CN107064520A - 基于微流控芯片的蛋白小分子富集‑检测的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于微流控芯片的蛋白质小分子富集‑检测的系统，包括富集单元、检测单元和液路单元富集单元检测液中的目标小分子蛋白质与所述单克隆抗体抗体特异性结合；检测单元在检测芯片上按检测液流向先后设有检测线和质控线，检测线处显色，目标小分子蛋白被检出；质控线处显色，效验检测过程是否成功；液路系统选择性地控制检测液通过富集单元、检测单元和废液池。本发明基于芯片技术将富集、检测过程集成在一起，高效、精准，本系统检测目标蛋白小分子的灵敏度优于传统试纸条检测。

Description

基于微流控芯片的蛋白小分子富集-检测的系统及方法

技术领域

本发明属于生物医学检测领域，具体涉及一种基于微流控芯片的蛋白质小分子富集-检测的系统及方法。

背景技术

微流控芯片技术，是通过微尺度下流体的控制，将生物、化学、医学分析过程中的样品制备、富集、反应、分离、检测单元集成至芯片上，以达到自动分析目的的一种技术手段，已成为当今世界最前沿的科技技术之一，具有小型化、微型化，液体流体可控，消耗试剂少，分析速度快，易于集成化规模化等特点。免疫层析试纸条是一种快速、便捷、可视化的检测手段，利用微流控芯片技术结合免疫层析试纸条实现细胞因子的便携、自动化检测，能够广泛的应用于疾病诊断、药物筛选、航天等相关领域。

目前，如细胞因子这样的蛋白质小分子的检测方法主要有ELISA、免疫荧光检测、免疫电化学检测、表面等离子共振等，这些方法均涉及抗体孵育、样品孵育、标记以及许多洗脱的步骤，操作繁琐，难以达到快速、简便的检测，并且难以在空间和设备有限的条件下进行检测。

但目前免疫层析试纸条的检测限通常在几十ng/mL，灵敏度不足，难以检测水平较低的细胞因子。超顺磁纳米颗粒(Superparamagnetic nanobead,SPMNB)是一种新兴的纳米材料，具有良好的磁学性质和磁分离特性，在磁场存在下可被固定，而撤销磁场时又能快速重悬，分散于溶液中。利用修饰相应的细胞因子抗体的超顺磁纳米颗粒，可以简便的实现细胞因子的富集和免疫层析试纸的快速、可视化检测。

发明内容

为了克服现有技术上的问题，本发明提供了一种基于微流控芯片的蛋白质小分子富集-检测的系统及方法，集成了磁免疫层析试纸条技术和微流控芯片技术，具有快速、可视化、灵敏度高和自动化的优点，能够直接对液态待测样品中的目标小分子蛋白进行富集、检测，实现低水平目标蛋白的检测与分析。

本发明提供以下技术方案：

一种基于微流控芯片的蛋白质小分子富集-检测的系统，包括富集单元、检测单元和液路单元，所述富集单元在富集芯片上涂布纳米颗粒与目标小分子蛋白质单克隆抗体的偶联物，检测液中的目标小分子蛋白质与所述单克隆抗体特异性结合，富集在所述富集芯片表面；

所述检测单元在检测芯片上按检测液流向先后设有检测线和质控线，所述检测线上包被有目标小分子蛋白的多克隆抗体，当检测液中的目标小分子蛋白与所述多克隆抗体结合后，检测线处显色，目标小分子蛋白被检出；所述质控线上包被与所述单克隆抗体特异性结合的二抗抗体，当检测液中所述偶联物的单克隆抗体抗体与所述二抗抗体结合，质控线处显色，效验检测过程是否有效；

所述液路系统将所述富集单元连接在所述检测单元上游，通过液路系统中检测液管路的变换连接，选择性地控制检测液通过富集单元、检测单元和废液池。

进一步地，所述富集单元由富集芯片和纳米颗粒与单克隆抗体的偶联物组成，纳米颗粒与单克隆抗体的偶联物涂布在富集芯片表面，所述富集芯片由下至上依次设有富集芯片下层底板、连接层、中层通道层、上层连接层和上层盖板，富集芯片表面还设有富集芯片接头用于与液路系统的管路连接，使检测液在富集芯片中层通道层流过，纳米颗粒与单克隆抗体的偶联物也置于中层通道层。

