CN106076445B - 微流控试剂卡及其检测方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医学检验测定技术领域，具体涉及一种微流控试剂卡及其检测方法和应用。所述微管设置有进样端和封闭端，微管内部从进样端到封闭端依次为检测液层和分离介质层，所述微管管径为0.1‑1.0mm；所述微流控试剂卡包括卡体和微管，所述微管固定在卡体上；所述微管呈放射状排列。本发明的微管管径小，液体和凝胶的流动性急剧减小，即便是平行放置，液体界面也不会流动；本发明的微流控试剂卡加样和离心时试剂卡可保持水平方向，无需垂直放置，在微管内的液体可以保持固定的界面，且分离介质形成的界面不容易被轻易搅动，有利于运输和准确的判读结果；本发明的微管和微流控试剂卡可应用在血型检测，抗体筛查，交叉配血的检测方面。

Description

微流控试剂卡及其检测方法和应用
技术领域
本发明属于医学检验测定技术领域，具体涉及一种微流控试剂卡及其检测方法和应用。
背景技术
随着世界生物学工程技术的迅猛发展，对于交叉配血、血型及抗体等的检测鉴定方法，也从传统的血型血清学常规检测，逐步向微柱凝胶免疫检测技术转变。微柱凝胶免疫检测方法，必须配备使用到微柱试剂卡。在国内外，有些产家生产用于ABO血型定型和Rh定型的ABO/Rh血型定型检测试剂卡，但其采用的凝胶为葡聚糖凝胶，此凝胶颗粒的直径大约在20-50微米。血型试剂卡一般是在聚丙烯塑料透明卡片上并排、均布地排列固定有六个或八个微柱凝胶管，每个微柱凝胶管都是由上端大柱管、中间过渡管和下端小柱管相连而成，而且在每个微柱凝胶管中都装有分离红细胞的凝胶。在检测时，一般是将一种或者两种不同的样品或者试剂滴入上端大柱管中，再将试剂卡放到专用的离心机上，离心后用照相系统或裸眼判读结果。加样，离心和照相分别在三个不同的设备中进行。离心采用水平离心的方式，不同的微柱平行排列。按照垂直方式加样，水平方向离心，垂直方向读取结果，需要用人手或者机械抓手做多次操作移动试剂卡。
申请号为201110318663.4的专利公布了一种血型试剂卡，该试剂卡包括卡体和六个微柱凝胶管，所述微柱凝胶管由上端大柱管、中间过渡管和下端小柱管组成，中间过渡管内侧由盘状孔和锥形孔连接而成；所述盘状孔与上端大柱管的孔相连；所述锥形孔与下端小柱管的孔相连；所述盘状孔的大径与上端大柱管的孔径相同，盘状孔的小径与锥形孔的小径相同；所述锥形孔的大径与下端小柱管的孔径相同。
申请号为201110322294.6的专利公布了一种新生儿ABO/Rh血型鉴定试剂卡及其制备方法，该试剂卡具有8个微柱凝胶管，一管为含有IgM性质的单克隆抗A抗体的凝胶管、一管为含有IgM性质的单克隆抗B抗体的凝胶管、一管为含有IgM性质的单克隆抗AB抗体的凝胶管、一管为含有IgM性质的单克隆抗D抗体的凝胶管、一管为含有IgM性质和IgG性质的单克隆抗D抗体的凝胶管、一管为用于阴性对照的含有凝胶悬浮介质的凝胶管、一管为含有抗IgG试剂的凝胶管和一管为含有抗IgG试剂及抗C3d试剂的凝胶管。
申请号为201510483054.2的专利公布了一种IgG亚型分型检测试剂卡及其制备方法，包括以下步骤：凝胶悬浮介质的配制、聚丙烯酰胺葡聚糖凝胶的筛选、抗体的选择、含有抗IgG抗体凝胶的配制、分装和密封保存六个步骤。
