CN108562736A - 基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置及方法，该装置包括微孔阵列芯片和智能移动设备拍照装置，微孔阵列芯片一侧面上有微孔阵列，每个孔内共价固定有抗体；所述智能移动设备拍照装置包括平板光源、遮光盒、智能移动设备。本发明还提供了一种基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测方法。本发明结合微芯片技术和智能移动设备各自的优势，可广泛应用在生物医药、临床诊断、食品安全和环境检测等领域。该方法检测具有所需样品量少，成本低，检测方式简单，便携等特点，因而是一种现场及时检测手段，适合推广应用。

Description

基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置及方法
技术领域
本发明属于免疫检测分析技术领域，涉及基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置及方法。
背景技术
酶联免疫检测是生物分析经典技术，临床上广泛用于各种疾病标记物、抗体抗原的检测，在商品化的多孔板内进行免疫反应，用酶标仪检测信号，以常用的96孔板为例，推荐的耗样量至少50μL，酶标仪较为昂贵，体积较大，该套检测适合在实验室进行，成本较高，不便进行样品的现场即时检测。
现场即时检测技术是利用小型或微型装置，在疾病发生的现场或病人身边快速检测，具有成本低，速度快，易普及的特点，近年来成为分析领域研究的热点之一。微芯片由塑料、纸等为材质，成本低，且易刻蚀成各种形状的孔或通道，形成液流体系，完成样品的处理和检测过程，具有便携化和易集成处理的优势，是多孔板很有价值的替代产品；智能移动设备如智能手机，平板电脑，普及化程度高，获取的图像清晰程度高，可联网，数据可在各种移动端有线或无线传输，能够实现数据的共享和远程分析，可实现图片转换为数值的快速处理。
因此，以微孔阵列芯片为免疫反应平台，以智能移动设备为检测装置的联合检测技术，具有低成本、便携化的突出优势，具有很好的现场即时免疫检测应用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置及方法，用于抗原的现场即时检测。该技术结合微芯片技术和智能移动设备各自的优势，可广泛应用在生物医药、临床诊断、食品安全和环境检测等领域。该方法检测所需样品量少(仅需不多于4μL的样品)，成本低(每片检测板的成本低于一角钱)，检测方式简单，便携等特点，因而是一种现场及时检测手段。
其具体技术方案为：
基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置，包括微孔阵列芯片和智能移动设备拍照装置，微孔阵列芯片一侧面上有微孔阵列，每个孔内共价固定有抗体；所述智能移动设备拍照装置包括平板光源、遮光盒、智能移动设备。
进一步，所述微孔阵列芯片的材质为环烯烃共聚物。
进一步，所述微孔阵列芯片的每个微孔仅容纳不多于4μL的溶液。
所述微孔阵列芯片的孔内由紫外光化学改性法将丙烯酸单体接枝在孔内表面，形成羧基官能团，再由EDC/NHS两种试剂活化羧基，最后固定蛋白。孔内表面也可通过该法接枝其它丙烯类单体，形成其它的官能团，如氨基，磺酸基。
进一步，所述微孔阵列芯片制作方法，包括微孔的加工，孔表面的亲水改性和活化，蛋白的固定。
进一步，所述遮光盒罩在平板光源上，形成拍照装置，智能移动设备拍照，图像传输至计算机，由计算机处理图像，输出数据；所述平板光源是以LED灯为光源，罩有白色不透明透光的塑料平板的光源，如房屋平板灯，无影底灯，照胶底灯；遮光盒可以任意不透光盒代替，如纸盒，塑料盒，金属盒，形成遮光装置。
进一步，所述智能移动设备为任意可拍摄清晰图像的手机和平板电脑，推荐相机像素为不少于1200万，屏幕分辨率为不少于1920×1080。
基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测方法，包括以下步骤：
(1)显色：依据双抗体夹心免疫法检测抗原，由免疫复合物上结合的辣根过氧化物酶催化底物(如TMB，DAB)显色。
(2)结果记录：微孔阵列芯片放置于拍照装置的平板光源上，由遮光盒屏蔽外界光源干扰，智能移动设备的相机透过遮光盒小孔拍照，对显色反应所得结果进行记录。
(3)数据处理：图像传输至计算机，由图像处理软件如ImageJ，photoshop，将微孔呈现的颜色转为灰度，读取灰度值，进行分析和数据输出。