进一步地，所述纳米颗粒为超顺磁纳米颗粒，所述超顺磁纳米颗粒的直径为100-300nm，在富集芯片上的添加密度为12-20ug/mm3，厚度为0.3-0.7mm；

在富集芯片表面还设有磁片，所述磁片贴紧在富集芯片下表面时用于将所述超顺磁纳米颗粒与单克隆抗体偶联物固定在富集芯片上，在所述磁盘下方还设有电磁阀，所述电磁阀控制所述磁片与富集芯片的贴近与远离。

进一步地，所述磁片与富集芯片远离距离大于3mm，在富集芯片接头上方还设有固定盖板，富集芯片接头与富集芯片固定盖板的缝隙间填充环氧树脂胶。

进一步地，所述检测单元上之下依次由检测芯片、LED灯、检测镜头、检测镜头可见光传感器组成，LED灯照射在检测芯片上，所述检测线或质控线上的显色线条被检测镜头捕捉，通过所述可见光传感器对数据进行传输；

所述检测芯片由下至上依次设有检测芯片下层底板、下层连接层、中层通道层、上层连接层、蛋白质持留膜和上层盖板，检测芯片表面还设有检测芯片接头用于与液路系统的管路连接，检测液从中层通道层流过，检测线和质控线设置在硝酸纤维素膜层上。

进一步地，所述检测镜头的顶端距离所述检测芯片下表面的距离为60-80mm，在检测芯片接头上方还设有固定盖板，检测芯片接头与检测芯片固定盖板的缝隙间填充环氧树脂胶。

进一步地，所述蛋白质持留膜为硝酸纤维素膜、PVDV膜或尼龙膜。

进一步地，所述液路单元由管路、三通阀和废液池组成，所述三通阀设有一个进口端和两个出口端，所述进口端与富集单元连接，第一出口端连连接检测单元，第二出口段连接废液池；所述三通阀通电时，进口端与第二出口端相连通，检测液通过富集单元、三通阀到达废液池；所述三通阀断电时，进口端与第一出口端连通，检测液通过富集单元、三通阀和检测单元到达废液池。

进一步地，还包括控制单元，所述控制单元控制所述富集单元的电磁阀和液路单元的三通阀的通断，来控制检测液的富集或检测进程。

蛋白质小分子富集-检测系统的控制单元完成以下工作步骤：

步骤一微处理器控制电磁阀断电，三通阀供电，检测液在富集单元进行蛋白质小分子富集；

步骤二微处理器定时器完成富集预设时间后，微处理器控制电磁阀通电，三通阀断电，超顺磁纳米颗粒与单克隆抗体偶联物到底检测芯片，微处理器定时器开始进行检测计时，在检测期间，每间隔一定预设时间，微处理器控制可见光传感器进行图像拍摄、传输；

步骤三微处理器定时器完成检测预设时间后，检测液流至废液池。

进一步地，所述蛋白质小分子为白细胞介素、干扰素、集落刺激因子、肿瘤坏死因子、趋化因子、生长因子。

一种蛋白质小分子富集-检测的系统的检测方法，包括以下步骤：

步骤一制备富集芯片，将超顺磁纳米颗粒悬浮液洗涤、活化，将超顺磁纳米颗粒与目标小分子蛋白质单克隆抗体混合、偶联，对偶联物液体进行封闭、保存，在偶联物液体中继续添加超顺纳米颗粒，混合后添加在富集芯片的中层通道层，富集芯片与液路系统管路连接；

步骤二对检测芯片的硝酸纤维素膜进行包被，在检测线上包被目标小分子蛋白的多克隆抗体，在质控线上包被与单克隆抗体特异性结合的二抗抗体，检测线与质控线之间设有间隔，检测芯片与液路系统管路连接；

步骤三富集阶段，电磁阀断电，三通阀供电，电磁片紧贴在富集芯片，内部超顺磁纳米颗粒与目标小分子蛋白质单克隆抗体的偶联物固定在富集芯片上，检测液流经富集芯片，目标小分子蛋白质与抗体结合连接在磁纳米颗粒上，检测液通过液路单元流向废液池；