现有的试剂卡内径比较大，在2-4毫米之间，液体界面流动性大，运输中需要严格垂直放置，避免震动，否则就会导致液体喷溅，甚至凝胶喷溅，严重影响试剂检测结果，现有试剂卡在检测前通常还需要离心以恢复液体和分离介质的分布；现有的方法在加样时需要试剂卡垂直放置，单独每孔加入试剂，离心时需要将卡垂直放置，用水平转子离心，离心结束后需要用从离心机中取出后放到判读仪上判读结果，转子上下不平会导致离心界面不平整，影响结果判读。试剂卡在操作时需要在加样平台上垂直放置，转移到离心平台上，垂直放置离心卡，离心过程中试剂卡变为水平方向，离心结束回复垂直方向，移动到判读平台，读取结果。试剂卡在三个操作平台和两个方向上频繁变换，操作复杂。在离心中，试剂卡平面和离心平面垂直放置，离心过程中试剂卡被离心力驱动，旋转90度。微柱和离心平面变成平行方向，多个微管平行排列。
发明内容
有鉴于此，本发明公开了一种微流控试剂卡及其检测方法和应用，本发明微流控试剂卡的微管管径小，液体和凝胶的流动性急剧减小，即便是平行放置，液体界面也不会流动；本发明的微流控试剂卡加样、离心和读取结果时试剂卡可保持水平方向，无需垂直放置，在微管内的液体可以保持固定的界面，且分离介质形成的界面不容易被轻易搅动，有利于运输和准确的判读结果。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种微管，所述微管设置有进样端和封闭端，微管内部从进样端到封闭端依次为检测液层和分离介质层，所述微管管径(直径)为0.1-1.0mm。
作为一种优选，所述微柱的长度为8-12mm。
作为一种优选，所述微管横切面通常为圆形或椭圆形，也可以为正方形或长方形，只要是封闭结构即可。
作为一种优选，所述微管管径(直径)为0.8mm。
所述微柱管径小，液体和凝胶的流动性急剧减小，即便是平行放置，液体界面也不会流动，即在毛细管内的液体可以保持固定的界面。随着容纳液体的管道的内径变小，由于虹吸和毛细作用，液体的界面越稳定，即便是倒立的情况下液体也不会流出，仍然能够维持界面，检测时在毛细管中液体不容易流动，分离介质形成的界面不容易被轻易搅动，在运输过程中能够有效避免液体喷溅。
进一步，所述进样端单独进样或所述进样端与自动定量样品分配装置连接和其他微管同时进样。所述微管与自动定量样品分配装置结合，实现了一次加样，同时进行多个检测，实现获得多个检测结果并行的效果。自动定量样品分配装置利用利用毛细管现象和虹吸作用加样，可以在水平面上实现加样和样品分配。
进一步，所述分离介质层为凝胶颗粒或玻璃微珠。
作为一种优选，所述凝胶颗粒用抗体修饰过的凝胶颗粒或未修饰过的凝胶颗粒，凝胶颗粒的材质可以为葡聚糖，纤维素等不同材料，主要起到分离单个细胞和凝集细胞的作用。也可以用protein G或proterin A修饰介质表面，让介质具有吸附抗体致敏红细胞的能力。这些介质通常为圆形或者接近圆形的颗粒，能过阻挡凝集的红细胞通过，让未凝集的红细胞自由通过。
进一步，所述检测液层包括稀释液，所述稀释液中含抗体试剂或者不含抗体试剂。
作为一种优选，所述抗体试剂为抗A试剂或抗B试剂或抗Rh(D)试剂或抗人IgG抗体，但不仅限于这几种抗体试剂。
作为一种优选，所述抗体稀释液为含1％BSA和0.1％叠氮钠的缓冲液。
本发明的目的之二在于提供一种微流控试剂卡，包括卡体和所述微管，所述微管固定在卡体上。
进一步，所述微管为1个或多个，多个微管呈放射状排列，所述微管的封闭段设置在外侧。所述微管在平面上按照离心的中心位置径向分布。
进一步，微流控试剂卡还包括自动定量样品分配装置，所述微管与自动定量样品分配装置连接，所述自动定量样品分配装置由加样部分和多个定量样品分配系统组成。
