CN106814199B - 一种免疫印迹的自动检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种免疫印迹的自动检测系统。所述自动检测系统包括免疫印迹卷轴、加液装置以及废液收集装置；所述免疫印迹卷轴的周向的外表面具有以疏水区域间隔的多个平行的条状亲水区域，所述条状亲水区域垂直于所述免疫印迹卷轴的中心轴，所述条状亲水区域沿其长度方向具有一个或多个结合区，所述加液装置具有与条状亲水区域一一对应的多个加液通道，所述加液通道的出水口与对应的条状亲水区域相对设置，所述免疫印迹卷轴底部的条状亲水区域连接废液收集装置的进水口。本发明的自动检测系统简化了自动检测系统的结构、同时能实现原位检测，通过条状亲水区域的吸附力与目标抗体结合，从而更加节省试剂，从而适用于痕量检测。
Description
技术领域
本发明属于蛋白质分析领域，更具体地，涉及一种免疫印迹的自动检测系统。
背景技术
免疫印迹(Western Blot)技术是将蛋白质转移到膜上，然后利用抗体进行检测的技术。免疫印迹常用于鉴定某种蛋白，并能对蛋白进行定性和半定量分析。结合化学发光检测，可以同时比较多个样品中同种蛋白的表达量差异。由于免疫印迹具有SDS-PAGE的高分辨力和固相免疫测定的高特异性和敏感性，现已成为蛋白分析的一种常规技术。
为了实现高效率的自动化分析，各种各样的免疫印迹分析仪应需而生(专利文献CN103616526A)。然而，上述免疫印迹分析仪通常利用多个试剂瓶或反应槽进行多个待测样本的平行检测，同时利用摇床将试剂瓶进行振荡，以加快反应速度。因此其具有以下缺点：一、由于集成了用于振荡试剂瓶的摇床，使得整个分析仪结构较为复杂，进而提高了制造成本；二、不同试剂瓶的反应条件略有差异，从而影响免疫印迹的准确性；三、薄膜需要从试剂瓶中取出后进行干燥才可进行检测，从而无法实现原位检测。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种免疫印迹的自动检测系统，其目的在于简化自动检测系统的结构、同时实现原位检测。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种免疫印迹的自动检测系统，包括免疫印迹卷轴、加液装置以及废液收集装置；所述免疫印迹卷轴的周向的外表面具有以疏水区域间隔的多个平行的条状亲水区域，所述条状亲水区域垂直于所述免疫印迹卷轴的中心轴，所述条状亲水区域沿其长度方向具有一个或多个结合区，所述加液装置具有与条状亲水区域一一对应的多个加液通道，所述加液通道的出水口与对应的条状亲水区域相对设置，所述免疫印迹卷轴底部的条状亲水区域连接废液收集装置的进水口；
其中，每个所述条状亲水区域分别用于结合不同的待测溶液，从而独立地进行不同的待测溶液中的目标抗体的免疫印迹检测，所述结合区上具有目标抗原，用于与待测溶液中的目标抗体结合；所述加液装置用于向条状亲水区域添加反应液，所述废液收集装置用于收集多余的反应液；所述反应液包括待测溶液、缓冲液、二抗溶液或显色溶液。
优选地，所述免疫印迹卷轴包括转轮以及覆盖于所述转轮周向的外表面的免疫印迹薄膜；所述转轮用于固定免疫印迹薄膜，并带动所述免疫印迹薄膜绕免疫印迹卷轴的中心轴旋转，所述免疫印迹薄膜具有以疏水区域间隔的多个平行的条状亲水区域。
作为进一步优选地，所述免疫印迹薄膜粘贴于所述转轮周向的外表面。
作为进一步优选地，所述免疫印迹薄膜的底面以及所述转轮周向的外表面具有磁性涂层，所述免疫印迹薄膜通过磁力吸附于所述转轮周向的外表面。
作为进一步优选地，所述转轮的外周设置有卡扣，所述卡扣将所述免疫印迹薄膜固定于所述转轮周向的外表面。
优选地，所述免疫印迹卷轴的直径为2cm～6cm，宽度为2cm～6cm。
