CN106501507B - 离子浓度极化效应icp免疫检测侧向流层析纸条 - Google Patents
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Abstract
离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，包括Nafion选择透过膜、标记垫、测试线、控制线和吸水垫。检测时，首先将纸条两端的吸水垫润湿，再将待测样品加到纸条的加样点，随后在纸条的Nafion选择透过膜的上游施加负电极，在纸条的另一端施加正电极。在电场作用下，由于ICP效应，带负电荷的待测样品向正电极方向移动并相互聚集，最终被测试线捕获。通电结束后，使干燥的吸水垫与控制线下游的纸条相互接触，同时使标记垫接触纸条，用缓冲液冲洗标记垫，在层析作用下，标记物质分别与测试线上的样品及控制线结合，由此完成免疫检测。本发明利用电场作用下的ICP效应对纸条上的待测样品进行富集与定向驱动，并由测试线进行捕获，由此提高了检测灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及生命科学及医学检测领域，特别涉及一种离子浓度极化效应(IonConcentration Polarization,ICP)免疫检测侧向流层析纸条。
背景技术
免疫分析方法基于抗原抗体间特异性结合原理，对待测样品进行定性或定量检测。基于侧向流纸条的免疫层析检测由于检测方法简单、检测成本低、检测时间短等优点，在疾病初筛及快速诊断方面一直发挥着重要的作用。然而，由于受检测原理自身局限性的影响，侧向流纸条免疫层析检测的灵敏度相对较低，且难以实现准确的定量检测。
传统的侧向流纸条依靠硝酸纤维膜提供的毛细管层析作用力实现检测样品的定向运动，并通过测试线实现待测样品的捕获与检测，其不足之处在于，检测样品在硝酸纤维膜上的层析流动过程中，部分待测样品会不可避免的残留在测试线上游的纸条区域，由此降低了检测灵敏度。另外，由于受到不同纸条间硝酸纤维膜一致性差异的影响，在单一的毛细管层析作用下，即使相同浓度待测样品，其在测试线上的捕获结果也会存在差异，因此，传统侧向流纸条难以实现定量检测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条。通过在传统的侧向流纸条上增加Nafion选择透过膜并在纸条两端施加电场，利用电场作用下的ICP效应富集带负电荷的样品，提高检测灵敏度，改善检测重复性，为实现定量检测打下良好的基础。首先将第一吸水垫和第二吸水垫分别接触纸条两端并用水或者缓冲液润湿，然后将待测样品加到纸条的加样点，在纸条两端施加电场，在Nafion选择透过膜上游端加负电极，纸条的另一端加正电极，通电后，由于ICP效应，带负电荷的样品向电场正极移动，相互聚集并最终被测试线捕获，通电结束后，将第二吸水垫移开并将第三吸水垫与纸条接触，同时使标记垫接触纸条，用缓冲液冲洗标记垫，在层析作用下，标记物质分别与测试线上的样品及控制线相结合，由此实现了免疫检测。控制线用来验证纸条检测结果是否有效，若控制线上物理信号幅值低于某一门限值，则纸条检测结果无效，如果控制线上的物理信号幅值超过某一门限值，则纸条检测结果有效。对测试线上的物理信号进行分析，可用于定量检测。检测过程中，在纸条上的Nafion选择透过膜和电场相互作用下，使得带负电荷的样品在ICP的作用下向测试线方向移动，减少了样品在加样点与测试线之间的残留，可以有效提高检测的灵敏度。
本发明提供一种离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条包括Nafion选择透过膜、标记垫、测试线、控制线和吸水垫。
本发明中，首先将第一吸水垫和第二吸水垫分别接触纸条两端并用水或者缓冲液润湿，然后将待测样品加到纸条的加样点，在纸条两端施加电场，在Nafion选择透过膜上游端加负电极，纸条的另一端加正电极。通电后，由于ICP效应，带负电荷的样品向电场正极移动并相互聚集，最终被测试线捕获。通电结束后，将第二吸水垫移开纸条并将第三吸水垫与纸条接触，同时使标记垫接触纸条，用缓冲液冲洗标记垫，在层析作用下，标记物质分别与测试线上的样品及控制线相结合。控制线用来验证纸条检测结果是否有效，若控制线上物理信号幅值低于某一门限值，则纸条检测结果无效，如果控制线上的物理信号幅值超过某一门限值，则纸条检测结果有效。对测试线上的物理信号进行定量分析，实现定量检测。
优选的，在检测纸条上构建一个Nafion选择透过膜区域，Nafion选择透过膜使阳离子选择性通过，形成一个阴离子排空区，使带负电荷的样品富集。
优选的，检测纸条上构建有一个测试线区域，在ICP作用下，带负电荷的样品向电场正极移动，相互聚集并最终被测试线捕获。
优选的，检测纸条上在测试线下游构建有一个控制线区域，通过免疫反应原理实现标记物质的捕获。
优选的，样品加入点应位于Nafion选择透过膜和测试线之间，加样区域大小不做具体限定。
优选的，此检测纸条为纤维膜或硝酸纤维素膜等多孔材料，可用于富集并检测DNA、带负电荷的抗原抗体、或者其它带负电荷的生物样品。
优选的，反应过程中，标记垫位于Nafion选择透过膜和测试线之间，标记垫上的标记物质可为荧光颗粒、胶体金颗粒或乳胶颗粒等。