步骤四检测阶段，电磁阀供电，三通阀断电，电磁片远离富集芯片，检测液从富集单元通过液路系统流到检测单元，超顺磁纳米颗粒与目标小分子蛋白质单克隆抗体抗体的偶联物达到检测芯片表面，通过检测单元形成影像拍摄、传输，完成检测，检测液再通过液路单元流向废液池。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、该本发明可以完成液体中目标生物小分子蛋白质的富集，随后将富集后的蛋白质随液体带到检测芯片处进行目标蛋白检测，基于芯片技术将富集、检测过程集成在一起，高效、精准，本系统检测目标蛋白小分子的灵敏度优于传统试纸条检测。

2、本发明的系统具有一定的抗震能力，能适应地面常规环境，同时适应空间微重力环境，可使用在空间环境下。

3、本发明的系统降低了在空间等特殊环境下目标细胞因子等小分子蛋白的富集及检测的成本，同时系统长时间工作下功耗低，节约了太空空间资源以及电力资源。

4、本发明的系统可远程操作，也可自动化完成，可以节省大量的人力资源。

附图说明

图1是本发明基于微流控芯片的蛋白质小分子富集-检测的系统的检测液流向控制图；

图2是本发明蛋白质小分子富集-检测的系统的结构示意图；

图3是实施例中富集芯片结构示意图；

图4是实施例中检测芯片结构示意图。

其中，1-管路、2-富集芯片接头、3-富集芯片固定盖板、4-富集芯片、5-磁片、6-电磁阀、7-系统支架、8-检测芯片接头、9-三通阀、10-检测芯片固定盖板、11-检测芯片、12-LED灯、13-广角镜头、14-检测镜头加固支架、15-面阵可见光传感器、16-富集芯片上层盖板、17-富集芯片连接层、18-富集芯片中层通道层、19-富集芯片连接层、20-富集芯片下层底板、21-检测芯片上层PET盖板、22-检测芯片连接层、23-检测芯片中层通道层、24-检测芯片连接层、25-检测芯片下层底板、26-硝酸纤维素膜。

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，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的结构图及具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明提供了一种基于微流控芯片的蛋白质小分子富集-检测的系统，包括富集单元、检测单元和液路单元，如图2所示，富集单元在富集芯片4上涂布纳米颗粒与目标小分子蛋白质单克隆抗体的偶联物，检测液中的目标小分子蛋白质与所述单克隆抗体特异性结合，富集在所述富集芯片表面。

检测单元在检测芯片11上按检测液流向先后设有检测线和质控线，检测线上包被有目标小分子蛋白的多克隆抗体，当检测液中的目标小分子蛋白与所述多克隆抗体结合后，检测线处显色，目标小分子蛋白被检出；质控线上包被与单克隆抗体(一抗)特异性结合的二抗抗体，当检测液中偶联物的一抗与二抗抗体结合，质控线处显色，效验检测过程是否成功。

液路系统将所述富集单元连接在检测单元上游，通过液路系统中的三通阀改变检测液管路的流通位置，选择性地控制检测液通过富集单元、检测单元和废液池。

三通阀设有一个进口端和两个出口端，所述进口端与富集单元连接，第一出口端连连接检测单元，第二出口段连接废液池；三通阀通电时，进口端与第二出口端相连通，检测液通过富集单元、三通阀到达废液池；所述三通阀断电时，进口端与第一出口端连通，检测液通过富集单元、三通阀和检测单元到达废液池。废液池设有两个端口分别可与检测单元和三通阀连接，三通阀断电时，从检测单元流出的检测液到达废液池。

图4为检测芯片结构示意图，如图2和4所示，检测单元上之下依次由检测芯片11、LED灯12、广角镜头13、检测镜头加固支架14、面阵可见光传感器15组成，LED灯照射在检测芯片上，检测线或质控线上的显色线条被检测镜头捕捉，通过面阵可见光传感器对图像进行采集和传输。

检测芯片由下至上依次设有检测芯片下层底板25、下层连接层24、中层通道层23、上层连接层22、硝酸纤维素膜层26和上层盖板21，检测芯片表面还设有检测芯片接头8用于与液路系统的管路连接，检测液从中层通道层流过，检测线和质控线设置在硝酸纤维素膜层上，检测镜头的顶端距离所述检测芯片下表面的距离为60-80mm。

液路单元由管路1、三通阀9和废液池组成，三通阀通电状态下的液路出口通过管路连接到废液池，三通阀断电状态下的液路出口通过管路连接到检测单元，检测单元再通过管路连接到废液池。

