CN106645067A - 一种液态生物芯片分析仪 - Google Patents
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Abstract
一种液态生物芯片分析仪，包括可稀释所述生物芯片的稀释池；产生低压并可盛装废液的废液瓶；可发出强光的激发光源；可连接所述稀释池1和废液瓶的导管以及可支撑所述导管的检测箱。在分析时，仅仅通过探测微球的大小即可辨别出探针或抗原、抗体的种类，相对于标记颜色的探测微球方法来说，本发明简单可靠，检测成本低。
Description
技术领域
本专利涉及新一代的生物技术领域，尤其涉及一种新型的液态生物芯片分析仪器。
背景技术
生物芯片是用来检测生物样品的，该技术诞生于上世纪80年代初，通过微加工工艺在芯片中集成有成千上万个与生命相关的信息分子，它可以对生命科学与医学中的各种生物化学反应过程进行集成。相比较于传统的生化检测技术，其优点是理论上能够同时测试和分析几种甚至几千、几力种不同的生物指标。广泛应可基因序列分析、基因突变检测及多态性分析、基因组文库图形分析、疾病的基因诊断和抗原、抗体检测等领域。被认为是新世纪最有前途的生物技术领域之一。
生物芯片按载体不同分为微阵列式和悬浮式(又称流式)两种。微阵列式生物芯片，简单地说就是在一块指甲大小的有多聚赖氨酸包被的硅片上将生物分子探针以大规模阵列的形式排布，形成可与目的分子相互作用，交行反应的固相表面，在激光的顺序激发下标记荧光根据实际反应情况分别呈现不同的荧光发射谱征，CCD相机或激光共聚焦显微镜根据其波长及波幅特征收集信号，计算机分析数据结果。目前最成功的形成一定商业市场的是DNA芯片，即将无数预先设计好的寡核苷酸或cDNA在芯片上做成点阵，与样品中同源核酸分子杂交。 其实理论上允许几乎所有种类的生物分子作芯片上的探针，比如蛋白、糖、脂类和其它小分子。理论上能够同时测量多达几万个指标，但芯片的制备比较复杂，制备成本高，样品的标记过程繁琐，信号灵敏度低，测试的重复性差。使得该技术只能可科研，难以在临床诊断中普及。
悬浮式生物芯片技术又称为流式技术，是对微阵列技术的重大改进。现有技术中，它的技术特点是：用不同颜色的微球作为不同生物探针的载体，微球的颜色和生物探针的种类一一对应，将微球做上不同强度的双色荧光标记，检测时通过液体流场使得微球在确定的轨迹上排成一条线，顺序通过探测区。两束激光交叉照射在探测区，一束用来探测微球的标记颜色，另一束用来测定待测成分的荧光强度。该技术与微阵列式技术相比，优点是易于大批量生产，测量重复性好，灵敏度高。缺点是微球制备复杂，反应体系繁复，背景要经多次洗涤，操作不易，同时，可探测微球的颜色的设备要求高。
专利内容
为了克服现有生物芯片及分析技术的不足，本专利的目的在于：提供一种液态生物芯片分析仪，可方便地探测出不同生物探针的种类，并判断标本中是否含有某种待测成分及其浓度。
本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液态生物芯片分析仪，其特征在于：所述分析仪包括可稀释所述生物芯片的稀释池；产生低压并可盛装废液的废液瓶；可产生强光的激发光源；可连接所述稀释池1和废液瓶的导管以及可支撑所述导管的检测箱。
本专利的显著效果是，悬浮式生物芯片由于采用不同大小的微球作为不同生物探针或抗原、抗体的载体，微球的大小与探针或抗原、抗体的种类一一对应，使得分析仪在分析时，仅仅通过探测微球的大小即可辨别出探针或抗原、抗体的种类，相对于探测微球的标记颜色的方法来说，不仅简单可靠，而且对设备的要求大为减低，从而也减低了加上和检测成本。通过充分稀释混合液的方法代替了背景经多次洗涤的方法，同样使操作简单化，同时提高了检测效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本专利进一步说明。
