CN107091936A - 基于微流控技术的化学发光免疫盘片及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于微流控技术的化学发光免疫盘片及其工作方法，所述基于微流控技术的化学发光免疫盘片包括加样口、试剂口及检测槽；与所述检测槽相比，过渡槽更加远离所述盘片的旋转中心；第一通道的一端连通所述检测槽的远离所述旋转中心的端部，另一端连通所述过渡槽，中间为弯折部；所述第一通道的最小旋转半径小于所述检测槽的最大旋转半径；与所述过渡槽相比，废液槽更加远离所述盘片的旋转中心；所述过渡槽与所述废液槽连通。本发明具有试剂消耗量小、检测时间短、清洗效果好等优点。

Description

基于微流控技术的化学发光免疫盘片及其工作方法
技术领域
本发明涉及微流控，特别涉及基于微流控技术的化学发光免疫盘片及其工作方法。
背景技术
目前，流行的全自动管式发光检测的流程为：1、在检测管内完成样本、磁珠抗体、酶标抗体的混合孵育；2、用磁铁将磁珠吸附在管壁后将液体吸走；3、移开磁场，加入清洗液后混匀磁珠，用磁铁将磁珠吸附在管壁后将液体吸走；4、重复步骤3两次；5、移开磁场，加入底物混匀后进行发光检测。
现有的管式化学发光的试剂用量比较大，对于试剂成本较高的化学发光来说减少试剂使用量可以显著降低用户的检测成本，特别是对于基层的医疗机构，他们需要小型化、简单化的检验设备。
基于微流控技术的化学发光免疫检测盘片，其配套设备体积小，价格相对于大型全自动仪器大大降低，设备没有废液排放，对于环境的保护和用户的安全都起到非常良好的作用。
申请号为201610319568.9的专利“一种微流控化学发光免疫检测装置及其使用方法”描述了一种用于全血化学发光免疫检测的微流控盘片装置，在逐步提高电机转速的情况下，将不同的液体逐步加入到反应槽中，最终完成化学发光检测。该专利在清洗的步骤中采用液体替换的方式，清洗效果相对来说不够彻底。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种试剂消耗量小、检测时间短、清洗效果好、收光效率高的基于微流控技术的化学发光免疫盘片。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于微流控技术的化学发光免疫盘片，所述基于微流控技术的化学发光免疫盘片包括加样口、试剂口及检测槽；所述基于微流控技术的化学发光免疫盘片进一步包括：
过渡槽；与所述检测槽相比，所述过渡槽更加远离所述盘片的旋转中心；
第一通道，所述第一通道的一端连通所述检测槽的远离所述旋转中心的端部，另一端连通所述过渡槽，中间为弯折部；所述第一通道的最小旋转半径小于所述检测槽的最大旋转半径；
废液槽；与所述过渡槽相比，所述废液槽更加远离所述盘片的旋转中心；所述过渡槽与所述废液槽连通。
本发明的目的还在于提供了一种试剂消耗量小、检测时间短、清洗效果好的基于微流控技术的化学发光免疫盘片的工作方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
根据上述的基于微流控技术的化学发光免疫盘片的工作方法，所述工作方法为：
孵育阶段：通过加样口和试剂口向检测槽内加入样本、磁珠抗体，并孵育；检测槽内液面的旋转半径大于第一通道的最小旋转半径；
排废阶段：利用磁场吸住检测槽内的磁珠；
通过所述试剂口加入清洗液，在盘片的旋转中，检测槽内的液面的旋转半径小于所述第一通道的最小旋转半径；检测槽内的液体通过第一通道、过渡槽进入废液槽；
清洗阶段：通过所述试剂口加入清洗液，清洗所述磁珠。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.所有的试剂加样量都在20微升级别，相对于传统管式化学发光试剂量少，降低了成本；
2.整个检测槽的面积都纳入PMT的收光窗口，比管式发光的收光效率高；
3.通过电机带动的正转-反转振荡模式实现磁珠和液体充分混匀，加快了反应的进程，缩短了检测时间；