优选地，所述加液通道的出水口与对应的条状亲水区域的距离为0.1mm～2mm。
优选地，所述加液装置包括加液管以及加液泵，所述加液管以及加液泵相连通，形成与条状亲水区域一一对应的多个加液通道，所述加液泵的进水口作为所述加液装置的进水口，所述加液管的出水口作为所述加液装置的出水口。
优选地，所述自动检测系统还包括旋转电机，所述旋转电机的控制端连接所述免疫印迹卷轴，以控制免疫印迹卷轴绕其中心轴旋转。
优选地，所述自动检测器还包括干燥装置。
作为进一步优选地，所述干燥装置为风扇或抽风机，其风量为2m3/min～5m3/min。
优选地，所述废液收集装置包括集液管以及真空泵；所述集液管的进水口作为所述废液收集装置的进水口，出水口连接真空泵，所述集液管用于收集条状亲水区域表面多余的反应液，所述真空泵用于将反应液泵出。
优选地，所述废液收集装置包括引流管以及集液池；所述引流管的进水口作为所述废液收集装置的进水口，所述集液池设置于所述引流管的出水口的下方，所述引流管用于将多余的反应液引出，所述集液池用于收集多余的反应液。
优选地，所述自动检测系统还包括超声探头，所述超声探头与条状亲水区域相对设置，用于加快免疫印迹的反应速度。
优选地，所述自动检测系统还包括信号分析装置，所述信号分析装置与免疫印迹卷轴的周向的外表面相对设置，所述信号分析装置用于获取免疫印迹的检测信号。
作为进一步优选地，所述信号分析装置包括光源以及图像传感器；所述光源用于发光，以使条状亲水区域形成免疫印迹的检测信号，所述图像传感器用于获取免疫印迹的检测信号。
作为更进一步优选地，所述光源为可见光光源或激光光源，所述可见光光源的发射波长为490nm～570nm。
作为进一步优选地，所述信号分析装置还包括数据处理器，所述图像传感器的输出端连接所述数据处理器的输入端，所述数据处理器用于根据所述图像检测信号，获得免疫印迹的检测结果。
作为进一步优选地，所述自动检测系统还包括警报装置，所述信号分析装置的输出端连接所述警报装置的输入端，所述警报装置用于根据所述检测结果，获取免疫印迹的结束警报或失败警报。
优选地，所述自动检测系统还包括对照液，所述对照液用于通过任意一条加液通道，添加至该加液通道对应的条状亲水区域，并与该条状亲水区域的结合区反应，以指示免疫印迹的反应结束或反应失败。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有下列有益效果：
1、免疫印迹卷轴具有以疏水区域间隔的多个平行的条状亲水区域，通过亲水区域的吸附力以及水本身的表面张力与待测溶液中的目标抗体结合，通过疏水区域的隔离防止反应液漏出，仅需要毫升级以下的反应液即可完成免疫印迹检测，从而更加节省试剂，适用于痕量检测；
2、多种待测溶液中的不同目标抗体可结合于同一免疫印迹卷轴的不同条状亲水区域的结合区上，从而更适于在完全相同的条件下进行反应，易于进行平行对照，提高了检测的准确率；同时简化了自动检测系统的结构，降低了生产成本；
3、旋转电机可用于旋转免疫印迹卷轴，使所述加液通道的出水口与条状亲水区域相对运动，以促进反应液与结合区的反应效率，节省了免疫印迹检测的时间；
4、由于仅需要毫升级以下的反应液，通过废液收集装置的简单抽吸即可实现初步干燥，或仅需集成简单的干燥装置就能快速干燥免疫印迹卷轴的表面，更易于进行原位检测，且进一步节省了反应时间；
5、该自动检测系统还集成了信号分析装置，无需移动免疫印迹薄膜即可获得免疫印迹的检测信号，简化了操作；
6、通过警报装置可以通过免疫印迹的检测信号，直接获得免疫印迹的反应结束警报或反应失败警报，避免了人为观察的误差，同时，由于警报装置能自动提示反应结束，避免了过度反应而造成的检测结果不准确；
7、通过超声探头，进一步加快了免疫印迹的反应速度，使得免疫印迹的整个反应过程比传统方法时间减少了30％～50％，大大提高了检测效率。