所述自动定量样品分配装置是用微流控技术将样品一次加入后一次将样品(如全血或者稀释的红细胞)定量分配到多个反应腔，实现多项检测平行实施。定量分配的样品进入连接的所述微管中，所述微管中的分离介质层将凝集和非凝集的物质(红细胞)分离。
所述的微流控试剂卡，也可分为自动定量样品分配装置和微管凝胶分离装置；所述自动定量样品分配装置由加样部分和多个定量样品分配系统组成，所述微管凝胶分离装置分离凝集和非凝集红细胞，定量分配的样品进入连接的微管凝胶分离装置，将凝集和非凝集的红细胞分离。所述自动定量样品分配装置呈环状排列，每个自动定量样品分配装置连接多个微管，所述微管呈放射状排列，所述微管的封闭段设置在外侧。
作为一种优选，所述微流控试剂卡的自动定量样品分配装置包括进样区，所述进样区连通定量区，每个定量区连通所述微管进样端，所述定量区与所述微管进样端之间设置闭合部；所述微管与自动定量样品分配装置结合，实现了一次加样，同时进行多个检测，实现获得多个检测结果并行的效果。
作为一种优选，所述定量区与闭合部之间的通路逐渐变窄，所述闭合部与进样端之间的通路小于闭合部前方通路；闭合部前方通路直径为0.08-0.14mm，所述闭合部与进样端之间的通路直径为0.15-0.3mm。
自动定量样品分配装置通过通道尺寸变化，有利于用毛细管现象和虹吸作用方便加样，可以在水平面上实现加样和样品分配。
作为一种优选，所述微管和/或自动定量样品分配装置上设置排气通道。排气管使用时可与外界相通，可以在进样时平衡气压，有利于加样，通过排气通道保证管内试液的流动。
本发明的微流控试剂卡中的液体和凝胶在水平放置中可以保持固定的界面，加样和离心时试剂卡可保持水平方向，无需垂直放置，这样可以水平放置在离心机上离心。本发明的微流控试剂卡中微管按照径向排布，可以在水平面上实现离心。同时，所述微流控试剂卡连接了自动定量样品分配装置，可以实现一次加样，自动分样，减少了加样操作。本发明中的自动定量样品分配装置还具有定量分样的作用，加样无需很精确。
本发明的目的之三在于提供一种所述的微流控试剂卡进行检测的方法，包括以下步骤：样品进入所述微管与微管中检测液层混合，离心，读取结果。样品加样方式为水平加样，所述离心与读取结果能在水平面上进行。
样品分配利用利用毛细管现象和虹吸作用加样，可以在水平面上实现加样和样品分配，这样加样和离心时试剂卡可保持水平方向，无需垂直放置，后期结果照相可以在水平面上方实施，极大地提高了操作便捷性，减少了自动化仪器的组建，具有快捷，便利和经济的特点。同时该设计减少了试剂卡体积，稳定的界面降低了运输的要求，大大减少了运输的成本，提高了试剂的稳定性。
本发明的目的还在于提供一种所述微管或所述微流控试剂卡在抗原-抗体检测中的应用。
进一步，所述应用包括在血型检测，抗体筛查，交叉配血方面的应用。
本发明所述微管或微流控试剂卡可应用在血型检测，抗体筛查，交叉配血的检测中，检测时在毛细管中液体不容易流动，分离介质形成的界面不容易被轻易搅动，有利于准确读取。多个微管同时进样可实现一次加样，同时进行多个检测，实现获得多个检测结果，有利于提高判读的准确性。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的微管管径小，液体和凝胶的流动性急剧减小，即便是平行放置，液体界面也不会流动，即在毛细管内的液体可以保持固定的界面。
2.所述微管进样端与自动定量样品分配装置连接与其他微管同时进样，实现了一次加样，同时进行多个检测，实现获得多个检测结果并行的效果，一次加样获得多个检测结果，操作简单。
