CN108593944A - 一种液滴芯片免疫分析系统及其分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液滴芯片免疫分析系统，包括：作为基础安装平面的安装平台、承载免疫分析样品的样品承载台、承载免疫分析试剂的试剂承载台、承载液滴阵列式芯片的芯片承载台、在样品承载台、试剂承载台、芯片承载台之间平移的取样针、对芯片进行温度控制的温度控制模块、对芯片中的内容物进行磁珠转移的磁控模块、对芯片中的内容物进行免疫分析的光学检测模块、对光学检测模块进行信号采集的信号采集模块。还涉及一种液滴芯片免疫分析系统的分析方法。本发明集成了免疫分析的全过程，具有操作自动化、分析速度快、测试通量高的优势，属于生物检测的医疗器械技术领域。

Description

一种液滴芯片免疫分析系统及其分析方法

技术领域

本发明涉及用于生物检测的医疗器械，具体涉及一种液滴芯片免疫分析系统及其分析方法。

背景技术

免疫检测利用免疫反应特异性的原理，建立各种检测与分析的技术。典型的免疫分析步骤包括：抗原-抗体反应、游离抗体(抗原)清除、酶促反应和信号检测。免疫检测是生物医学检测中应用最广泛的技术之一，具有灵敏和特异的优势。免疫检测技术的应用范围包括：免疫疾病诊断、动物植物生理活动研究、物种及微生物鉴定、动植物性状的免疫标记、免疫增强药物和疫苗的研究、发病机理研究以及分子生物学研究等。依据检测方法，主流的免疫检测技术科分为酶免疫分析、荧光免疫分析和化学发光免疫分析。

传统的免疫分析大多在试管和多孔板中进行。这类分析大多采用离线式分析，操作复杂、分析周期较长。此外，传统免疫分析方法由于试剂消耗量较大，因而测试成本较高。医用全自动免疫分析仪的出现实现了操作自动化，但是这类仪器由于集成了较多不见因而体积庞大、价格昂贵。大型全自动免疫分析仪虽然分析通量较高，但普遍存在应用灵活性欠佳，不利于应对门诊、急诊和中小型医疗单位的诊断需求。

相比之下，微型化免疫分析系统具有试剂消耗量低、分析快速和操作简便的优势，是对现有操作模式和设备的重大变革。与大型仪器相比较，微型化免疫分析系统价格更低廉，应用更灵活，因此非常适合于门诊、急诊和中小型医疗单位使用。这类仪器的开发是临床检验工作的迫切需要，可以有效地降低检测成本，有助于提高医疗服务质量和更好地满足广大人民群众的就医需求。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种通过全集成方式完成免疫分析的液滴芯片免疫分析系统及其分析方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种液滴芯片免疫分析系统，包括：作为基础安装平面的安装平台、承载免疫分析样品的样品承载台、承载免疫分析试剂的试剂承载台、承载液滴阵列式芯片的芯片承载台、在样品承载台、试剂承载台、芯片承载台之间平移的取样针、对芯片进行温度控制的温度控制模块、对芯片中的内容物进行磁珠转移的磁控模块、对芯片中的内容物进行免疫分析的光学检测模块、对光学检测模块进行信号采集的信号采集模块；样品承载台、试剂承载台、芯片承载台、取样针、温度控制模块、磁控模块、光学检测模块、信号采集模块均集成设置在安装平台上，免疫分析的抗原-抗体反应、游离抗体/抗原清除、酶促反应和信号检测步骤均在该集成的分析系统上进行。

作为一种优选，一种液滴芯片免疫分析系统，还包括空间平移机构、直线平移机构、暗仓；样品承载台、试剂承载台、芯片承载台固定在安装平台上，光学检测模块位于暗仓内，暗仓架设在安装平台上，取样针和磁控模块通过空间平移机构安装在安装平台上；直线平移机构包括承载芯片的滑动平台，滑动平台进入或离开光学检测模块的正下方，温度控制模块安装在滑动平台内。