优选的，通电检测前，首先要将纸条两端的第一吸水垫和第二吸水垫接触纸条并湿润，确保施加的电场能够作用到纸条上。
优选的，施加电场时，湿润的第一吸水垫、第二吸水垫应分别位于Nafion选择透过膜的上游和测试线的下游。
优选的，检测过程中对样品进行预富集，预富集时电场的正极加在Nafion选择透过膜的上游，电场的负极加在测试线的下游。
优选的，在冲洗标记垫时，使第三吸水垫与控制线下游的纸条接触，在层析力的作用下，标记物质分别与测试线上的样品及控制线相结合。
相比于传统的侧向流纸条，本发明利用电场作用下的ICP效应富集带负电荷的样品，有效的提高了检测灵敏度，改善检测重复性，为实现定量检测打下良好的基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条一个实施例的示意图。
图2为本发明离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条三维图实施例的示意图。
图3为本发明离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条加样通电时的实施例示意图。
图4为本发明离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条冲洗标记垫时的实施例示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条一个实施例的示意图。如图1所示，离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条包括吸水垫、Nafion选择透过膜2、标记垫3和测试线4和控制线5；吸水垫包括第一吸水垫1.1、第二吸水垫1.2和第三吸水垫1.3；Nafion选择透过膜2、标记垫3和测试线4和控制线5依次沿待测样品的富集流动方向布置，第一吸水垫1.1设置在纸条上Nafion选择透过膜2的外侧端，第二吸水垫1.2和第三吸水垫1.3设置在纸条的另一端，第二吸水垫1.2和第三吸水垫1.3对称设置，第二吸水垫1.2和第三吸水垫1.3分别对应不同的反应时间并单独使用。
在本实施例中，离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条的检测物质和标记垫上的标记物质分别以DNA和胶体金颗粒为例。
首先将纸条两端的第一吸水垫1.1、第二吸水垫1.2分别润湿，将待测DNA样品加到纸条的加样点，在纸条两端施加电场，在Nafion选择透过膜上游端加负电极，纸条的另一端加正电极，通电后，由于离子浓度极化效应(Ion Concentration Polarization，ICP)，待测DNA向电场正极移动，相互聚集并最终被加样点下游的测试线4捕获，通电结束后，移开第二吸水垫1.2并使第三吸水垫1.3接触纸条，同时使干燥保存有胶体金颗粒的标记垫3接触纸条，用缓冲液冲洗标记垫3，在层析作用下，胶体金颗粒分别与测试线上的DNA及控制线5结合。最后，通过检测分析测试线上的信号强度，由此确定DNA样品的浓度，实现定量检测。
基于本发明，上述实施例提供的离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，加样后，首先将DNA样品进行预富集，由于Nafion选择透过膜允许阳离子选择性通过，并形成一个阴离子排空区，使得待测DNA样品富集在Nafion选择透过膜的一侧，通电一定时间后，调换电场正负极，使得富集的DNA样品在ICP的作用下向电场正极移动，最终被测试线捕获，随后对检测样品进行标记，实现免疫检测。此发明通过受控的电场作用，使DNA样品进行相互聚集，并实现定向运动，提高了DNA样品被测试线捕获的效率，改善了检测灵敏度与重复性，有利于实现定量检测。
优选的，在侧向流检测纸条上添加Nafion选择透过膜，可以对待检测的DNA样品进行预富集和富集。
优选的，加入检测样品后，在Nafion效应免疫检测侧向流层析纸条两端施加50V-250V的工作电压，电场方向为：Nafion选择透过膜的上游施加正电极，在检测纸条的另一端施加负电极。Nafion选择透过膜2在电场作用下，允许阳离子选择性的通过，DNA样品在ICP的作用下富集在膜的一侧，通电一定时间后，调换电场方向，富集后的DNA样品在ICP的作用下向测试线方向运动，最终被测试线4捕获。
优选的，利用光电检测或者图像检测方法来获取测试线的信号强度，由软件进行分析，从而确定DNA样品的浓度，实现定量检测。
优选的，基于本发明上述实施例提供的离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，通电前要将纸条两端的吸水垫湿润，确保电场能够作用到纸条上。
图2为本发明离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条三维图实施例的示意图。将第一吸水垫1.1和第二吸水垫1.2分别接触纸条两端并润湿，如图3所示，将待测样品加到纸条的加样区域，在纸条两端施加电场，在Nafion选择透过膜上游端加负电极，纸条的另一端加正电极，通电后，由于ICP效应，带负电荷的样品向电场正极移动并相互聚集，最终被测试线捕获，通电结束后，移开第二吸水垫1.2并使第三吸水垫1.3与纸条接触，同时使标记垫接触纸条，用缓冲液冲洗标记垫，在层析作用下，标记物质分别与测试线上的样品及控制线相结合，由此实现了免疫检测。