(4)结果分析：通过分析灰度值与浓度间的关系，制作校正曲线，计算检测限。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明结合微芯片技术和智能移动设备各自的优势，可广泛应用在生物医药、临床诊断、食品安全和环境检测等领域。该方法具有检测所需样品量少(仅需不多于4μL的样品)，成本低(每片检测板的成本低于一角钱)，检测方式简单，便携等特点，因而是一种现场及时检测手段，适合推广应用。
附图说明
图1为实施例1所示该方法所述的微孔阵列芯片实物图。
图2为实施例2智能智能移动设备拍照装置的搭建示意图。
图3为实施例3所述利用该方法对HIV p24抗原的检测芯片实物图和实验结果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1：微孔阵列芯片的构建
所述微孔阵列芯片以环烯烃共聚物为材质，通过镜面不锈钢模具热压得到透明的塑料板，接着利用数控CNC加工得到微孔阵列，每个孔最多可容纳4μL的液体。如图1所示，应该说明的是该微孔阵列芯片的孔内表面可通过紫外光化学改性法将丙烯酸单体接枝在孔内表面，形成羧基官能团，再由EDC/NHS两种试剂活化羧基，最后固定抗体；孔内表面也可通过该法接枝其它丙烯类单体，固定其他官能团，如氨基，磺酸基等。
实施例2：智能移动设备拍照装置的搭建
智能移动设备拍照装置包括平板光源1、遮光盒2和智能移动设备3三部分，其中，平板光源为拍照提供均匀，稳定的光；遮光盒2使用时罩在平板光源上，屏蔽外界光线的干扰，其上侧面设计有一个小孔4，恰好可容纳移动设备的相机，获得清晰照片；使用时微孔阵列芯片5放置在平板光源中央，与遮光盒2上方的小孔4正对，智能移动设备3平放在遮光盒2上方，其相机透过小孔4对微芯片拍照；图片传输至计算机，再由软件处理，如图2所示。
实施例3：基于本检测技术的免疫检测结果
以HIV p24抗原为检测对象，利用如上的方法对该抗原进行了检测，得到HIV p24抗原和微孔阵列固定的抗体之间的相互作用，通过显色，如图3(A，B)所示，接着利用软件对所得结果进行了处理，得到信号-浓度曲线图(插图为线性校正图)，如图3(C，D)所示(其中：A和C是缓冲液中的测定结果，B和D：50％人血清中的测定结果)。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置，其特征在于，包括微孔阵列芯片和智能移动设备拍照装置，微孔阵列芯片一侧面上有微孔阵列，每个孔内共价固定有抗体；所述智能移动设备拍照装置包括平板光源、遮光盒、智能移动设备。
2.根据权利要求1所述的基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置，其特征在于，所述微孔阵列芯片的材质为环烯烃共聚物。
3.根据权利要求1所述的基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置，其特征在于，所述微孔阵列芯片的每个微孔仅容纳不多于4μL的溶液。
4.根据权利要求1所述的基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置，其特征在于，所述微孔阵列芯片的孔内由紫外光化学改性法将丙烯酸单体接枝在孔内表面，形成羧基官能团，再由EDC/NHS两种试剂活化羧基，最后固定蛋白质。
5.根据权利要求1所述的基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置，其特征在于，所述微孔阵列芯片制作方法，包括微孔的加工，孔表面的亲水改性和活化，蛋白质的固定。
6.根据权利要求1所述的基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测装置，其特征在于，所述遮光盒罩在平板光源上，形成拍照装置，智能移动设备拍照，图像传输至计算机，由计算机处理图像，输出数据；所述平板光源是以LED灯为光源，罩有白色不透明透光的塑料平板的光源，所述遮光盒为纸盒、塑料盒、金属盒。
7.基于微孔阵列芯片和智能移动设备的免疫检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)显色：依据双抗体夹心免疫法检测抗原，由免疫复合物上结合的辣根过氧化物酶催化底物显色；
(2)结果记录：微孔阵列芯片放置于拍照装置的平板光源上，由遮光盒屏蔽外界光源干扰，智能移动设备的相机透过遮光盒小孔拍照，对显色反应所得结果进行记录；
(3)数据处理：图像传输至计算机，由图像处理软件，将微孔呈现的颜色转为灰度，读取灰度值，进行分析和数据输出；
(4)结果分析：通过分析灰度值与浓度间的关系，制作校正曲线，计算检测限。
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