作为一种优选，样品承载台、芯片承载台、直线平移机构从前往后依次设置，试剂承载台位于芯片承载台的一侧，直线平移机构驱动滑动平台前后平移，光学检测模块位于直线平移机构的后端的正上方；空间平移机构包括一组前后平移机构、一组左右平移机构和两组上下平移机构，两组上下平移机构分别驱动取样针和磁控模块上下平移，左右平移机构同时驱动取样针和磁控模块左右平移，前后平移机构同时驱动取样针和磁控模块前后平移。

作为一种优选，磁控模块包括多根磁钢针和与磁钢针一一对应设置的电磁铁；磁钢针沿着左右方向排列，多根磁钢针在上下平移机构的作用下同步上下平移；前后平移机构、左右平移机构、上下平移机构均为由电机驱动的丝杠滑块机构。

作为一种优选，光学检测模块包括光源、激发光滤光片、二色镜、发射光滤光片、光电传感器，当芯片位于光学检测模块的正下方时，沿着入射光的方向，光源、激发光滤光片、二色镜、芯片依次设置，沿着出射光的方向，芯片、二色镜、发射光滤光片、光电传感器从下往上依次设置；或光学检测模块包括光电倍增管与光子计数器，光电倍增管位于待检测芯片的正上方，光子计数器与光电倍增管相接。

作为一种优选，一种液滴芯片免疫分析系统，还包括平面平移机构、转动升降臂、暗仓；样品承载台和试剂承载台均为回转式结构，安装在安装平台上；芯片承载台通过平面平移机构安装在安装平台上，进入或离开暗仓；转动升降臂安装在安装平台上，带动取样针升降，以及带动取样针在样品承载台、试剂承载台、芯片承载台之间转动；磁控模块设置和温度控制模块设置在平面平移机构范围内；光学检测模块设置在暗仓内。

作为一种优选，样品承载台和试剂承载台位于转动升降臂的左前方和右前方，平面平移机构位于转动升降臂的后方，暗仓位于平面平移机构的左端；平面平移机构包括前后平移机构和左右平移机构，驱动芯片承载台在水平面上平移；转动升降臂包括转动臂和带动转动臂升降的上下平移机构。

作为一种优选，磁控模块为磁柱阵列，固定在安装平面上；温度控制模块为温控板，固定在安装平面上；前后平移机构、左右平移机构均为由电机驱动的丝杠滑块机构。

作为一种优选，光学检测模块包括光学检测器，用于检测芯片液滴中的光学信号，光学检测器将检测信号传入仪器信号采集系统。光学检测器可以是荧光、化学发光、表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)和光密度(optical density，OD)检测器。

一种液滴芯片免疫分析系统的分析方法，样品承载台、试剂承载台、芯片承载台、取样针、温度控制模块、磁控模块、光学检测模块、信号采集模块均集成安装在安装平台上，免疫分析步骤均可在液滴芯片免疫分析系统中完成；取样针抽取样品承载台的免疫分析样品至芯片承载台的芯片上，取样针抽取试剂承载台的免疫分析试剂至芯片承载台的芯片上，磁控模块对芯片中的内容物进行磁珠转移，温度控制模块对芯片中的内容物进行温度控制，光学检测模块对芯片中的内容物进行免疫分析，分析结果由信号采集模块进行采集。

芯片表面具有图形化亲水-疏水分区或承载液体的微结构，允许在芯片上定位形成油包水型液滴。材料优选为玻璃、塑料、聚四氟乙烯和硅胶，芯片面积优选为10～100平方厘米。

本发明的发明机理为，在具有特定微结构如微池、微坑，或具有图形化亲水-疏水分区的开放式芯片表面，加载水相和油相溶液后在表面张力作用下可以形成油包水型微液滴。借助于取样针和芯片的相对三维运动，可以在芯片表面定位定量形成一系列液滴。通过取样针进行的液体转移，以及磁力控制的磁珠转移，完成免疫分析所涉及的一系列分析过程。这种方法以集成化方式实现批量免疫分析。整个分析过程中，样品和试剂被油所覆盖，可以避免蒸发和试样间交叉污染。此外，使用微液滴分析方法，可以降低试剂消耗，减小仪器体积。