通过实施本发明，可得到以下有益效果：
1、在本发明中，通过预富集作用，Nafion选择透过膜容许阳离子选择性的通过，并形成一个阴离子排空区，由此将带负电荷的样品富集在膜的一侧。预富集后，调换电场方向，预富集的样品在ICP效应作用下向测试线方向运动，并最终被测试线所捕获。
2、在本发明中，不经过预富集过程，在Nafion选择透过膜的上游设置负电极，在纸条另外一端设置正电极，在电场作用下，由于ICP效应，带负电荷的检测样品定向运动并相互聚集，最终被测试线捕获，由此提高了待测样品的捕获效率，改善了检测灵敏度与重复性，有利于实现定量检测。
3、在本发明中，此纸条可以检测DNA、带负电荷的抗原抗体、或者其它带负电荷的生物样品。
4、在本发明中，标记垫上的标记物质可以是荧光颗粒、胶体金颗粒或乳胶颗粒。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过实验来完成，也可以通过仪器进行相应的检测。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，其特征在于，离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条包括吸水垫、Nafion选择透过膜(2)、标记垫(3)，测试线(4)和控制线(5)；吸水垫包括第一吸水垫(1.1)、第二吸水垫(1.2)和第三吸水垫(1.3)；Nafion选择透过膜(2)、标记垫(3)、测试线(4)和控制线(5)依次沿样品在纸条的流动方向布置，第一吸水垫(1.1)设置在纸条上Nafion选择透过膜(2)的外侧端，第二吸水垫(1.2)和第三吸水垫(1.3)设置在纸条的另一端，第二吸水垫(1.2)和第三吸水垫(1.3)对称设置，第二吸水垫(1.2)和第三吸水垫(1.3)分别对应不同的反应时间并单独使用；离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条的反应原理如下，
将第一吸水垫(1.1)和第二吸水垫(1.2)分别接触纸条两端并用水或者缓冲液润湿，将待测样品加到纸条的加样点，在纸条两端施加电场，在Nafion选择透过膜上游端加负电极，纸条的另一端加正电极，通电后，由于ICP效应，带负电荷的样品向电场正极移动，相互聚集并最终被测试线捕获，通电结束后，移开第二吸水垫(1.2)并使第三吸水垫(1.3)与纸条接触，同时使标记垫接触纸条，用缓冲液冲洗标记垫，在层析作用下，标记物质分别与测试线上的样品及控制线相结合，由此实现了免疫检测。
2.根据权利要求1所述的离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，其特征在于，在检测纸条上构建一个Nafion选择透过膜区域。
3.根据权利要求1所述的离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，其特征在于，检测纸条上构建有一个测试线区域，通过免疫反应原理实现样品捕获与检测。
4.根据权利要求1所述的离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，其特征在于，检测纸条上在测试线下游构建有一个控制线区域，通过免疫反应原理实现标记物质的捕获。
5.根据权利要求1所述的离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，其特征在于，加样点位于Nafion选择透过膜和测试线之间；检测过程中，标记垫位于Nafion选择透过膜和测试线之间。
6.根据权利要求1所述的离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，其特征在于，第一吸水垫(1.1)位于Nafion选择透过膜的上游，第二吸水垫(1.2)和第三吸水垫(1.3)位于控制线的下游。
7.根据权利要求1或2所述的离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，其特征在于，检测纸条为纤维膜多孔材料，用于富集并检测DNA、带负电荷的抗原抗体、或者其它带负电荷的生物样品。
8.根据权利要求1或4所述的离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，其特征在于，标记垫上的标记物质是荧光物质或胶体金颗粒或乳胶颗粒。
9.根据权利要求1所述的离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，其特征在于，预富集时，电场的正电极加在Nafion选择透过膜的上游，负极加在测试线的下游。
10.根据权利要求1所述的离子浓度极化效应ICP免疫检测侧向流层析纸条，其特征在于，反应完成后，对测试线上的物理信号进行检测，由此实现待测样品的定性或定量检测。
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