附图说明
图1是本发明自动检测系统正视图；
图2是本发明免疫印迹卷轴的周向的外表面的展开图；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：11-疏水区域，12-亲水区域，13-结合区，15-免疫印迹薄膜，17-转轮，2-加液装置，4-信号分析装置，41-图像传感器，42-光源，5-废液收集装置，6-超声探头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明公开了一种免疫印迹的自动检测系统，包括免疫印迹卷轴、加液装置2以及废液收集装置5等；所述免疫印迹卷轴的周向的外表面具有以疏水区域11间隔的多个平行的条状亲水区域，疏水区域11以及条状亲水区域的宽度为1mm～5mm，可满足免疫印迹的检测信号识别需求，所述条状亲水区域垂直于所述卷轴的中心轴，其具有一个或多个结合区13，其周向的外表面的展开图如图2所示；所述加液装置2具有与条状亲水区域一一对应的多个加液通道，所述加液通道的出水口与对应的条状亲水区域相对设置，距离为0.1mm以上(当加液通道设置于条状亲水区域的侧面时，为了保证反应液不泄露，距离应为0.1mm～2mm，而当加液通道设置于条状亲水区域的上方时，距离可以更远)，所述免疫印迹卷轴底部的条状亲水区域连接废液收集装置5的进水口；
其中，每个所述条状亲水区域分别用于结合不同的待测溶液，从而独立地进行不同的待测溶液中的目标抗体的免疫印迹检测，所述结合区13上具有目标抗原，用于与待测溶液中的目标抗体结合；所述加液装置2用于向条状亲水区域添加反应液，所述废液收集装置5用于收集多余的反应液；所述反应液包括待测溶液、缓冲液、二抗溶液或显色溶液；
所述免疫印迹卷轴的直径为2cm～6cm，宽度为2cm～6cm，可包括转轮2以及覆盖于所述转轮2周向的外表面的免疫印迹薄膜15，免疫印迹薄膜15具有以疏水区域11间隔的多个平行的条状亲水区域，其通过真空吸附、粘贴或卡扣等方式固定于所述转轮2上，所述转轮2用于带动所述免疫印迹薄膜15绕免疫印迹卷轴的中心轴旋转。
加液装置2可以使用单独的一次性加液管，加液管的进水口设置于外周，出水口与条状亲水区域相对设置，从进水口可向与出水口相对的条状亲水区域添加反应液；加液装置2也可以由加液管以及加液泵组成，所述加液管以及加液泵相连通，形成与条状亲水区域一一对应的多个加液通道，所述加液泵的进水口作为所述加液装置2的进水口，所述加液管的出水口作为所述加液装置2的出水口，加液泵可以使用注射泵，也可以使用蠕动泵，流量蠕动泵由于可以一次向多个加液管输入反应液，且流量最小为1μL/min，比较节省待测溶液；而在通入清洗液时，流量最大可达到1000ml/min，从而保持了较高的清洗效率，从而尤其适用于本发明。
废液收集装置5可以包括集液管以及真空泵；所述集液管的进水口作为所述废液收集装置5的进水口，出水口连接真空泵，所述集液管用于收集多余的反应液，所述真空泵用于将反应液泵出，这种情况下，由于反应液的高度仅为0.1mm～1mm，多余的反应液可以几乎完全泵走；
所述废液收集装置5也可以包括引流管以及集液池；所述引流管的进水口作为所述废液收集装置5的进水口，出水口设置于进水口的下方，所述集液池设置于所述引流管的出水口的下方，所述引流管用于将多余的反应液引出，所述集液池用于收集多余的反应液；用这种方法的话，反应液很难完全被引入集液池，一般需要另外设置干燥装置辅助干燥免疫印迹卷轴；干燥装置可使用风扇或抽风机，与免疫印迹卷轴的周向相对设置，风速设置为2m3/min～5m3/min，在均匀干燥免疫印迹卷轴的同时，避免免疫印迹卷轴上的抗原或抗体变性。