本发明的特点是：(1)使用液滴阵列式芯片；(2)在芯片上定量定位形成包含试剂或样品的油包水型液滴；(3)结合微量移液和磁珠操控，以全集成方式完成免疫分析过程；(4)应用灵活，满足单一或多个样品平行分析；(5)相比较传统分析方法，显著降低试剂消耗。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

(1)本发明提供的基于微液滴技术的免疫分析系统在芯片上集成了免疫分析的全过程，具有操作自动化、分析速度快、测试通量高的优势。

(2)该系统应用灵活，满足单一或多个样品平行分析。

(3)本发明提供的基于微液滴技术的免疫分析方法，试剂存储和反应均在油相覆盖液滴中进行，不仅提高反应效率还保持了反应条件的稳定，有效避免了样品之间的交叉污染和因表面吸附造成的反应抑制。

(4)使用液滴反应器降低试剂消耗，有助于节省测试成本。

(5)系统采用微量移液方式实现流体操控，可以消除死体积。

综上所述，本发明提供的液滴芯片免疫分析系统具有体积小、试剂消耗量低和分析速度快的优点，适合于单个样本和批量样品的分析，尤其适合于基层医疗单位和现场快速检测应用。该系统显著降低了该类设备的购买和运行成本，有助于提高医疗服务质量，可以更好地满足广大人民群众的就医需求。

附图说明

图1是实施例一的液滴芯片免疫分析系统的立体图。

图2是图1中光学检测模块的局部放大图。

图3是实施例二的液滴芯片免疫分析系统的立体图。

图4是图3中光学检测模块的局部放大图。

图5是实施例三的液滴芯片免疫分析系统的立体图。

图6是图5中光学检测模块的局部放大图。

图7是实施例四的液滴芯片免疫分析系统的立体图。

图8是图7中光学检测模块的局部放大图。

图9是利用图1分析系统在具有微坑阵列塑料材质芯片上基于免疫荧光检测的尿路感染病原筛查分析流程示意图。

图10是利用图3分析系统在具有微池阵列聚四氟乙烯材质芯片上基于化学发光检测的心脏病标记物分析流程示意图。

图11是利用图5分析系统在具有图形化亲水-疏水区玻璃芯片上促甲状腺激素(thyrotropin，thyroid stimulating hormone，TSH)分析流程示意图。

图12是利用图7分析系统在具有图形化亲水-疏水区玻璃芯片上乙型病毒性肝炎免疫标记物分析流程示意图。

其中，1为样品承载台，2为试剂承载台，3为丝杠，4为电机，5为芯片承载台，6为芯片，7为取样针，8为电磁铁，9为磁钢针，10为暗仓，11为温度控制模块，12为光源，13为激发光滤光片，14为二色镜，15为发射光滤光片，16为光电传感器，17为光电倍增管，18为光子计数器，19为磁柱阵列，20为转动升降臂，21为表面等离子体共振检测器，22为承载光电倍增管的滑轨。

具体实施方式

下面来对本发明做进一步详细的说明。

实施例一

一种液滴芯片免疫分析系统，包括：作为基础安装平面的安装平台、承载免疫分析样品的样品承载台、承载免疫分析试剂的试剂承载台、承载液滴阵列式芯片的芯片承载台、在样品承载台、试剂承载台、芯片承载台之间平移的取样针、对芯片进行温度控制的温度控制模块、对芯片中的内容物进行磁珠转移的磁控模块、对芯片中的内容物进行免疫分析的光学检测模块、对光学检测模块进行信号采集的信号采集模块；样品承载台、试剂承载台、芯片承载台、取样针、温度控制模块、磁控模块、光学检测模块、信号采集模块均集成设置在安装平台上，免疫分析的抗原-抗体反应、游离抗体/抗原清除、酶促反应和信号检测步骤均在该集成的分析系统上进行。