优选地，在检测芯片接头上方还设有固定盖板，检测芯片接头与检测芯片固定盖板的缝隙间填充环氧树脂胶。

目标小分子蛋白的富集、检测过程集成在同一系统中，简化了操作步骤，能够高效地完成大通量的样品检测。

实施例2

为了实现纳米颗粒从富集单元流向检测单元，本实施例提供了一种示例，如图1、3所示，富集单元由富集芯片和纳米颗粒与单克隆抗体的偶联物组成，纳米颗粒选用超顺磁纳米颗粒，直径为100-300nm，超顺磁纳米颗粒的直径为100-300nm，在富集芯片上的添加密度为12-20ug/mm3，厚度为0.3-0.7mm。

超顺磁纳米颗粒与目标小分子蛋白的单克隆抗体的偶联物涂布在富集芯片表面，富集芯片由下至上依次设有富集芯片下层底板20、下层连接层19、中层通道层18、上层连接层17和上层盖板16，富集芯片表面还设有富集芯片接头用于与液路系统的管路连接，使检测液在富集芯片中层通道层流过。

磁片5贴紧在富集芯片下表面时用于将超顺磁纳米颗粒与单克隆抗体偶联物固定在富集芯片上，在磁盘下方还设有电磁阀6，电磁阀控制磁片与富集芯片的贴近与远离，磁力法通电后磁片与富集芯片远离距离要大于3mm。

在富集芯片接头上方还设有固定盖板，富集芯片接头与富集芯片固定盖板的缝隙间填充环氧树脂胶。

实施例3

IL-6的富集、检测方法。

步骤一：制备超顺磁纳米颗粒-IL-6抗体偶联物，该偶联物用于目标细胞因子白介素6-(IL-6)的富集。具体制备方法如下：

a)选用直径为100-300nm的商品化超顺磁纳米颗粒，取1mg磁颗粒到1.5ml离心管中，用500ul MEST(pH 6.0，0.05％Tween 20)洗涤3次，磁分离后移除上清；加入新配置的100ul EDC(5mg/ml)和100ul NHS(5mg/ml)溶液到装有磁颗粒的离心管中，并加入300ulPBST溶液；4℃活化8h或25℃活化30～60min或37℃活化4～5h，该期间保持磁颗粒的悬浮状态；离心管置于磁分离架上磁分离，移除上清，加入500ul MEST，将磁颗粒移到新的离心管中，并使用500ul MEST洗涤3次，磁分离后移除上清；

b)加入40ul(1mg/ml)的单克隆抗体到装有磁颗粒的离心管中，并加入460ul PBST溶液，混匀磁颗粒和单克隆抗体；4℃偶联8h或25℃偶联4～5h或37℃偶联3h，该期间保持磁颗粒的悬浮状态；偶联结束后，将离心管置于磁分离架上分离，移除上清；

c)加入500ul PBST(pH 7.4，含1％BSA)重悬偶联物；4℃封闭12～15h或25℃封闭1～2h或37℃封闭30min，该期间保持磁颗粒的悬浮状态；封闭结束后，将离心管置于磁分离架上分离，移除上清；

d)使用500ul PBST洗涤3次，磁分离后移除上清；加入250ul PBST(pH 7.4，含0.02％NaN3，0.5％BSA)重悬，保存于4℃。

步骤二：上述步骤一最终重悬偶联物中添加1mg超顺磁纳米颗粒，充分混匀后取100μL添加于富集芯片中，将带接头的富集芯片放置于磁片上，将富集系统与三通阀通过硅胶管路连接，将废液池与三通阀通过硅胶管路连接。

步骤三：硝酸纤维素膜(NC膜)的包被，使用PBST缓冲液将IL-6的多克隆抗体以及羊抗小鼠IgG稀释到0.5-2mg/ml浓度，使用定量喷液装置分别将二者以0.4-0.8cm的间隔喷印于硝酸纤维素膜上，包被有IL-6多克隆抗体处为检测线T，包被有羊抗小鼠IgG抗体处为质控线C，晾干后于干燥处(湿度20％～40％)封存备用，保存温度为4℃～25℃，避免阳光直射。

步骤四：取上述包被好抗体的硝酸纤维素膜放置于检测芯片中，将带有接头的检测芯片放置于检测系统区域，将检测芯片带接头进口与三通阀通过硅胶管路连接，将检测芯片带接头出口与废液池通过硅胶管路连接。

