CN107213863A - 多重膜滤过反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多重膜滤过反应装置，包括外管、内管、标记物膜和固相膜，所述内管套接在外管内并与该外管定位，所述标记物膜固定安装在内管的底部，所述外管的下部设有气液导出通道，所述固相膜固定安装在外管上并且介于标记物膜和气液导出通道之间，所述标记物膜上具有用于过滤的第一孔隙，并且标记物膜上还具有标记物，所述固相膜上具有用于过滤的第二孔隙，所述固相膜上还具有与目标物对应的配体分子，以克服现有即时检测方法对全血等含颗粒成分样品检测时颗粒物分离与检测相互影响的问题。

Description

多重膜滤过反应装置

技术领域

本发明属于生化检测领域，具体是涉及一种核酸分子、病原微生物、血液细胞或免疫分子的分离、检测装置。

背景技术

在生物样品中目标物检测过程中，多涉及被检测目标物与非分析物之间的分离及其他处理过程，使目标物独立、完整的显现，并展示其状况。因此这些被检测目标物与非分析物之间的分离及其他处理过程在检测过程中显得非常重要，尽最大可能消除非分析物对目标物检测的干扰。能否彻底分离，能否充分保留目标物，还有操作上是否便捷，直接关系到方法的可靠性和检测结果的准确性。

POCT，即时检验(point-of-care testing)，是在采样现场即刻进行分析，省去标本在实验室检验时的复杂处理程序，快速得到检验结果的一类新方法。现有的POCT检测技术主要包括以胶体金和荧光物质为标记物的硝酸纤维素膜(NC膜)固相侧向免疫层析技术和以醋酸纤维素膜为固相、胶体金为标记物的斑点免疫渗滤技术。

固相侧向免疫层析技术通常通过玻璃纤维阻拦及抗红细胞抗体的联合使用，用于全血样品检测，简便是其突出的特点，然而由于NC膜、玻璃纤维膜、底板与胶材料变异大、固相工艺不能分离已固相与未固相，以及检测过程无洗涤等缺陷，产品质量可控性差，使得此类产品灵敏度低，不精密度高，重复性差，定量准确性不足；只能用于对高危人群的初筛，不能用作疾病诊断的常规工具。

斑点免疫渗滤技术是在醋酸纤维素膜上特定位置点样固定有特定抗体(抗原)，将此固相膜与其下的吸水材料纤维固定在一塑料盒中。检测时，先点上样品，反应一定时间后，再滴入胶体金标记物，形成固相-样品待测定物-胶体金复合物，呈现有色反应物，从而实现对目标物的定性检测，未反应的成分通过醋酸纤维素间隙在吸水材料的毛细管力作用下吸至吸水材料中。此方法分析能力与侧向免疫层析分析相当。其固相过程是粗放型被动吸附作用，固相的量不确定，未被吸附的固相成分在后续检测时会带走待测物，影响检测灵敏度，膜只能结合固相成分而不能作为胶体金标记物吸附载体而形成一体结构。由于膜致密透光性差，发光分析时会阻碍光线传播，吸光分析难于比色，只能用扫描或目测法进行定性或半定量检测。由于未反应物是有限分离的，效率不高，亦不彻底，故灵敏度低，不能滤过分离红细胞等成分，因而不能用于测定全血。

因此，研究适合POCT检测的样品中的颗粒物分离与检测互不影响的方法十分必要。

发明内容

本发明旨在提供一种多重膜滤过反应装置，该装置易于自动化操作，使得含有颗粒物的样品中的目标物在反应检测过程中，颗粒与分子态目标物互不影响，用于即时检测或其他分离需要，并满足高灵敏度、高准确性和重复性等要求，以克服现有即时检测方法对全血等含颗粒成分样品检测之不足。

具体方案如下：

本发明提供的一种多重膜滤过反应装置，包括外管、内管、标记物膜和固相膜，所述内管套接在外管内并与该外管定位，所述标记物膜固定安装在内管的底部，所述外管的下部设有气液导出通道，所述固相膜固定安装在外管上并且介于标记物膜和气液导出通道之间，所述标记物膜上具有用于过滤的第一孔隙，并且标记物膜上还具有标记物，所述固相膜上具有用于过滤的的第二孔隙，所述固相膜上还具有与目标物对应的配体分子。

优选的，所述外管包括上外管和下外管，所述下外管包括位于下外管上部的第一腔壁、位于中部的固相膜区以及位于下部的气液导出通道，所述上外管包括位于第二腔壁和第三腔壁，所述第三腔壁的外壁的上部贴合在第二腔壁的内壁的下部上，所述第二腔壁的底面与第一腔壁的顶面相抵，所述第三腔壁的外壁与第一腔壁的内壁紧密贴合。

优选的，所述固相膜区上设有用于承载固相膜的网格状的第一支架，所述第三腔壁的底部延伸至固相膜区内与该第一支架的顶面相抵，以将位于第一支架上的固相膜压在该第一支架上。