本实施例通过空间平移机构实现取样针和磁控模块相对于样品承载台、试剂承载台、芯片承载台的空间位置平移。通过直线平移机构实现芯片进入或离开暗仓。具体结构如下：

样品承载台、试剂承载台、芯片承载台固定在安装平台上，光学检测模块位于暗仓内，暗仓架设在安装平台上，取样针和磁控模块通过空间平移机构安装在安装平台上；直线平移机构包括承载芯片的滑动平台，滑动平台进入或离开光学检测模块的正下方，温度控制模块安装在滑动平台内。样品承载台、芯片承载台、直线平移机构从前往后依次设置，试剂承载台位于芯片承载台的一侧，直线平移机构驱动滑动平台前后平移，光学检测模块位于直线平移机构的后端的正上方；空间平移机构包括一组前后平移机构、一组左右平移机构和两组上下平移机构，两组上下平移机构分别驱动取样针和磁控模块上下平移，左右平移机构同时驱动取样针和磁控模块左右平移，前后平移机构同时驱动取样针和磁控模块前后平移。磁控模块包括多根磁钢针和与磁钢针一一对应设置的电磁铁；磁钢针沿着左右方向排列，多根磁钢针在上下平移机构的作用下同步上下平移；前后平移机构、左右平移机构、上下平移机构均为由电机驱动的丝杠滑块机构。光学检测模块包括光源(本实施例为蓝光LED灯泡)、激发光滤光片、二色镜、发射光滤光片、光电传感器，当芯片位于光学检测模块的正下方时，沿着入射光的方向，光源、激发光滤光片、二色镜、芯片依次设置，沿着出射光的方向，芯片、二色镜、发射光滤光片、光电传感器从下往上依次设置。

操作方式为：通过前后平移机构和左右平移机构控制取样针和磁控模块的平面位置，通过两套上下平移机构分别控制取样针和磁控模块的升降；取样针完成样品在样品承载台至芯片承载台的芯片转移，完成试剂在试剂承载台至芯片承载台的芯片转移，完成内容物在承载台的芯片至滑动平移机构的芯片转移；磁控模块完成芯片承载台的芯片的磁珠转移，具有磁力的磁钢针可以驱动磁珠在液滴间转移；直线平移机构完成滑动平台进出暗仓；温度控制模块装于滑动平台上。通过施加电流可以控制电磁铁和磁钢针的磁力，具有磁力的磁钢针可以驱动磁珠在液滴间转移。

实施例二

本实施例中，光学检测模块包括光电倍增管与光子计数器，光电倍增管位于待检测芯片的正上方，光子计数器与光电倍增管相接。芯片液滴中的化学发光信号被光电倍增管采集并由光子计数器处理。

本实施例未提及部分同实施例一。

实施例三

一种液滴芯片免疫分析系统，包括：作为基础安装平面的安装平台、承载免疫分析样品的样品承载台、承载免疫分析试剂的试剂承载台、承载液滴阵列式芯片的芯片承载台、在样品承载台、试剂承载台、芯片承载台之间平移的取样针、对芯片进行温度控制的温度控制模块、对芯片中的内容物进行磁珠转移的磁控模块、对芯片中的内容物进行免疫分析的光学检测模块、对光学检测模块进行信号采集的信号采集模块；样品承载台、试剂承载台、芯片承载台、取样针、温度控制模块、磁控模块、光学检测模块、信号采集模块均集成设置在安装平台上，免疫分析的抗原-抗体反应、游离抗体/抗原清除、酶促反应和信号检测步骤均在该集成的分析系统上进行。

本实施例通过转动升降臂实现取样针相对于样品承载台、试剂承载台、芯片承载台的空间位置变化。通过平面平移机构实现芯片承载台与取样针位置适配，实现芯片与磁控模块的适配，实现芯片与温度控制模块的适配，实现芯片进出暗仓。具体结构如下：

