CN105652023B - 多种血清标志物综合检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多种血清标志物综合检测设备。所述多种血清标志物综合检测设备包括采血装置盒、免疫检测盒和盒子主体，所述采血装置盒和免疫检测盒通过共享盒子主体集成在一起，所述采血装置盒用于采集并输送血液至所述免疫检测盒，所述免疫检测盒用于分离所述血液中的血清，并分析所述血清中的生物标志物的浓度。本发明提供的多种血清标志物综合检测设备满足于家用，并通过对多种血清标志物的同时定量检测为临床提供更全面可靠的支撑。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种多种血清标志物的综合检测设备。
背景技术
血液作为“生命之源”，其流动和其与内环境之间的物质交换保证了生命活动的正常进行，而随着科学技术的发展，人们对于血液的研究越来越广泛而深入，不断在血液中发现疾病征兆。血清中的生物标志物被用作判断疾病的基础，比如血清中的细胞因子IL-17和Clara细胞分泌蛋白(clara cell secretory protein，CCSP)含量被用作判断肺炎支原体感染的依据，超敏C反应蛋白(hs-CRP)和肌酸激酶同工酶(CK-MB)则被认定为具有高度特异性的心肌梗死血清标志物，
微流控分析芯片作为新型科学技术，被称为“芯片实验室”(lab-on-a-chip)，亦被称为“微整合分析芯片”(micrototal analytical systems)，它是微流控技术(Microfluidics)实现的主要平台，可以把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。有着体积轻巧、使用样品及试剂量少，且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点的微流控芯片，在生物、化学、医学等领域有着的巨大潜力，近年来已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
家庭自检是患者床边检验(point-of–care testing，POCT)这一理念在家庭应用领域的眼神，并逐步独立称为一种家庭自检产业形态，考虑到微流控分析芯片微型、自动、大通量等优点，其在家庭自检行业领域的应有显示出独特的优势，尤其是在血液检测方面。利用微流控分析芯片的高度集成化制作多种血清标志物的综合检测平台，不仅能为家庭自检、家庭急救中提供病情的判断方法，而且同时对多种血清标志物的定量检测能提供更准确全面的病情判断。
发明内容
本发明的主要目的在于提供多种血清标志物综合检测设备，旨在解决现有血液检测过程复杂、费时费力的技术问题。
为实现上述目的，本发明公开了多种血清标志物综合检测设备。
所述多种血清标志物综合检测设备包括采血装置盒、免疫检测盒和盒子主体，所述采血装置盒和免疫检测盒通过共享盒子主体集成在一起，所述采血装置盒用于采集并输送血液至所述免疫检测盒，所述免疫检测盒用于分离所述血液中的血清，并分析所述血清中的生物标志物的浓度。
优选地，其特征在于，所述盒子主体划分为采血装备仓和免疫检测仓。
优选地，所述采血装置盒包括采血盒盖和无痛采血笔，所述无痛采血笔设置于所述采血盒盖的侧面，所述采血盒盖将所述无痛采血笔封存于所述免疫检测仓中。
优选地，所述免疫检测盒包括免疫盒盖和免疫检测部件，所述免疫检测部件设置于所述免疫检测仓的外部或内部，所述免疫盒盖与所述免疫检测仓无缝封装，以保护所述免疫检测部件。
优选地，所述免疫盒盖上设置第一进样孔和第二进样孔，所述第一进样孔和第二进样孔用于将所述血液输送至所述免疫检测盒中检测分析。
优选地，所述免疫检测部件包括控制开关、检测结果显示屏、离心伺服电机、离心机、血清分离微流控芯片以及ELISA检测单元；所述控制开关和显示屏设置在所述免疫检测仓的外部；所述离心伺服电机、离心机、血清分离微流控芯片以及ELISA检测单元均设置在所述免疫检测仓的内部；所述离心伺服电机设置于所述免疫检测仓的底部中心位置，用于固定并调控所述离心机的运转；所述离心机的机轴穿过所述血清分离微流控芯片的中心，所述血清分离微流控芯片为圆盘结构。
优选地，所述血清分离微流控芯片包括第一进样通道、第二进样通道、安装孔、第一微流控结构以及第二微流控结构，所述第一进样通道和第二进样通道用于传输血液，所述安装孔联接所述离心机，所述第一微流控结构以及第二微流控结构为镜像结构。