优选的，所述上外管和下外管分别一体注塑成型。

优选的，所述内管包括上内管和下内管，所述下内管包括第四腔壁以及位于第四腔壁底部的标记物膜区，所述上内管包括压盖和第五腔壁，所述第五腔壁的外壁紧贴在第四腔壁的内壁上，所述压盖的一端与第五腔壁相连接，另第一端延伸至外管的顶部，并且压盖的底面与外管的顶面相抵，使得内管和外管之间形成气密结构。

优选的，所述标记物膜区内设有网格状的第二支架，所述第五腔壁的底部延伸至标记物膜区内与该第二支架的顶面相抵，以将位于第二支架上的标记物膜压在该第二支架上。

优选的，所述上内管和下内管分别一体注塑成型。

优选的，所述标记物膜上的标记物以包埋的方式固定在标记物膜上。

优选的，所述固相膜上的配体分子以分子力固相结合在固相膜的第二孔隙内。

本发明提供的多重膜滤过反应装置与现有技术相比较具有以下有益效果：

1、本发明提供的多重膜滤过反应装置的内管和外管之间通过纯物理结构组合，避免了其他化学成分对反应物的干扰，增加检测的精度。而内管和外管都采用梯形一体化上下压盖式叠加结构，增加了内管和外管之间的气密性，保证气压驱动下的滤过过程顺利进行，使检测反应能够顺利实现。

2、本发明提供的多重膜滤过反应装置的标记物膜以及固相膜的支架都为网格状支架，以形成点状压膜结构，最大限度减少了在分离、反应和检测过程中膜的死空间，最大限度使膜上成份发挥其功能。

附图说明

图1示出了多重膜滤过反应装置的立体图。

图2示出了多重膜滤过反应装置的剖面示意图。

图3示出了外管的剖面示意图。

图4示出了内管的剖面示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1和图2所示，本发明提供的一种多重膜滤过反应装置，包括外管10、内管20、标记物膜30和固相膜40，所述内管20套接在外管10内并与该外管10定位，所述标记物膜30固定安装在内管20的底部，所述外管10的下部设有气液导出通道12，所述固相膜40固定安装在外管10上并且介于标记物膜30和气液导出通道12之间，所述标记物膜30上具有用于过滤的第一孔隙(图中未示出)，并且标记物膜上还具有标记物(图中未示出)，所述固相膜上具有用于过滤的的第二孔隙(图中未示出)，所述固相膜上还具有与目标物对应的配体分子(图中未示出)。其中标记物膜由微孔材料制成，标记物以喷涂、填埋等方式固定在标记物膜上，被测液经过标记物膜时，标记物膜上的标记物与被测液中的目标物结合进行结合反应和标记，并且被标记物标记过的目标物能够穿过标记物膜30上的第一孔隙流到固相膜上；固相膜同也由微孔材料制成，配体分子以喷涂、分子力固相结合等方式固定在固相膜上，当被标记物标记过的目标物经过固相膜时，固相膜上的配体分子与待测物反应形成固相-目标物分子-标记物反应链，反应够产生的固相-目标物分子-标记物反应链留着固相膜上，而未反应的废液则通过第二孔隙从气液导出通道中排出，完成滤过反应。

参考图2和图3，作为外管的优选方案，所述外管10包括上外管100和下外管110，所述下外管包括位于下外管上部的第一腔壁112、位于中部的固相膜区114以及位于下部的气液导出通道12，所述上外管包括位于第二腔壁102和第三腔壁104，所述第三腔壁104的外壁的上部贴合在第二腔壁102的内壁的下部上，所述第二腔壁102的底面与第一腔壁112的顶面相抵，所述第三腔壁104的外壁与第一腔壁112的内壁紧密贴合，优选的，所述固相膜区114上设有用于承载固相膜的网格状的第一支架116，所述第三腔壁104的底部延伸至固相膜区114内与该第一支架116的顶面相抵，以将位于第一支架上的固相膜压在该第一支架116上。其中上外管的第二腔壁102和下外管的第一腔壁112紧密贴合，增加了上外管和下外管之间的气密性，而第三腔壁104的底面和第一支架116的顶面相抵以点压的方式将固相膜压在该第一支架116上，上外管和下外管之间通过纯物理的叠加方式来实现外管的气密性，可以减少其他化学成分(例如粘结剂)对反应物的干扰，增加检测的精度。作为一个更优的方案，所述上外管和下外管分别一体注塑成型。

参考图2和图4，作为内管的优选方案，所述内管20包括上内管200和下内管210，所述下内管210包括第四腔壁212以及位于第四腔壁底部的标记物膜区214，所述上内管包括压盖202和第五腔壁204，所述第五腔壁204的外壁紧贴在第四腔壁212的内壁上，所述压盖202的一端与第五腔壁204相连接，另第一端延伸至外管10的顶部，并且压盖202的底面与外管10的顶面相抵，使得内管20和外管10之间形成气密结构。优选的，所述标记物膜区214内设有网格状的第二支架216，所述第五腔壁204的底部延伸至标记物膜区内与该第二支架的顶面相抵，以将位于第二支架上的标记物膜30压在该第二支架上。其中下内管的第四腔壁212和上内管的第五腔壁204紧密贴合，增加了上内管和下内管之间的气密性，而第五腔壁204的底面和第二支架216的顶面相抵以点压的方式将标记物膜固定在该第二支架216上，上内管和下内管之间通过纯物理的叠加方式来实现外管的气密性，可以减少其他化学成分(例如粘结剂)对反应物的干扰，增加检测的精度。作为一个更优的方案，所述上内管和下内管分别一体注塑成型。