3.本发明的微流控试剂卡管径小，利用毛细管现象和虹吸作用加样，加样和离心时试剂卡可保持水平方向，无需垂直放置；后期结果照相可以在水平面上方实施，极大地提高了操作便捷性，减少了自动化仪器的组件，具有快捷，便利和经济的特点。所述微流控试剂卡连接了自动定量样品分配装置，可以实现一次加样，自动分样，减少了加样操作；且本发明中的自动定量样品分配装置还具有定量分样的作用，加样无需很精确。
4.所述微流控试剂卡中的液体不容易流动，在运输过程中能够有效避免液体喷溅，分离介质形成的界面不容易被轻易搅动，有利于运输和准确的判读结果。
5.本发明的微流控试剂卡的设计减少了试剂卡体积，稳定的界面降低了运输的要求，大大减少了运输的成本，提高了试剂的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例1的微管结构示意图。
附图标记：1-进样端，2-封闭段，3-检测液层，4-分离介质层。
图2为本发明实施例2的微管结构示意图。
附图标记：1-进样端，2-封闭段，3-检测液层，4-分离介质层，5-定量区，6-闭合部，7-排气通道。
图3为本发明实施例3的微管结构示意图。
附图标记：1-进样端，2-封闭段，3-微管，5-定量区，6-闭合部，7-排气通道，8-加样区，9-溢出区。
图4为本发明实施例5的微流控试剂卡结构示意图。
附图标记：10-卡体。
图5为本发明实施例6的微流控试剂卡结构示意图。
附图标记：10-卡体。
具体实施方式
以下将结合说明书附图，对本发明的优选实施例进行详细描述。优选实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明，但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
根据附图1所示的一种微管，所述微管设置有进样端1和封闭端2，微管内部从进样端1到封闭端2依次为检测液层3和分离介质层4，所述微管管径为0.8mm，长度为10mm。
本实施例的微管分离，微管凝胶分离装置分离凝集和非凝集红细胞，定量分配的样品进入连接的微管凝胶分离装置，将凝集和非凝集的红细胞分离。
检测样品进入微管内，经过检测液层的时候，样品与之反应，然后接触分离介质层，对反应物进行分离，判断。由于小管径的微管，节约了样品及试剂的使用，而且液体和凝胶的流动性急剧减小，即便是平行放置，液体界面也不会流动，即在毛细管内的液体可以保持固定的界面。
实施例2
参见实施例1，根据附图2所示的一种微管，所述微管设置有进样端1和封闭端2，微管内部从进样端到封闭端依次为检测液层3和分离介质层4，所述微管管径为0.8mm，长度为10mm。进样端连接定量区5，进样端1与定量区5之间设置闭合部6，闭合部6内填充封口物质，样品进入定量区5后，再将封口物质解封。只要是可以实现封堵然后解封的物质均可。例如本实施例在闭合部内设置石蜡，样品填充后，通过适温光照融化石蜡，然后使得样品进入微管内。为保证加样液的流动性，在加样端设置一个排气通道7。
定量区5与闭合部6之间的通路逐渐变窄，闭合部6与进样端1之间的通路小于闭合部前方通路。闭合部6前方通路直径为0.08-0.14mm，闭合部6与进样端1之间的通路直径为0.15-0.3mm。具体的，闭合部6前方通路直径为0.1mm，闭合部6与进样端1之间的通路直径为0.2mm。
本实施例的微管包括自动定量样品分配装置，微管与自动定量样品分配装置连接，自动定量样品分配装置由加样部分和多个定量样品分配系统组成，微管凝胶分离装置分离凝集和非凝集红细胞，定量分配的样品进入连接的微管凝胶分离装置，将凝集和非凝集的红细胞分离。
实施例3