优选地，所述第一微流控结构包括第一血液进样腔、第一扩张阀、第一血液分离腔、第一血液废液腔、第一血细胞收集腔、第一血清虹吸管、第一血清收集腔以及第一血清流出口，所述微流控结构用于通过离心力和欧拉力分离血液中的血清，并将所述血清输送至所述ELISA检测单元。
优选地，所述ELISA检测单元包括免疫反应层和电化学生物传感器，所述免疫反应层用于特异性识别血清中的生物标志物，所述电化学生物传感器用于将抗原-抗体特异性结合的生物信号转换为电化学信号，进而转化为电子信号由所述显示屏显示。
优选地，所述ELISA检测单元设置多个，位于所述血清分离微流控芯片的下方，并均匀分布于所述离心伺服电机的四周；所述多个ELISA检测单元设置不同的免疫反应层，便于同时检测不同的血清标志物。
相较于现有技术，本发明提供多种血清标志物的综合检测平台，通过高度集成化的微流控分析芯片同时定量检测血液中的多种血清标志物，不仅能为家庭自检、家庭急救中提供病情的判断提供依据，而且同时对多种血清标志物的定量检测能提供更准确全面的病情判断依据。
附图说明
图1是本发明多种血清标志物综合检测设备较佳实施例的结构爆炸图；
图2是本发明多种血清标志物综合检测设备中血清分离微流控芯片的俯视图；
图3是本发明多种血清标志物综合检测设备中血清分离微流控芯片的剖视图；
图4是本发明多种血清标志物综合检测设备中ELISA检测单元的结构示意图。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效进行说明。应当指出的是，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不以任何形式限定本发明。
如图1、图2、图3和图4所示，图1是本发明多种血清标志物综合检测设备较佳实施例的结构爆炸图；图2是本发明多种血清标志物综合检测设备中血清分离微流控芯片的俯视图；图3是本发明多种血清标志物综合检测设备中血清分离微流控芯片的剖视图；图4是本发明多种血清标志物综合检测设备中ELISA检测单元的结构示意图。
在本实施例中，所述多种血清标志物综合检测设备通过无痛采血笔采集血液，通过血清分离微流控芯片在离心力的作用下分离待检血液中的血清，通过酶联免疫吸附测定(Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA)检测单元特异性识别所述血清中的多种生物标志物，利用电化学生物传感器对所述生物标志物进行定量分析。
如图1所示，本实施例中所述多种血清标志物综合检测设备包括采血装备盒1、免疫检测盒2和盒子主体10，所述采血装置盒1和免疫检测盒2通过共享盒子主体10集成在一起，所述盒子主体10划分为采血装备仓11和免疫检测仓21。
所述采血装备盒1包括采血盒盖12和无痛采血笔13，所述无痛采血笔13设置于所述采血盒盖12的侧面，所述采血盒盖12将所述无痛采血笔13封存在所述采血装备仓11中。在使用时，将所述采血盒盖12从所述采血装备仓11的侧面抽出，可以取得所述无痛采血笔13。所述无痛采血笔13用于采集人体血液并将采集到的血液注射进入所述免疫检测盒2中，所述免疫检测盒2用于定量分析所述血液中的多种血清标志物。所述免疫检测盒2包括免疫盒盖22和免疫检测部件23，所述免疫检测部件23设置于所述免疫检测仓21外部或内部，所述免疫盒盖22与所述免疫检测仓21无缝封装，保护所述免疫检测部件23，所述免疫盒盖22上包括第一进样孔221和第二进样孔222，所述第一进样孔221和第二进样孔222在使用前塑封，在使用时经过所述无痛采血笔13的穿刺将待检血液注射进入所述免疫检测盒2。
所述免疫检测部件23包括，但不仅限于，控制开关231、显示屏232、离心伺服电机233、离心机234、血清分离微流控芯片235以及ELISA检测单元236。所述控制开关231和显示屏232设置在所述免疫检测仓21的外部，所述控制开关231用于通过控制所述离心伺服电机233调控所述离心机234的运转开启/关闭、转速与方位，所述显示屏232用于输出所述免疫检测部件23分析得到的血清中的多种生物标志物浓度信息。所述离心伺服电机233、离心机234、血清分离微流控芯片235以及ELISA检测单元236均设置在所述免疫检测仓21的内部，所述离心伺服电机233位于所述免疫检测仓21的底部中心，用于将所述离心机234固定在特定位置并调控所述离心机234的运转开启/关闭、转速与方位，所述离心机234包括发动机2341、机轴2342和插销2343，所述发动机2341被所述离心伺服电机233固定在所述免疫检测仓21的底部中心，所述机轴2342穿过所述血清分离微流控芯片235并通过所述插销2343固定，所述血清分离微流控芯片235为圆盘结构，用于通过离心力分离血液中的血清，所述ELISA检测单元236设置至少8个，所述8个ELISA检测单元236位于所述血清分离微流控芯片235的下方，均匀分布于所述离心伺服电机233的四周。