图1是本专利悬浮式生物芯片分析仪的结构示意图。
附图符号的说明：
1-稀释池；2-电极；光电倍增管；聚光镜；激发光源；6-废液瓶；电极；8-待测微球；检测箱；10-小孔；11-搅拌桨。
具体实施方式
如图1所示，本专利悬浮式生物芯片分析仪包括但不限于结构：可稀释所述生物芯片的稀释池1；产生低压并可盛装废液的废液瓶6；可产生强光的激发光源5；可连接所述稀释池1和废液瓶6的导管12；可支撑所述导管12的检测箱9。
所述稀释池1内放置有搅拌桨11和电极2，导管12—端接通稀释池1的下部，便于液体流出，另一端连接废液瓶6的顶部，便于液体流入废液瓶6。所述导管12中段设置有小孔10，小孔10的孔径大于微球的最大直径，优选地方案是，小孔10的孔径与微球的最大 直径之比约为3：2，当液体流经小孔10时，悬浮在液体中的微球只能是在确定的轨迹上排成一条线，顺序通过探测区，从而便于检测可精确地进行。所述导管12后段设置有电极7，由于液体的导电作用，电极2和7之间形成通路。激发光源5位于检测箱9的上侧，由激发光源5发出的强光通过聚光镜4，聚焦在导管12中，形成探测区。待测微球8将光线反射到光电倍增管3上。
检测时，将该芯片倒入反应皿，再加入待测样品和荧光标记物，在一定温度下反应一定时间。如果样品中含有某种待测成分，则会形成微球待测成分标记物的复合体。检测装置(分析仪)的工作原理如下：测量微球的大小可以采用小孔电阻原理(又称“库尔特原理”)、光阻原理或者光散射(衍射)原理。
下面以小孔电阻原理为例作说明。将反应后的混合液移入稀释池1，再往池中冲进足量的电解液，使混合液被充分稀释，这样单位体积稀释液中自由的荧光标记物的浓度就足够低。让搅拌桨11保持转动，使微球维持悬浮状态。让废液瓶6处于低气压状态，即低于大气压，则微球将随着电解液流进废液瓶。当微球经过小孔10时，由于挡住了部分导电截面，两个电极2和7之间的电阻将增大。电阻法粒度测量原理告诉我们，电阻升高的峰值正比于颗粒的体积。因此通过测量电阻的变化可以判定流过小孔的微球的种类。微球继续往前经过荧光测量区时，微球被来自激发光源5的强光照射，从而产生荧光辐射。荧光被光电倍增管3接受。通过荧光强度可以判断标本中是否含有某以待测成分及其浓度。
由于每种微球的数量有成百上千个，因此每个项目的测量值都是成百上千次测量的平均值，测量结果的可靠性非常高。其次，每种小球均可大批量生产，分别包被上某一种探针或抗原、抗体后再混合，因此易于大批量生产，且成本低廉。第三，芯片与标本和标记物反应后，不需洗涤背景，只需稀释就可测量，大大方便了使用。
Claims (8)
1.一种液态生物芯片分析仪，其特征在于：所述分析仪包括可稀释所述生物芯片的稀释池；产生低压并可盛装废液的废液瓶；可产生强光的激发光源；可连接所述稀释池1和废液瓶的导管以及可支撑所述导管的检测箱。
2.根据权利要求1所述的液态生物芯片分析仪，其特征在于：所述稀释池内放置有搅拌桨。
3.根据权利要求1或2所述的液态生物芯片分析仪，其特征在于：所述稀释池内放置有电极，所述导管后段同样设置有电极，所述液体具有导电性能，两电极之间形成通路。
4.根据权利要求3所述的液态生物芯片分析仪，其特征在于：导管一端接通稀释池的下部，另一端连接废液瓶的顶部，液体从稀释池通过所述导管流入废液瓶。
5.根据权利要求3所述的液态生物芯片分析仪，其特征在于：所述导管中段设置有小孔，小孔的孔径与微球的最大直径之比约为3：2。
6.根据权利要求4或5所述的液态生物芯片分析仪，其特征在于：激发光源位于检测箱的上侧，由激发光源发出的强光通过聚光镜，聚焦在导管中。
7.根据权利要求3所述的液态生物芯片分析仪，其特征在于：所述搅拌桨保持转动，使微球维持悬浮状态。
8.根据权利要求3所述的液态生物芯片分析仪，其特征在于：所述废液瓶处于低气压状态，即低于大气压力。
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