样品承载台和试剂承载台均为回转式结构，安装在安装平台上；芯片承载台通过平面平移机构安装在安装平台上，进入或离开暗仓；转动升降臂安装在安装平台上，带动取样针升降，以及带动取样针在样品承载台、试剂承载台、芯片承载台之间转动；磁控模块和温度控制模块设置在平面平移机构范围内；光学检测模块设置在暗仓内。样品承载台和试剂承载台位于转动升降臂的左前方和右前方，平面平移机构位于转动升降臂的后方，暗仓位于平面平移机构的左端；平面平移机构包括前后平移机构和左右平移机构，驱动芯片承载台在水平面上平移；转动升降臂包括转动臂和带动转动臂升降的上下平移机构。磁控模块为磁柱阵列，固定在安装平面上；前后平移机构、左右平移机构均为由电机驱动的丝杠滑块机构。光学检测模块包括光学检测器，光学检测器为表面等离子体共振检测器，位于待检测芯片的下方，光学检测器为信号采集模块提供检测信号。

操作方式为：通过转动升降臂实现取样针的平面位置移动以及升降，配合平面平移机构，实现取样针与芯片承载台上芯片的准确对位，同时平面平移机构使得芯片与磁控模块、温度控制模块适配，使得芯片进出暗仓。光学检测模块安装于暗仓内且位于待检测芯片的正下方。磁控模块为永磁体，配合芯片的运动，可以驱动磁珠在液滴间转移。

实施例四

本实施例中，光学检测模块包括光电倍增管与光子计数器，光电倍增管位于待检测芯片的正上方，光子计数器与光电倍增管相接。

本实施例未提及部分同实施例三。

实施例五

利用实施例一的分析系统在具有微坑阵列塑料材质芯片上基于免疫荧光检测的尿路感染病原筛查分析。

实验使用聚四氟乙烯材质芯片，尺寸为10×10cm。芯片具有一组4×12微坑阵列，每个微坑的体积为50μL。

具体步骤如下：

(1)取样针顺序吸取10μL矿物油，5μL磁珠悬液，重复操作12次，依次加载于芯片第一列的各个微坑。每个液滴中磁珠分别标记针对不同病原的捕获抗体，这些病原分别是大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、变形杆菌、阴沟肠杆菌、鲍曼不动杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、无乳链球菌和白色念珠菌。

(2)取样针顺序吸取20μL矿物油，10μL洗涤液，重复操作12次，依次加载于第二列的各个微坑。

(3)取样针顺序吸取20μL矿物油，10μL洗涤液，重复操作12次，依次加载于第三列的各个微坑。

(4)取样针顺序吸取10μL矿物油，5μL含有异硫氰酸荧光素(FITC)标记检测抗体的溶液，重复操作12次，依次加载于第四列的各个微坑。每个液滴中的检测抗体分别针对不同病原，这些病原分别是大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、变形杆菌、阴沟肠杆菌、鲍曼不动杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、无乳链球菌和白色念珠菌。

(5)取样针顺序吸取10μL矿物油和10μL待检尿液样品。重复操作，依次吸取12个样品，分别加载于第一列的各个微坑，保存5分钟。

(6)驱动12阵列磁钢针插入液滴，施加电流诱导磁钢针磁性，磁珠聚集在磁钢针尖。

(7)驱动磁钢针阵列顺序进入第二列和第三列微坑，各停留1分钟。

(8)驱动磁钢针阵列进入第四列微坑，停留1分钟。

(9)液滴芯片移入暗仓，检测液滴中荧光信号。

实施例六

利用实施例二分析系统在具有微池阵列聚四氟乙烯材质芯片上基于化学发光检测的心脏病标记物分析。

实验使用黑色聚四氟乙烯材质芯片，尺寸为4×2.5cm。芯片具有5组平行五微池串联阵列。微池宽2mm，深4mm。横向1-4微池间串联通道长3mm、宽300微米；横向4-5微池间串联通道长从3mm起，从左至右依次递增2mm。

具体步骤如下：

(1)取样针顺序吸取5μL矿物油，5μL标记捕获抗体磁珠悬液。重复操作5次，依次加载于5个纵向1号的各个微池。五组中每个液滴中磁珠标记的捕获抗体分别针对谷草转氨酶(AST)、肌酸激酶同工酶(MMB)、磷酸肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)和心肌肌钙蛋白(cTn)。