在本实施例中，所述血清分离微流控芯片23的结构如图2和图3所示，所示血清分离微流控芯片235表面上包括第一进样通道2351、第二进样通道2352、安装孔2353以及4个通气孔，所述第一进样通道2351与所述第一进样孔221相通，所述第二进样通道2352与所述第二进样孔222相通，所述安装孔2353位于所述血清分离微流控芯片235的正中间，所述机轴2342穿过所述安装孔2353并通过所述插销2433固定联结所述离心机234和所述血清分离微流控芯片234，所述离心机234驱动所述血清分离微流控芯片235转动，为所述血清分离微流控芯片235提供角加速度和离心力。所示血清分离微流控芯片235内部包括，但不仅限于，镜像分布的第一微流控结构2354和第二微流控结构2355，所述第一微流控结构2354包括第一血液进样腔23541、第一扩张阀23542、第一血液分离腔23543、第一血液废液腔23544、第一血细胞收集腔23545、第一血清虹吸管23546、第一血清收集腔23547以及第一血清流出口23548。
所述第一血液进样腔23541与所述第一进样通道2351相通，无痛采血笔采集到的待检血液通过注射经过所述第一进样孔221和第一进样通道2351进入所述第一血液进样腔23541，打开所述控制开关231，所述离心机234开始在所述离心伺服电机233的控制下带动所述血清分离微流控芯片235旋转，在离心力的作用下，所述第一扩张阀23542开启，所述血液由所述第一血液进样腔23541进入所述第一血液分离腔23543，多余的血液溢出到所述第一血液废液腔23544；继续旋转所述血清分离微流控芯片235，所述第一血液分离腔23543中的血液开始分离，密度较重的血细胞进入第一血细胞收集腔23545；当第一血液分离腔23543中的血液完全分离后，减速旋转所述血清分离微流控芯片235片刻后停止，所述血清分离微流控芯片235得到角加速度，所述第一血液分离腔23543中的血清在欧拉力的作用下持续进入所述第一血清虹吸管23546，并流入所述第一血清收集腔23547，所述第一血清收集腔23547为漏斗结构，底部开有第一血清流出口23548，所述第一血清流出口23548为小孔，用于控制血清在重力的作用下滴入其正下方的所述ELISA检测单元236。
所述ELISA检测单元236的分布与结构如图4所示，当所述第一血清收集腔23547中的血清由所述第一血清流出口23548滴入其下方的ELISA检测单元236，对应地，所述第二微流控芯片2355中的分离得到的血清则同时流入所述ELISA检测单元对面的ELISA检测单元，在所述伺服控制开关22的作用下，所述第一血清收集腔23547在设定间隔时间内连续改变方位至下一个ELISA检测单元，如此改变三次所述第一血清收集腔23546的方位，8个所述ELISA检测单元236均获得等量血清。所述ELISA检测单元236包括免疫反应层2361和电化学生物传感器2362，所述免疫反应层2361包括一层抗体，所述抗体被修饰在所述电化学生物传感器2362上，所述抗体用于与血清中的生物标志物特异性识别并结合形成抗原-抗体复合物，所述电化学生物传感器2362用于将所述抗原-抗体特异性识别并结合的生物信号转化为电化学信号，所述电化学信号被转化为数字信号输出给所述显示屏232显示，用于定量表征待检血清中的血情标志物含量。所述8个ELISA检测单元236通过分别选择不同的抗体作免疫反应层，实现了同时定量检测多种血清标志物的目的。
本发明提供的多种血清标志物综合检测设备可通过高度集成化的微流控分析芯片同时定量检测血液中的多种血清标志物，不仅能为家庭自检、家庭急救中提供病情的判断提供依据，而且同时对多种血清标志物的定量检测能提供更准确全面的病情判断依据。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效功能变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.多种血清标志物综合检测设备，其特征在于，所述多种血清标志物综合检测设备包括采血装置盒、免疫检测盒和盒子主体，所述采血装置盒和免疫检测盒通过共享盒子主体集成在一起，所述采血装置盒用于采集并输送血液至所述免疫检测盒，所述免疫检测盒用于分离所述血液中的血清，并分析所述血清中的生物标志物的浓度，其中：