为了促进反应液与条状亲水区域的相对运动，可以利用旋转电机以15cm/s以下的线速度转动免疫印迹卷轴，使所述加液通道的出水口沿条状亲水区域相对运动，由于加液通道的出水口沿条状亲水区域的间距仅为0.1mm～2mm，实际上在两者之间仍吸附有反应液，两者的相对运动间接起到了促进反应液与条状亲水区域混合反应的作用；同时，还可以利用与条状亲水区域相对设置的超声探头6发出超声信号，以加快免疫印迹卷轴表面的反应速度；在操纵杆移动加液装置2运动的同时，仍可以将待测溶液通过加液装置2缓慢添加于条状亲水区域12表面，以防液体蒸发，以保持条状亲水区域12上的液面高度为0.1mm～1mm。
由于该自动检测器能实现原位反应与干燥，因此，也可直接设置信号分析装置4，用于获取免疫印迹的检测信号；通常该信号分析装置4包括光源42以及线性的图像传感器41；根据二抗溶液中二抗的标记，所述光源42可选用激光光源42或可见光光源42(例如常用标记异硫氰酸荧光素的最大吸收光波长为490nm～495nm，四乙基罗丹明的最大吸收光波长为570nm)，用于向免疫印迹薄膜15方向发出可见光或激光，在免疫印迹薄膜15表面形成免疫印迹的检测信号，无论是可见光或激光，光源42需要光线均匀；光源42的形状优选为长形，其与条状亲水区域的方向垂直，但与免疫印迹卷轴的中心轴平行，可以保证投射到每个条状亲水区域同一位置的光线均匀，以免出现对比误差；
所述图像传感器41用于获取免疫印迹的检测信号，由于免疫印迹卷轴为圆柱形，外周的条状亲水区域实际为圆环形，需多次拍摄才能获得完整的检测信号，同时，由于条状亲水区域仅在结合区13有检测信号，往复式电机的运动触发条件，可设置为图像传感器41与结合区13相对时触发；图像传感器41获取的检测信号的图像可以直接输入数据处理器，数据处理器中储存了一些标准样本的检测信号，通过将待测溶液的检测信号与标准样本的检测信号进行比对，可获得待测溶液中目标蛋白的种类、浓度等检测结果。
当自动检测系统包括超声探头6或信号分析装置4等其它固定的附加装置时，可将加液装置2与超声探头6或信号分析装置4等附加装置固定于一支架上，设置于免疫印迹卷轴的同侧，在支架上，对加液装置2和每个附加装置都可以设置折叠杆，以分别对其与免疫印迹卷轴的相对位置和距离进行调整。
在免疫印迹薄膜15上，可以设置对照区，或者将其中一个条状亲水区域对应的加液装置2中加入对照液，用于指示免疫印迹的反应结束或者反应失败；此时，可另外设置一警报装置，其输入端连接信号分析装置4的输出端，通过对照区或加入对照液的条状亲水区域的检测结果，直接获得免疫印迹的反应结束警报或反应失败警报，避免了人为观察的误差，同时，由于警报装置能自动提示反应结束，避免了过度反应而造成的检测结果不准确。
上述自动检测系统可应用于免疫印迹检测，以间接法进行化学发光检测为例，具体包括以下步骤：
S1.将多种待测溶液通过加液管以添加于不同的条状亲水区域表面，使待测溶液中的目标抗体与结合带上的目标抗原完全结合，同时，可以利用与条状亲水区域相对设置的超声探头6，以加快免疫印迹卷轴表面的反应速度；旋转电机在此时处于工作状态，使得免疫印迹卷轴以15cm/s以下的线速度旋转30min～60min；同时仍可以将待测溶液通过加液管缓慢添加于条状亲水区域表面，以防液体蒸发，以保持条状亲水区域表面上的液面高度为0.1mm～1mm；在此情况下，经计算，即使将加液管中残留的待测溶液计算在内，所需的待测溶液的体积也仅需数十微升至毫升级；
S2.在免疫印迹卷轴的底部可设置集液管，集液管的一端距条状亲水区域0.1mm～2mm，另一端连接真空泵，在反应完成后，真空泵通过集液管抽吸条状亲水区域表面多余的待测溶液，然后用真空泵抽吸使条状亲水区域的表面干燥，或通过干燥装置辅助使之干燥；
