mM的赖氨酸溶液,混匀,22℃条件下反应2小时;4℃条件下透析至50mMPBS(pH7.2),12小时,换液4次;离心,取上清,用50mMTB7.4+0.6%BSA+0.05%NaN3稀释至试验所需浓度,-20℃保存。ii)磁标抗体:准确移取50μL浓度为1mg/mL的链霉亲和素标记磁珠,于2mL离心管中,涡旋震荡30min;再加入200μL浓度为3mg/mL的生物素化PCT单克隆抗体,混合均匀,于37℃在摇床中反应2小时。将反应混合物在磁性分离器进行分离,除去上清液,用0.01MPBS(含0.01%BSA/0.2%吐温-20,pH7.4)重复清洗3次。最后将磁珠悬浮于0.01MPBS(含0.1%BSA)至最终指定浓度。
2)磁标抗体的包被:采用点样仪或喷点仪将10μL1mg/mL磁标抗体溶液滴加在微流控芯片的反应池中,室温干燥30min以上。
3)微流控芯片的组装:将10μL浓度为5mg/mL的HRP,300μL清洗液,200μL发光试剂分别封装在芯片的对应存储池,同时将其他部件进行组装,形成一个完整的微流控芯片。
2.降钙素原的定量检测
1)标准曲线的制作:将PCT标准品用小牛血清稀释,配成浓度一些列浓度为0ng/mL,5ng/mL,20ng/mL,50ng/mL,100ng/mL,300ng/mL的降钙素原标准品各150μL,取30μL加入本发明实施例中制备的微流控芯片测试卡的加样区,盖上血液盖,将试剂盒置于配套的小型设备中,放置15min。每个样本分别重复测定3次。配套仪器根据RLU和PCT浓度间的比例关系,自动拟合计算出PCT浓度,取三次测定平均值,绘制标准曲线。
2)取待检样本200μL,置于本发明实施例中所制作的微流控芯片中进行检测,每次取样30μL,重复测定3次,根据1中绘制的标准曲线即可获得待检样品中降钙素原的浓度值。
3)结果表明:采用本发明所述方法通过进一步的试验,检测灵敏度为0.006ng/mL,检测范围为0.001ng/mL-2000ng/mL,批间CV小于5%,批内CV小于1.5%,且未出现HOOK效应,无需对检测样本进行稀释处理。
实施例3:磁微粒颗粒尺寸筛选
磁性微球的粒径小,比表面积大,表面含有活性基团,故偶联容量大,但磁颗粒尺寸过小不利于磁铁收集,故进行磁微粒尺寸筛选。
其他的实验条件参见实施例2,磁微粒颗粒的尺寸按照以下方案进行。
选择颗粒尺寸分别为0.1μm、0.5μm、2μm、2.2μm、3μm、10μm磁颗粒标记抗C反应蛋白抗体。检测时采用磁性大小经过优选的永磁铁,固定磁铁高度。
实验结果如下:
磁微粒粒径尺寸从0.1μm、0.5μm、2μm、2.2μm、3μm依次增强,3μm干扰加大,10μm开始减小,信号值最低,综合各因素2.2μm信号最强,干扰最小。
结果分析:磁微粒尺寸较小时,比表面积较大,表面所负载的生物分子量大,同时能够很好地分散在溶液中,但要保证磁性微球充分被收集所需的磁场强度大。在本实施例中由于磁珠所受的磁场力不能保证其充分被收集,导致部分有效磁珠在清洗过程中流失,从而导致最终检测信号值不高。当磁颗粒粒径较大时,比表面积小,表面生物分子的标记率相对较低,相同条件下,磁性粒子所受磁场力大,分散的磁珠能够得到充分的收集,但其由于极易发生沉降,导致生物分子间反应不充分,从而减弱发光信号。综合考虑,粒径为1~3μm磁性微球效果较好,因此本发明的实施例中2.2μm的磁性微球效果最好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片,其特征在于,所述微流控芯片结构主要包括盖片(1)和底片(11),其中盖片(1)上的空气泵(3),气流微通道(5),加样口(2)、样本液流通道(6)、第一生物标记物存储池(4)、微混合器(7)以及过渡区(10)依次连接;底片(11)上的过滤器(12),反应池(13),清洗池(14),检测池(15),溶液释放通道(18)依次连接;检测池(15)通过溶液释放通道(18)与清洗液存储池(16)和发光液存储池(17)连接;第一生物标记物存储池(4)存储预封装酶或发光剂标记的抗降钙素原抗体溶液;反应池(13)存储预封装磁颗粒标记的抗降钙素原抗体;所述清洗液存储池(16)和发光液存储池(17)存储预封装清洗液和发光基底液;盖片(1)过渡区(10)和底片(11)过滤区(10)连接;所述标记配体存储池(5)、清洗液存储池(9)、发光基底液存储池(10)为液体密封池,可通过外力挤压而局部破裂,释放液体;过滤器(12)由腔体和滤血膜组成;所述微流控芯片测试流程中,用磁铁操控磁颗粒移动或聚集。
2.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述第一生物标记物存储池(4)、清洗液存储池(16)和发光液存储池(17)为液囊或腔体,体积为10~500μl。
3.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述微流控芯片的微混合器是宽度为20~300μm,深度为10~100μm的蛇形,折线形或方形结构。
4.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述微流控芯片的反应池为毛细管微通道,该毛细管微通道为管状通道或矩形通道,允许微液体流进或通过。
5.如权利要求4所述微流控芯片,其特征在于,所述反应池为管状通道,直径为0.5~10mm。
6.如权利要求4所述微流控芯片,其特征在于,所述反应池为矩形通道,宽为0.1~5mm,深度为0.01~2mm,长为5~40mm。
7.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述发光基底液包含与酶对应的底物及发光增强剂,可混合后注入同一个发光液存储池,或分别注入两个不同的发光液存储池;所述磁颗粒标记的抗降钙素原抗体使用的磁颗粒为超顺磁性颗粒,为顺磁性的Fe3O4或γ-Fe2O3化合物,磁颗粒粒径为0.1~10μm。
8.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述微流控芯片进行样品测定主要包括如下操作:
步骤1)从加样口加入样本,盖上血液盖,将微流控芯片放入配套仪器中,从第一生物标记物存储池释放酶或发光剂标记抗降钙素原抗体后,按压空气泵使样本和酶标抗体混合均匀且发生化学反应,形成一种免疫复合物,然后流入底片过滤器中;
步骤2)样本经过滤器后,到达反应池,复溶包被在该区域的磁颗粒标记抗降钙素原抗体,且与之发生反应,外部磁铁以一定的方式在微流控芯片的运动滑槽上发上相对运动,收集磁颗粒并将磁颗粒转移至清洗池,系统释放清洗液,磁颗粒经充分洗涤后,在磁铁作用下转移至检测池,系统释放发光基底液,根据相对发光强度(RLU)与降钙素原抗原浓度间的比例关系,检测系统可自动换算,可快速报告测试结果,从而实现降钙素原的定量检测。
9.如权利要求8所述的一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片,其特征在于,步骤1)所述配套仪器为小型便携设备,所述设备主要包括控制装置和检测装置。
10.如权利要求8所述的一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片,其特征在于,所述配套小型便携设备的控制装置主要作用为对放置其内部的微流控芯片可实施包含控制液体流动,样本混合,释放存储池内试剂,磁铁移动等,检测装置的主要作用为采集发光信号并对其进行分析,最终显示检测结果。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105606597A (zh) * 2016-01-28 2016-05-25 武汉华美生物工程有限公司 一种化学发光底物液及利用其的降钙素原检测试剂盒
CN105785054A (zh) * 2016-05-13 2016-07-20 绍兴普施康生物科技有限公司 降钙素原定量检测的化学发光微流控盘片及其使用方法
CN106434282A (zh) * 2016-10-27 2017-02-22 杭州安杰思生物科技有限公司 微型流体液泡挤压机构
CN107132351A (zh) * 2017-06-15 2017-09-05 深圳迈奇生物科技有限公司 一种加快降钙素原定量检测的方法
WO2017198195A1 (en) * 2016-05-18 2017-11-23 Capitalbio Corporation An integrated microfluidic chip and methods of use
CN108387564A (zh) * 2018-02-08 2018-08-10 南京岚煜生物科技有限公司 基于微流控芯片的降钙素原检测试剂盒及制备和检测方法
CN108519373A (zh) * 2018-04-27 2018-09-11 广州万孚生物技术股份有限公司 一种化学发光微流控芯片及含其的分析仪器
WO2018170875A1 (zh) * 2017-03-24 2018-09-27 师永生 一种基因纳米锚定和微流体免疫凝集技术的宠物防诊方法
CN109499633A (zh) * 2018-12-13 2019-03-22 迪亚莱博(张家港)生物科技有限公司 床旁诊断微流控芯片及其制备方法和检测方法
CN110354924A (zh) * 2019-08-02 2019-10-22 郭长春 一种集成生物样本检测芯片及检测方法
CN111308101A (zh) * 2020-03-17 2020-06-19 北京利德曼生化股份有限公司 一种快速定量检测全血中bnp的微流控荧光免疫芯片
CN112147199A (zh) * 2020-08-31 2020-12-29 济南大学 一种基于CoS2/MoS2-Pd的微流控电化学传感器的制备

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020123059A1 (en) * 2001-03-05 2002-09-05 Ho Winston Z. Chemiluminescence-based microfluidic biochip
US20050221281A1 (en) * 2003-01-08 2005-10-06 Ho Winston Z Self-contained microfluidic biochip and apparatus
US20100167384A1 (en) * 2005-11-30 2010-07-01 Micronics, Inc, Microfluidic mixing and analytical apparatus
CN102906573A (zh) * 2010-02-23 2013-01-30 瑞昂尼克公司 独立式生物检测装置、方法和应用
CN103575882A (zh) * 2013-11-15 2014-02-12 司珂 全血的标记免疫分析方法和即时检测系统
CN103575880A (zh) * 2013-11-15 2014-02-12 司珂 多组分标记免疫分析方法和即时检测系统
CN103604939A (zh) * 2013-12-03 2014-02-26 南京医科大学第二附属医院 一种基于微纳磁珠电磁转移技术的全自动发光免疫分析系统
CN105051538A (zh) * 2012-12-17 2015-11-11 伦珂德克斯有限公司 用于检测生物状况的系统和方法
CN205317785U (zh) * 2015-10-26 2016-06-15 深圳华迈兴微医疗科技有限公司 一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020123059A1 (en) * 2001-03-05 2002-09-05 Ho Winston Z. Chemiluminescence-based microfluidic biochip
US20050221281A1 (en) * 2003-01-08 2005-10-06 Ho Winston Z Self-contained microfluidic biochip and apparatus