所述免疫检测盒包括免疫检测部件，所述免疫检测部件包括控制开关、离心伺服电机、血清分离微流控芯片以及多个ELISA检测单元；
所述血清分离微流控芯片包括第一微流控结构以及第二微流控结构，所述第一微流控结构包括第一血清收集腔以及第一血清流出口；
所述多个ELISA检测单元位于所述血清分离微流控芯片的下方，均匀分布于所述离心伺服电机的四周;
当第一血清收集腔中的血清由第一血清流出口滴入第一血清流出口下方的一个ELISA检测单元时，第二微流控结构分离得到的血清则同时流入第一血清流出口下方的ELISA检测单元对面的ELISA检测单元，所述控制开关控制第一血清收集腔在设定间隔时间内改变方位使每一个ELISA检测单元均获得等量血清。
2.根据权利要求1所述的多种血清标志物综合检测设备，其特征在于，所述盒子主体划分为采血装备仓和免疫检测仓。
3.根据权利要求2所述的多种血清标志物综合检测设备，其特征在于，所述采血装置盒包括采血盒盖和无痛采血笔，所述无痛采血笔设置于所述采血盒盖的侧面，所述采血盒盖将所述无痛采血笔封存于所述采血装备仓中。
4.根据权利要求2所述的多种血清标志物综合检测设备，其特征在于，所述免疫检测盒还包括免疫盒盖，所述免疫检测部件设置于所述免疫检测仓的外部或内部，所述免疫盒盖与所述免疫检测仓无缝封装，以保护所述免疫检测部件。
5.根据权利要求4所述的多种血清标志物综合检测设备，其特征在于，所述免疫盒盖上设置第一进样孔和第二进样孔，所述第一进样孔和第二进样孔用于将所述血液输送至所述免疫检测盒中检测分析。
6.根据权利要求4所述的多种血清标志物综合检测设备，其特征在于，所述免疫检测部件还包括检测结果显示屏以及离心机；所述控制开关和显示屏设置在所述免疫检测仓的外部；所述离心伺服电机、离心机、血清分离微流控芯片以及ELISA检测单元均设置在所述免疫检测仓的内部；所述离心伺服电机设置于所述免疫检测仓的底部中心位置，用于固定并调控所述离心机的运转；所述离心机的机轴穿过所述血清分离微流控芯片的中心，所述血清分离微流控芯片为圆盘结构。
7.根据权利要求6所述的多种血清标志物综合检测设备，其特征在于，所述血清分离微流控芯片还包括第一进样通道、第二进样通道以及安装孔，所述第一进样通道和第二进样通道用于传输血液，所述安装孔联接所述离心机，所述第一微流控结构以及第二微流控结构为镜像结构。
8.根据权利要求7所述的多种血清标志物综合检测设备，其特征在于，所述第一微流控结构还包括第一血液进样腔、第一扩张阀、第一血液分离腔、第一血液废液腔、第一血细胞收集腔以及第一血清虹吸管，所述微流控结构用于通过离心力和欧拉力分离血液中的血清，并将所述血清输送至所述ELISA检测单元。
9.根据权利要求7所述的多种血清标志物综合检测设备，其特征在于，所述ELISA检测单元包括免疫反应层和电化学生物传感器，所述免疫反应层用于特异性识别血清中的生物标志物，所述电化学生物传感器用于将抗原-抗体特异性结合的生物信号转换为电化学信号，进而转化为电子信号由所述显示屏显示。
10.根据权利要求9所述的多种血清标志物综合检测设备，其特征在于，每一个ELISA检测单元设置不同的免疫反应层，便于同时检测不同的血清标志物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Guanjing Inventor after: Chen Qi Inventor after: Zhang Shaopeng Inventor after: Gao Weiming Inventor before: Zhang Guanjing Inventor before: Chen Xingming Inventor before: Zhang Shaopeng Inventor before: Gao Weiming Inventor before: Li Huiling Inventor before: Chen Qi |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190212 Termination date: 20210109 |