S3.以S1-S2.中同样的方式，以缓冲液替代原加液管中的待测溶液，将免疫印迹薄膜15表面的待测溶液冲洗约5min～10min；由于缓冲液通常为PBS等成本较低的溶液，相对于待测溶液，可以设置为超过10ml/min以上的流量，而添加较多体积；
S4.以S1-S2.中同样的方式，以二抗溶液替代原加液管中的缓冲液，使得二抗完全与目标抗体结合；
S5.以S3.中同样的方式，以缓冲液替代原加液管中的二抗溶液，将免疫印迹薄膜15表面的二抗溶液冲洗干净；
S6.以S1-S2.中同样的方式，以显色溶液替代原加液管中的缓冲液，使得标记过的二抗发光；
S7.以S3.中同样的方式，以缓冲液替代原加液管中的显色溶液，将免疫印迹薄膜15表面的显色溶液冲洗干净；
S8.获得免疫印迹检测结果。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种免疫印迹的自动检测系统，其特征在于，包括免疫印迹卷轴、加液装置(2)、信号分析装置(4)以及废液收集装置(5)；所述免疫印迹卷轴的周向的外表面具有以疏水区域(11)间隔的多个平行的条状亲水区域(12)，所述条状亲水区域(12)垂直于所述免疫印迹卷轴的中心轴，所述条状亲水区域(12)沿其长度方向具有一个或多个结合区(13)，所述加液装置(2)具有与条状亲水区域(12)一一对应的多个加液通道，所述加液通道的出水口与对应的条状亲水区域(12)相对设置，所述免疫印迹卷轴底部的条状亲水区域(12)连接废液收集装置(5)的进水口；
其中，每个所述条状亲水区域(12)分别用于结合不同的待测溶液，从而独立地进行不同的待测溶液中的目标抗体的免疫印迹检测，所述结合区(13)上具有目标抗原，用于与待测溶液中的目标抗体结合；所述加液装置(2)用于向条状亲水区域(12)添加反应液，所述废液收集装置(5)用于收集多余的反应液；所述反应液包括待测溶液、缓冲液、二抗溶液或显色溶液，所述信号分析装置(4)与免疫印迹卷轴的周向的外表面相对设置，所述信号分析装置(4)用于获取免疫印迹的检测信号。
2.如权利要求1所述的自动检测系统，其特征在于，所述免疫印迹卷轴包括转轮(17)以及覆盖于所述转轮(17)周向的外表面的免疫印迹薄膜(15)；所述转轮(17)用于固定免疫印迹薄膜(15)，并带动所述免疫印迹薄膜(15)绕免疫印迹卷轴的中心轴旋转，所述免疫印迹薄膜(15)具有以疏水区域(11)间隔的多个平行的条状亲水区域(12)。
3.如权利要求1所述的自动检测系统，其特征在于，所述加液通道的出水口与对应的条状亲水区域(12)的距离为0.1mm～2mm。
4.如权利要求1所述的自动检测系统，其特征在于，所述加液装置(2)包括加液管以及加液泵，所述加液管以及加液泵相连通，形成与条状亲水区域(12)一一对应的多个加液通道，所述加液泵的进水口作为所述加液装置(2)的进水口，所述加液管的出水口作为所述加液装置(2)的出水口。
5.如权利要求1所述的自动检测系统，其特征在于，还包括旋转电机，所述旋转电机的控制端连接所述免疫印迹卷轴，以控制免疫印迹卷轴绕其中心轴旋转。
6.如权利要求1所述的自动检测系统，其特征在于，所述自动检测系统还包括超声探头(6)，所述超声探头(6)与条状亲水区域(12)相对设置，用于加快免疫印迹的反应速度。
7.如权利要求1所述的自动检测系统，其特征在于，所述信号分析装置(4)包括光源(42)以及图像传感器(41)；所述光源(42)用于发光，以使条状亲水区域(12)形成免疫印迹的检测信号，所述图像传感器(41)用于获取免疫印迹的检测信号。
8.如权利要求1所述的自动检测系统，其特征在于，还包括警报装置，所述信号分析装置(4)的输出端连接所述警报装置的输入端，所述警报装置用于根据所述检测结果，获取免疫印迹的结束警报或失败警报。
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