参见实施例2，根据附图3所示的一种微管组合，微管3的进样端1与自动定量样品分配装置连接。所述自动定量样品分配装置连接多个微管3。所述自动定量样品分配装置由加样部分和多个定量样品分配系统组成。
具体的，本实施例设置六个微管3，均连接在自动定量样品分配装置上，本实施例的自动定量样品分配装置的加样部分为一个加样区8，加样区8与定量样品分配系统连通。本实施例的定量样品分配系统包括6个定量区5(数目与微管数目对应)，加样区8与定量区5连通，与加样区8距离最远的定量区5连接溢出区9，加样区8加样后，样品依次由近至远填充满定量区5，在填充满最远定量区5后，样品进入溢出区9。溢出区9的设置，保证填充完整后便于观察，当溢出区9有样品进入，则表示定量区5填满。由于整个装置的尺寸较小，为了保证填充的时候，不受大气压强的阻碍，在每个定量区5之间均设置有排气通道7。同理，溢出区9也设置排气通道7，进样端1也设置排气通道7。每个定量区5的大小相同，可容纳的样品量也相同，保证实验量的统一。每个定量区5通过管道连通微管3的进样端1，管道上设置闭合部6，使得样品和微管内部的试剂不会在常规状态下混合。
实施例4人ABO血型正定型和Rh(D)血型的微流控试剂卡
一种人ABO血型正定型和Rh(D)血型的微流控试剂卡，包括卡体和微管，所述微管固定在卡体上。所述微管分为12组，每组4个微管，所述微管呈放射状排列，平面上按照离心的中心位置径向分布；所述微流控试剂卡还包括自动定量样品分配装置，所述微管与自动定量样品分配装置连接，所述自动定量样品分配装置由加样部分和多个定量样品分配系统组成，所述微管凝胶分离装置分离凝集和非凝集红细胞，定量分配的样品进入连接的微管凝胶分离装置，将凝集和非凝集的红细胞分离；
所述微管中的分离介质层为凝胶颗粒；
所述每组4个微管中的检测液层分别为：
实施例5人ABO血型正/反定型和Rh(D)血型的微流控试剂卡
一种人ABO血型正/反定型和Rh(D)血型的微流控试剂卡，参照图4，包括卡体和微管，所述微管固定在卡体上。所述微管分为12组，每组6个微管，所述微管呈放射状排列，平面上按照离心的中心位置径向分布；所述微流控试剂卡还包括自动定量样品分配装置，所述微管与自动定量样品分配装置连接，所述自动定量样品分配装置由加样部分和多个定量样品分配系统组成，所述微管凝胶分离装置分离凝集和非凝集红细胞，定量分配的样品进入连接的微管凝胶分离装置，将凝集和非凝集的红细胞分离；
所述微管中的分离介质层为凝胶颗粒；
所述每组6个微管中的检测液层分别为：
配合使用试剂：经验证，上海血液生物医药有限责任公司生产的“人ABO血型反定型用红细胞试剂盒(每盒内装有A1，B，O试剂各1支,10ml/支)”适用本微流控试剂卡。
实施例6
根据附图5所示，一种微流控试剂卡，卡体10上固定有多个实施例2上的微管。
具体的，圆形卡体上固定有6个微管组合，每个微管组合设有11个实施例2中的微管，微管组合呈环状排列，所有微管呈放射状排列，微管的封闭段设置在外侧。微管在平面上按照离心的中心位置径向分布。
实施例7人ABO血型正定型和Rh(D)血型的微流控试剂卡的检测方法
实施例5所述人ABO血型正定型和Rh(D)血型的微流控试剂卡的检测方法，具体包括以下步骤：
1)取出微流控试剂卡，平衡至室温；
2)在微流控试剂卡上做好标记，去除封口物质，避免交叉污染，放置到离心装置；
3)全血加样后离心；
4)从检测窗读取检测结果。
实施例8新生儿ABO血型正定型和Rh(D)血型的微流控试剂卡