(2)取样针顺序吸取5μL矿物油，10μL洗涤液。重复操作5次，依次加载于5个纵向2号微池。

(3)取样针顺序吸取5μL矿物油，10μL洗涤液。重复操作5次，依次加载于5个纵向3号微池。

(4)取样针顺序吸取5μL矿物油，5μL含有辣根过氧化物酶(HorseradishPeroxidase，HRP)标记检测抗体的溶液，依次加载于5个纵向4号微池。五组中每个液滴中磁珠标记的检测抗体分别针对谷草转氨酶、肌酸激酶同工酶、磷酸肌酸激酶、乳酸脱氢酶和肌钙蛋白。

(5)取样针顺序吸取5μL矿物油，5μL鲁米诺溶液，重复操作5次，依次加载于5个纵向5号微池。

(6)取样针顺序吸取10μL矿物油和5μL血清。重复操作5次，依次加载于5个纵向1号微池，保存5分钟。

(7)将芯片转移至磁铁上方，x轴方向往返拖动芯片1分钟，使磁珠在纵向1号微池中振荡。

(8)驱动芯片在磁铁上方x轴方向运动，拖动磁珠从纵向1号微池进入纵向2号微池中含有洗涤液的液滴，并在该处停留30秒。

(9)驱动芯片在磁铁上方x轴方向运动，使磁珠从纵向2号微池进入纵向3号微池，并在该处停留30秒。

(10)驱动芯片在磁铁上方x轴方向运动，使磁珠从纵向3号微池进入纵向4号微池，在保持5min。

(11)驱动芯片在磁铁上方x轴方向运动，每前行2mm停留30秒。同时光电倍增管在y轴方向运动。由于4-5微池间串联通道长度不同，芯片x轴方向每前行2mm会有一组串联微池的磁珠到达5号微池，此时光电倍增管位于该微池上方。光电倍增管可以记录每个纵向5号微池中的化学发光信号。

实施例七

利用实施例三分析系统在具有图形化亲水-疏水区玻璃芯片上促甲状腺激素(thyrotropin，thyroid stimulating hormone，TSH)分析。

实验使用玻璃材质芯片，尺寸为5×10cm。芯片具有一组4×12亲水点阵，每个亲水点的直径为3mm。芯片亲水区镀有薄层金膜。亲水点周围的疏水区做疏水疏油涂层处理。

具体步骤如下：

(1)取样针顺序吸取5μL矿物油和5μL TSH抗体(Anti-TSH)，重复操作48次，依次加载于亲水点，保留10min。

(2)移除亲水点上的液体，并吸取5μL矿物油和5μL 0.02mol/L pH7.2磷酸盐缓冲液，重复操作48次，加载于亲水点，保留1min。

(3)取样针顺序吸取5μL矿物油，5μL血清样品和，10μL pH7.4磷酸盐缓冲液，重复操作将48份样品加载于亲水点，37度保留3min。

(4)移除亲水点上的液体，并吸取5μL矿物油和5μL 0.02mol/L pH7.2磷酸盐缓冲液，重复操作48次，加载于亲水点，保留1min。

(5)重复步骤4。

(6)液滴芯片移入暗仓，进行各个亲水区的表面等离子体共振光学检测。

实施例八

利用实施例四分析系统在具有图形化亲水-疏水区玻璃芯片上乙型病毒性肝炎免疫标记物分析。

实验使用玻璃材质芯片，尺寸为5×10cm。芯片具有一组5×5亲水点阵，每个亲水点的直径为3mm。芯片亲水区使用线性丙烯酰胺涂层。疏水区做疏水疏油涂层处理。

具体步骤如下：

(1)取样针顺序吸取5μL矿物油，2μL磁珠悬液。重复操作5次，依次加载于第一列的五个亲水点。所用磁珠标记有捕获抗体，五个亲水点内磁珠标记抗体分别是针对①乙肝表面抗原(HBsAg)、②乙肝表面抗体(抗-HBs)、③乙肝e抗原(HBeAg)、④乙肝e抗体(抗-HBe)、⑤乙肝核心抗体(抗-HBc)。