4.通过特殊设计的第一通道和磁铁吸附磁珠共同作用，实现良好的清洗效果。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明实施例1的基于微流控技术的化学发光免疫盘片的结构简图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本发明实施例的基于微流控技术的化学发光免疫盘片的结构简图，如图1所示，所述基于微流控技术的化学发光免疫盘片包括：
加样口22、试剂口(包括磁珠抗体加入口、酶标抗体加入口及清洗液加入口)21、23-24及检测槽；这些都是本领域的现有技术，在此不再赘述；
过渡槽；与所述检测槽相比，所述过渡槽更加远离所述盘片的旋转中心11；所述过渡槽到的最小旋转半径大于所述检测槽的最大旋转半径；
第一通道31，所述第一通道31的一端连通所述检测槽的远离所述旋转中心的端部，另一端连通所述过渡槽，中间为弯折部；所述第一通道的最小旋转半径小于所述检测槽的最大旋转半径；
废液槽；与所述过渡槽相比，所述废液槽更加远离所述盘片的旋转中心；所述过渡槽与所述废液槽连通；
排气口41，所述排气口通过第二通道32连通所述过渡槽和/或废液槽；所述排气口的旋转半径小于所述检测槽的最小旋转半径。
本发明实施例的根据上述化学发光免疫盘片的工作方法，所述工作方法为：
孵育阶段：通过加样口和试剂口向检测槽内加入样本、磁珠抗体，并孵育；检测槽内液面的旋转半径大于第一通道的最小旋转半径；
排废阶段：利用磁场吸住检测槽内的磁珠；
通过所述试剂口加入清洗液，在盘片的旋转中，检测槽内的液面的旋转半径小于所述第一通道的最小旋转半径；检测槽内的液体通过第一通道、过渡槽进入废液槽；
清洗阶段：通过所述试剂口加入清洗液，清洗所述磁珠。
为了进一步提高磁珠的清洗效果，进一步地，所述清洗阶段进一步包括以下步骤：
(A1)通过所述试剂口加入清洗液，在盘片的旋转中，检测槽内的液面的旋转半径大于所述第一通道的最小旋转半径；
(A2)撤去磁场，加强磁珠与清洗液的混合；
(A3)利用磁场吸住检测槽内的磁珠；
通过所述试剂口加入清洗液，在盘片的旋转中，检测槽内的液面的旋转半径小于所述第一通道的最小旋转半径；检测槽内的液体通过第一通道、过渡槽进入废液槽。
为了进一步提高混合效果，进一步地，在孵育阶段和/或清洗阶段，通过盘片的正转-反转-正转，提高检测槽内磁珠和液体的混合效果。
实施例2：
本发明实施例的一种基于微流控技术的化学发光免疫盘片，与实施例1不同的是：
1.所述第一通道的最小旋转半径小于所述检测槽的最小旋转半径。
2.所述第一通道内壁具有疏水层。
实施例3：
根据本发明实施例2的基于微流控技术的化学发光免疫盘片及工作方法在碱性磷酸酶化学发光检测中的应用例。
在该应用例中，基于微流控技术的化学发光免疫盘片的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：
孵育阶段：
整个盘片处于37℃下的检测仓中，加入样本，体积为1到50微升之间，典型的为10微升；
加入磁珠抗体，体积为1到100微升之间，典型的为20微升；
加入酶标抗体，体积为1到100微升之间，典型的为20微升；
启动电机，盘片旋转的典型速度为1500转/分钟，液体进入反应检测槽中；
进入孵育阶段，电机启动振荡模式，在正转-反转-正转的重复周期中抗原抗体充分接触，快速地完成免疫反应，反应检测槽和过渡槽之间通过第一通道连接在一起，由于加入的样本、磁珠抗体及酶标抗体的总体积小于反应检测槽的体积，检测槽中的液面的旋转半径大于第一通道的最小旋转半径；另外第一通道的内表面为疏水特性，在整个振荡模式过程中第一通道都处于未连通状态；
排废阶段：
在反应检测槽处加入磁场，将磁珠吸附在反应检测槽的底部；
在检测槽内中加入足够量的清洗液启动电机旋转，典型转速为1500转/分钟，清洗液进入反应检测槽，液体的总体积大于反应检测槽的体积(检测槽中的液面的旋转半径小于第一通道的最小旋转半径)，第一通道充满液体，典型的清洗液体积为100微升，废液槽与过渡槽之间通过一条流道连通，过渡槽的设计有效地防止了在振荡模式下废液槽中的液体与第一通道发生接触；