其中，所述标记物膜优选由可调节孔径的惰性支撑材料制成，标记物以包埋的方式固定到标记膜上，以干燥的状态固定到标记物膜区内,作为载体和滤过的功能。

所述的固相膜载体为一可调节孔径与厚度的功能性膜型结构,所述固相膜上的配体分子以分子力固相结合在固相膜的第二孔隙内，以干燥状态固定至固相膜区内，作为反应器和滤过非目标物成分的功能。

本发明提供的多重膜滤过反应装置可采用自动控制正压或负压来加速反应进行的可能方式，以增加装置内反应物流动性，使反应物充分接触和完成反应，从而保证反应过程的可控性和检测准确性。以下以负压为例进行说明，参考图1-图4，所述的内管组合结构套入外管组合结构，压实内管上部的压盖，使内管和外管紧密契合，形成气密腔壁，构成集成试剂管。

检测时，将样品加至集成试剂管内管内，标记物膜内的标记物水相溶解，与样品中的待测物在标记物膜内结合反应,完成目标物的标记。多重膜滤过反应装置的下部置于负压腔内，启动真空泵，标记物膜上的样品及反应物在负压作用下下行穿过标记物膜进入固相膜上面区域，与固相膜上固相物进一步反应形成固相-目标物分子-标记物反应链。充分反应后，新的样品液在一定负压力量作用下不断穿过标记物膜下行，新的反应不断形成，使样品液完全参与反应，形成固相-目标物分子-标记物反应链，进一步施加负压，未反应物穿过固相膜下行通过气液导出通道从反应装置排出，完成滤过反应。而正压则将多重膜滤过反应装置的上部与气泵相连，滤过反应在正压的情况下完成，其过程与负压相同，在此不再赘述。

本发明提供的多重膜滤过反应装置内可完成进样、免疫反应、洗涤、发光反应与测定发光/荧光等检测过程，省去了添加试剂标记物、固相物的过程，大大缩短检测时间，并有高灵敏度和良好的精密性和重复性。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多重膜滤过反应装置，其特征在于：包括外管、内管、标记物膜和固相膜，所述内管套接在外管内并与该外管定位，所述标记物膜固定安装在内管的底部，所述外管的下部设有气液导出通道，所述固相膜固定安装在外管上并且介于标记物膜和气液导出通道之间，所述标记物膜上具有用于过滤的第一孔隙，并且标记物膜上还具有标记物，所述固相膜上具有用于过滤的的第二孔隙，所述固相膜上还具有与目标物对应的配体分子。

2.根据权利要求1所述的多重膜滤过反应装置，其特征在于：所述外管包括上外管和下外管，所述下外管包括位于下外管上部的第一腔壁、位于中部的固相膜区以及位于下部的气液导出通道，所述上外管包括位于第二腔壁和第三腔壁，所述第三腔壁的外壁的上部贴合在第二腔壁的内壁的下部上，所述第二腔壁的底面与第一腔壁的顶面相抵，所述第三腔壁的外壁与第一腔壁的内壁紧密贴合。

3.根据权利要求2所述的多重膜滤过反应装置，其特征在于：所述固相膜区上设有用于承载固相膜的网格状的第一支架，所述第三腔壁的底部延伸至固相膜区内与该第一支架的顶面相抵，以将位于第一支架上的固相膜压在该第一支架上。

4.根据权利要求2所述的多重膜滤过反应装置，其特征在于：所述上外管和下外管分别一体注塑成型。

5.根据权利要求1所述的多重膜滤过反应装置，其特征在于：所述内管包括上内管和下内管，所述下内管包括第四腔壁以及位于第四腔壁底部的标记物膜区，所述上内管包括压盖和第五腔壁，所述第五腔壁的外壁紧贴在第四腔壁的内壁上，所述压盖的一端与第五腔壁相连接，另第一端延伸至外管的顶部，并且压盖的底面与外管的顶面相抵，使得内管和外管之间形成气密结构。

6.根据权利要求5所述的多重膜滤过反应装置，其特征在于：所述标记物膜区内设有网格状的第二支架，所述第五腔壁的底部延伸至标记物膜区内与该第二支架的顶面相抵，以将位于第二支架上的标记物膜压在该第二支架上。

7.根据权利要求5所述的多重膜滤过反应装置，其特征在于：所述上内管和下内管分别一体注塑成型。

8.根据权利要求1所述的多重膜滤过反应装置，其特征在于：所述标记物膜上的标记物以包埋的方式固定在标记物膜上。

9.根据权利要求1所述的多重膜滤过反应装置，其特征在于：所述固相膜上的配体分子以分子力固相结合在固相膜的第二孔隙内。