一种新生儿ABO血型正定型和Rh(D)血型的微流控试剂卡，参照图4，包括卡体和微管，所述微管固定在卡体上。所述微管分为12组，每组6个微管，所述微管呈放射状排列，平面上按照离心的中心位置径向分布；所述微流控试剂卡还包括自动定量样品分配装置，所述微管与自动定量样品分配装置连接，所述自动定量样品分配装置由加样部分和多个定量样品分配系统组成，所述微管凝胶分离装置分离凝集和非凝集红细胞，定量分配的样品进入连接的微管凝胶分离装置，将凝集和非凝集的红细胞分离；
所述微管中的分离介质层为凝胶颗粒；
所述每组6个微管中的检测液层分别为：
实施例9新生儿ABO血型正定型和Rh(D)血型的微流控试剂卡的检测方法
实施例8所述新生儿ABO血型正定型和Rh(D)血型的微流控试剂卡的检测方法，具体包括以下步骤：
1)取出微流控试剂卡，平衡至室温；
2)在微流控试剂卡上做好标记，去除封口物质，避免交叉污染，放置到离心装置；
4)全血加样
5)离心
6)从检测窗读取检测结果。
实施例10人Rh系统分型的微流控试剂卡
一种人Rh系统分型的微流控试剂卡，参照图4，包括卡体和微管，所述微管固定在卡体上。所述微管分为12组，每组6个微管，所述微管呈放射状排列，平面上按照离心的中心位置径向分布；所述微流控试剂卡还包括自动定量样品分配装置，所述微管与自动定量样品分配装置连接，所述自动定量样品分配装置由加样部分和多个定量样品分配系统组成，所述微管凝胶分离装置分离凝集和非凝集红细胞，定量分配的样品进入连接的微管凝胶分离装置，将凝集和非凝集的红细胞分离；
所述微管中的分离介质层为凝胶颗粒；
所述每组6个微管中的检测液层分别为：
实施例11人Rh系统分型的微流控试剂卡的检测方法
实施例10所述人Rh系统分型的微流控试剂卡的检测方法，具体包括以下步骤：
1)取出微流控试剂卡，平衡至室温；
2)在微流控试剂卡上做好标记，去除封口物质，避免交叉污染，放置到离心装置；
4)全血加样；
5)离心；
6)从检测窗读取检测结果。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.微流控试剂卡，其特征在于，包括卡体和微管，多个微管固定在卡体上；
所述微管设置有进样端和封闭端，微管内部从进样端到封闭端依次为检测液层和分离介质层，所述微管管径为0.1-1.0mm；
所述进样端与自动定量样品分配装置连接和其他微管同时进样；
自动定量样品分配装置包括进样区，所述进样区连通定量区，每个定量区连通所述微管进样端，所述定量区与所述微管进样端之间设置闭合部。
2.根据权利要求1所述的微流控试剂卡，其特征在于，所述分离介质层为凝胶颗粒或玻璃微珠。
3.根据权利要求1所述的微流控试剂卡，其特征在于，所述检测液层包括稀释液，所述稀释液中含抗体试剂或者不含抗体试剂。
4.根据权利要求1所述的微流控试剂卡，其特征在于，多个微管呈放射状排列，所述微管的封闭段设置在外侧。
5.根据权利要求1所述的微流控试剂卡，其特征在于，所述自动定量样品分配装置由加样部分和多个定量样品分配系统组成。
6.利用权利要求1-5任一项所述的微流控试剂卡进行检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：样品进入所述微管与微管中检测液层混合，离心，读取结果。
7.权利要求1所述微流控试剂卡在抗原-抗体检测中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用包括在血型检测，抗体筛查，交叉配血方面的应用。
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