电机继续旋转，反应检测槽中的液体都将经过第一通道和过渡槽而进入废液槽中；
清洗阶段：
加入一定量的清洗液，启动电机旋转，典型转速为1500转/分钟，清洗液进入反应检测槽，清洗液的体积大于反应检测槽的体积，典型的清洗液体积为50微升；
撤掉磁场，启动振荡模式(盘片在电机驱动下正转-反转-正转)，让混合清洗效果达到最佳；
再次加入磁场，在反应检测槽中吸住磁珠；
加入一定量的清洗液启动电机旋转，典型转速为1500转/分钟，清洗液进入反应检测槽，清洗液的总体积大于反应检测槽的体积(检测槽中的液面的旋转半径小于第一通道的最小旋转半径)，第一通道联通，清洗液经过第一通道和过渡槽，最终进入废液槽中；
重复上述清洗方式1到2次，确保清洗效果满足要求；
检测阶段：
加入一定量的底物启动电机旋转，典型转速为1500转/分钟，底物进入反应检测槽，底物的体积小于反应检测槽的体积，典型的底物体积为50微升；
撤掉磁场，启动振荡模式，让磁珠与底物充分混合，在反应检测槽中进行发光光强检测。

Claims (10)

1.一种基于微流控技术的化学发光免疫盘片，所述基于微流控技术的化学发光免疫盘片包括加样口、试剂口及检测槽；其特征在于：所述基于微流控技术的化学发光免疫盘片进一步包括：
过渡槽；与所述检测槽相比，所述过渡槽更加远离所述盘片的旋转中心；
第一通道，所述第一通道的一端连通所述检测槽的远离所述旋转中心的端部，另一端连通所述过渡槽，中间为弯折部；所述第一通道的最小旋转半径小于所述检测槽的最大旋转半径；
废液槽；与所述过渡槽相比，所述废液槽更加远离所述盘片的旋转中心；所述过渡槽与所述废液槽连通。
2.根据权利要求1所述的基于微流控技术的化学发光免疫盘片，其特征在于：所述第一通道的最小旋转半径小于所述检测槽的最小旋转半径。
3.根据权利要求1所述的基于微流控技术的化学发光免疫盘片，其特征在于：所述基于微流控技术的化学发光免疫盘片进一步包括：
排气口，所述排气口通过第二通道连通所述过渡槽和/或废液槽。
4.根据权利要求3所述的基于微流控技术的化学发光免疫盘片，其特征在于：所述排气口的旋转半径小于所述检测槽的最小旋转半径。
5.根据权利要求1所述的基于微流控技术的化学发光免疫盘片，其特征在于：所述过渡槽的最小旋转半径大于所述检测槽的最大旋转半径。
6.根据权利要求1所述的基于微流控技术的化学发光免疫盘片，其特征在于：所述试剂口进一步包括：磁珠抗体加入口、酶标抗体加入口和清洗液加入口。
7.根据权利要求1所述的基于微流控技术的化学发光免疫盘片，其特征在于：所述第一通道内壁具有疏水层。
8.根据权利要求1-7任一所述的基于微流控技术的化学发光免疫盘片的工作方法，所述工作方法为：
孵育阶段：通过加样口和试剂口向检测槽内加入样本、磁珠抗体，并孵育；检测槽内液面的旋转半径大于第一通道的最小旋转半径；
排废阶段：利用磁场吸住检测槽内的磁珠；
通过所述试剂口加入清洗液，在盘片的旋转中，检测槽内的液面的旋转半径小于所述第一通道的最小旋转半径；检测槽内的液体通过第一通道、过渡槽进入废液槽；
清洗阶段：通过所述试剂口加入清洗液，清洗所述磁珠。
9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于：所述清洗阶段进一步包括以下步骤：
(A1)通过所述试剂口加入清洗液，在盘片的旋转中，检测槽内的液面旋转半径大于所述第一通道的最小旋转半径；
(A2)撤去磁场，加强磁珠与清洗液的混合；
(A3)利用磁场吸住检测槽内的磁珠；
通过所述试剂口加入清洗液，在盘片的旋转中，检测槽内的液面旋转半径小于所述第一通道的最小旋转半径；检测槽内的液体通过第一通道、过渡槽进入废液槽。
10.根据权利要求8或9所述的工作方法，其特征在于：在孵育阶段和/或清洗阶段，通过盘片的正转-反转-正转，提高检测槽内磁珠和液体的混合效果。
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