步骤五：IL-6的富集，系统处于富集状态，通过控制系统实施如下过程，电磁阀不给予供电，三通阀给予供电，电磁片紧贴富集芯片，芯片内部超顺磁纳米颗粒-抗体偶联物固定。液体流经富集芯片再到三通阀再到废液池，整个液体流路不经过检测芯片，当液体流经富集芯片时，芯片内部超顺磁纳米颗粒-抗体偶联物将对液体中IL-6进行抓取，完成目标细胞因子的富集。

步骤六：IL-6的检测，系统处于检测状态，通过控制系统实施如下，电磁阀给予供电，三通阀断电，电磁片远离富集芯片，芯片内部超顺磁纳米颗粒-抗体偶联物不固定。液体流经富集芯片再到三通阀到检测芯片最后到废液池，当液体流经富集芯片时将已抓取富集目标IL-6的超顺磁纳米颗粒-抗体偶联物带走并到达后续的检测芯片，完成目标IL-6的检测。

又例如，对细胞培养液中单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)的富集与检测。

除去步骤一中偶联抗体为MCP-1小鼠单克隆抗体，步骤三中检测线T包被的是MCP-1多克隆抗体，其余步骤同实施例1。

实施例4

本发明的富集-检测系统运行过程可以通过控制单元自动控制，优选地，本发明的系统还包括控制单元，控制单元控制富集单元的电磁阀和液路单元的三通阀的通断，从而控制检测液的富集或检测的进程。

控制单元完成以下工作步骤：

步骤一 微处理器控制电磁阀断电，三通阀供电，检测液在富集单元进行蛋白质小分子富集；

步骤二 微处理器定时器完成富集预设时间(例如72h)后，微处理器控制电磁阀通电，三通阀断电，超顺磁纳米颗粒与单克隆抗体偶联物到底检测芯片，微处理器定时器开始进行检测计时，在检测期间，每间隔一定预设时间(例如5min)，微处理器控制可见光传感器进行图像拍摄、传输，拍摄固定次数(例如5次)；

步骤三 微处理器定时器完成检测预设时间(例如30min)后，检测液流至废液池。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种基于微流控芯片的蛋白质小分子富集-检测的系统，包括富集单元、检测单元和液路单元，其特征在于，所述富集单元在富集芯片上涂布纳米颗粒与目标小分子蛋白质单克隆抗体的偶联物，检测液中的目标小分子蛋白质与所述单克隆抗体特异性结合，富集在所述富集芯片表面；

所述检测单元在检测芯片上按检测液流向先后设有检测线和质控线，所述检测线上包被有目标小分子蛋白的多克隆抗体，当检测液中的目标小分子蛋白与所述多克隆抗体结合后，检测线处显色，目标小分子蛋白被检出；所述质控线上包被与所述单克隆抗体特异性结合的二抗抗体，当检测液中所述偶联物的单克隆抗体抗体与所述二抗抗体结合，质控线处显色，效验检测过程是否有效；

所述液路系统将所述富集单元连接在所述检测单元上游，通过液路系统中检测液管路的变换连接，选择性地控制检测液通过富集单元、检测单元和废液池。

2.根据权利要求1所述的蛋白质小分子富集-检测的系统，其特征在于，所述富集单元由富集芯片和纳米颗粒与单克隆抗体的偶联物组成，纳米颗粒与单克隆抗体的偶联物涂布在富集芯片表面，所述富集芯片由下至上依次设有富集芯片下层底板、连接层、中层通道层、上层连接层和上层盖板，富集芯片表面还设有富集芯片接头用于与液路系统的管路连接，使检测液在富集芯片中层通道层流过，纳米颗粒与单克隆抗体的偶联物也置于中层通道层。

3.根据权利要求2所述的蛋白质小分子富集-检测的系统，其特征在于，所述纳米颗粒为超顺磁纳米颗粒，所述超顺磁纳米颗粒的直径为100-300nm，在富集芯片上的添加密度为12-20ug/mm³，厚度为0.3-0.7mm；

在富集芯片表面还设有磁片，所述磁片贴紧在富集芯片下表面时用于将所述超顺磁纳米颗粒与单克隆抗体偶联物固定在富集芯片上，在所述磁盘下方还设有电磁阀，所述电磁阀控制所述磁片与富集芯片的贴近与远离。