US20100167384A1 (en) * 2005-11-30 2010-07-01 Micronics, Inc, Microfluidic mixing and analytical apparatus
CN102906573A (zh) * 2010-02-23 2013-01-30 瑞昂尼克公司 独立式生物检测装置、方法和应用
CN105051538A (zh) * 2012-12-17 2015-11-11 伦珂德克斯有限公司 用于检测生物状况的系统和方法
CN103575882A (zh) * 2013-11-15 2014-02-12 司珂 全血的标记免疫分析方法和即时检测系统
CN103575880A (zh) * 2013-11-15 2014-02-12 司珂 多组分标记免疫分析方法和即时检测系统
CN103604939A (zh) * 2013-12-03 2014-02-26 南京医科大学第二附属医院 一种基于微纳磁珠电磁转移技术的全自动发光免疫分析系统
CN205317785U (zh) * 2015-10-26 2016-06-15 深圳华迈兴微医疗科技有限公司 一种降钙素原定量检测的磁微粒化学发光微流控芯片

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHING-CHU WU ET.AL.: "Measurement of glycated hemoglobin levels using an integrated microfluidic system.", 《MICROFLUID NANOFLUID》 *
HUI HUANG ET.AL.: "Rapid analysis of alpha-fetoprotein by chemiluminescence microfluidic immunoassay system based on super-paramagnetic microbeads.", 《BIOMED MICRODEVICES》 *
YI-NING YANG ET.AL.: "An integrated microfluidic system for C-reactive protein measurement.", 《BIOSENSORS AND BIOELECTRONICS》 *

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105606597A (zh) * 2016-01-28 2016-05-25 武汉华美生物工程有限公司 一种化学发光底物液及利用其的降钙素原检测试剂盒
CN105606597B (zh) * 2016-01-28 2018-11-13 武汉华美生物工程有限公司 一种化学发光底物液及利用其的降钙素原检测试剂盒
CN105785054A (zh) * 2016-05-13 2016-07-20 绍兴普施康生物科技有限公司 降钙素原定量检测的化学发光微流控盘片及其使用方法
WO2017198195A1 (en) * 2016-05-18 2017-11-23 Capitalbio Corporation An integrated microfluidic chip and methods of use
US11396013B2 (en) 2016-05-18 2022-07-26 Capitalbio Corporation Integrated microfluidic chip and methods of use
CN106434282A (zh) * 2016-10-27 2017-02-22 杭州安杰思生物科技有限公司 微型流体液泡挤压机构
WO2018170875A1 (zh) * 2017-03-24 2018-09-27 师永生 一种基因纳米锚定和微流体免疫凝集技术的宠物防诊方法
CN107132351A (zh) * 2017-06-15 2017-09-05 深圳迈奇生物科技有限公司 一种加快降钙素原定量检测的方法
CN108387564A (zh) * 2018-02-08 2018-08-10 南京岚煜生物科技有限公司 基于微流控芯片的降钙素原检测试剂盒及制备和检测方法
CN108387564B (zh) * 2018-02-08 2020-08-21 南京岚煜生物科技有限公司 基于微流控芯片的降钙素原检测试剂盒及制备和检测方法
CN108519373A (zh) * 2018-04-27 2018-09-11 广州万孚生物技术股份有限公司 一种化学发光微流控芯片及含其的分析仪器
CN108519373B (zh) * 2018-04-27 2024-03-15 广州万孚生物技术股份有限公司 一种化学发光微流控芯片及含其的分析仪器
CN109499633A (zh) * 2018-12-13 2019-03-22 迪亚莱博(张家港)生物科技有限公司 床旁诊断微流控芯片及其制备方法和检测方法
CN109499633B (zh) * 2018-12-13 2024-02-09 迪亚莱博(张家港)生物科技有限公司 床旁诊断微流控芯片及其制备方法和检测方法
CN110354924A (zh) * 2019-08-02 2019-10-22 郭长春 一种集成生物样本检测芯片及检测方法
CN111308101B (zh) * 2020-03-17 2024-01-09 北京利德曼生化股份有限公司 一种快速定量检测全血中bnp的微流控荧光免疫芯片
CN111308101A (zh) * 2020-03-17 2020-06-19 北京利德曼生化股份有限公司 一种快速定量检测全血中bnp的微流控荧光免疫芯片
CN112147199A (zh) * 2020-08-31 2020-12-29 济南大学 一种基于CoS2/MoS2-Pd的微流控电化学传感器的制备

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