4.根据权利要求3所述的蛋白质小分子富集-检测的系统，其特征在于，所述磁片与富集芯片远离距离大于3mm，在富集芯片接头上方还设有固定盖板，富集芯片接头与富集芯片固定盖板的缝隙间填充环氧树脂胶。

5.根据权利要求1所述的蛋白质小分子富集-检测的系统，其特征在于，所述检测单元上之下依次由检测芯片、LED灯、检测镜头、检测镜头可见光传感器组成，LED灯照射在检测芯片上，所述检测线或质控线上的显色线条被检测镜头捕捉，通过所述可见光传感器对数据进行采集。

所述检测芯片由下至上依次设有检测芯片下层底板、下层连接层、中层通道层、上层连接层、蛋白质持留膜和上层盖板，检测芯片表面还设有检测芯片接头用于与液路系统的管路连接，检测液从中层通道层流过，检测线和质控线设置在硝酸纤维素膜层上。

6.根据权利要求5所述的蛋白质小分子富集-检测的系统，其特征在于，所述检测镜头的顶端距离所述检测芯片下表面的距离为60-80mm，在检测芯片接头上方还设有固定盖板，检测芯片接头与检测芯片固定盖板的缝隙间填充环氧树脂胶。

7.根据权利要求5所述的蛋白质小分子富集-检测的系统，其特征在于，所述蛋白质持留膜为硝酸纤维素膜、PVDV膜或尼龙膜。

8.根据权利要求1所述的蛋白质小分子富集-检测的系统，其特征在于，所述液路单元由管路、三通阀和废液池组成，所述三通阀设有一个进口端和两个出口端，所述进口端与富集单元连接，第一出口端连连接检测单元，第二出口段连接废液池；所述三通阀通电时，进口端与第二出口端相连通，检测液通过富集单元、三通阀到达废液池；所述三通阀断电时，进口端与第一出口端连通，检测液通过富集单元、三通阀和检测单元到达废液池。

9.根据权利要求1或3任一项所述的蛋白质小分子富集-检测的系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元控制所述富集单元的电磁阀和液路单元的三通阀的通断，来控制检测液的富集或检测进程。

10.根据权利要求9所述的蛋白质小分子富集-检测的系统，其特征在于，所述控制单元完成以下工作步骤：

步骤一 微处理器控制电磁阀断电，三通阀供电，检测液在富集单元进行蛋白质小分子富集；

步骤二 微处理器定时器完成富集预设时间后，微处理器控制电磁阀通电，三通阀断电，超顺磁纳米颗粒与单克隆抗体偶联物到底检测芯片，微处理器定时器开始进行检测计时，在检测期间，每间隔一定预设时间，微处理器控制可见光传感器进行图像拍摄、传输；

步骤三 微处理器定时器完成检测预设时间后，检测液流至废液池。

11.根据权利要求1所述的蛋白质小分子富集-检测的系统，其特征在于，所述蛋白质小分子为白细胞介素、干扰素、集落刺激因子、肿瘤坏死因子、趋化因子、生长因子。

12.根据权利要求3所述的蛋白质小分子富集-检测的系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一 制备富集芯片，将超顺磁纳米颗粒悬浮液洗涤、活化，将超顺磁纳米颗粒与目标小分子蛋白质单克隆抗体混合、偶联，对偶联物液体进行封闭、保存，在偶联物液体中继续添加超顺纳米颗粒，混合后添加在富集芯片的中层通道层，富集芯片与液路系统管路连接；

步骤二 对检测芯片的硝酸纤维素膜进行包被，在检测线上包被目标小分子蛋白的多克隆抗体，在质控线上包被与单克隆抗体特异性结合的二抗抗体，检测线与质控线之间设有间隔，检测芯片与液路系统管路连接；

步骤三 富集阶段，电磁阀断电，三通阀供电，电磁片紧贴在富集芯片，内部超顺磁纳米颗粒与目标小分子蛋白质单克隆抗体的偶联物固定在富集芯片上，检测液流经富集芯片，目标小分子蛋白质与抗体结合连接在磁纳米颗粒上，检测液通过液路单元流向废液池；

步骤四 检测阶段，电磁阀供电，三通阀断电，电磁片远离富集芯片，检测液从富集单元通过液路系统流到检测单元，超顺磁纳米颗粒与目标小分子蛋白质单克隆抗体抗体的偶联物达到检测芯片表面，通过检测单元形成影像拍摄、传输，完成检测，检测液再通过液路单元流向废液池。