(2)取样针顺序吸取5μL矿物油，5μL洗涤液。重复操作5次，依次加载于第二列的亲水点。

(3)取样针顺序吸取5μL矿物油，5μL洗涤液。重复操作5次，依次加载于第三列的亲水点。

(4)取样针顺序吸取5μL矿物油，5μL辣根过氧化物酶(HRP)标记检测抗体。重复操作5次，依次加载于第四列的亲水点。五个亲水点内检测抗体分别针对①乙肝表面抗原(HBsAg)、②乙肝表面抗体(抗-HBs)、③乙肝e抗原(HBeAg)、④乙肝e抗体(抗-HBe)、⑤乙肝核心抗体(抗-HBc)。

(5)取样针顺序吸取5μL矿物油，5μL鲁米诺/过氧化氢溶液。重复操作5次，依次加载于第四列的亲水点。

(6)取样针顺序吸取3μL矿物油和5μL待检样品。重复操作5次，依次加载于第一列的亲水点，保留5min。

(7)驱动平面平移机构，芯片位置相对于磁柱阵列位置改变，使磁柱阵列对齐第一列亲水区位置，继续移动磁柱阵列，驱动液滴中的磁珠由第一列亲水区进入第二列亲水区，保留10秒。

(8)驱动平面平移机构，芯片位置相对于磁柱阵列位置改变，使磁柱阵列到达第三列亲水区位置，保留10秒。

(9)驱动平面平移机构，芯片位置相对于磁柱阵列位置改变，使磁柱阵列到达第四列亲水区位置，保留3min。

(10)驱动平面平移机构，芯片位置相对于磁柱阵列位置改变，使磁柱阵列到达第五列亲水区位置，保留3min。

(11)液滴芯片移入暗仓，检测液滴中化学发光信号。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液滴芯片免疫分析系统，其特征在于：包括：

-作为基础安装平面的安装平台、

-承载免疫分析样品的样品承载台、

-承载免疫分析试剂的试剂承载台、

-承载液滴阵列式芯片的芯片承载台、

-在样品承载台、试剂承载台、芯片承载台之间平移的取样针、

-对芯片进行温度控制的温度控制模块、

-对芯片中的内容物进行磁珠转移的磁控模块、

-对芯片中的内容物进行免疫分析的光学检测模块、

-对光学检测模块进行信号采集的信号采集模块；

样品承载台、试剂承载台、芯片承载台、取样针、温度控制模块、磁控模块、光学检测模块、信号采集模块均集成设置在安装平台上，免疫分析的抗原-抗体反应、游离抗体/抗原清除、酶促反应和信号检测步骤均在该集成的分析系统上进行。

2.按照权利要求1所述的一种液滴芯片免疫分析系统，其特征在于：还包括空间平移机构、直线平移机构、暗仓；样品承载台、试剂承载台、芯片承载台固定在安装平台上，光学检测模块位于暗仓内，暗仓架设在安装平台上，取样针和磁控模块通过空间平移机构安装在安装平台上；直线平移机构包括承载芯片的滑动平台，滑动平台进入或离开光学检测模块的正下方，温度控制模块安装在滑动平台内。

3.按照权利要求2所述的一种液滴芯片免疫分析系统，其特征在于：样品承载台、芯片承载台、直线平移机构从前往后依次设置，试剂承载台位于芯片承载台的一侧，直线平移机构驱动滑动平台前后平移，光学检测模块位于直线平移机构的后端的正上方；空间平移机构包括一组前后平移机构、一组左右平移机构和两组上下平移机构，两组上下平移机构分别驱动取样针和磁控模块上下平移，左右平移机构同时驱动取样针和磁控模块左右平移，前后平移机构同时驱动取样针和磁控模块前后平移。

4.按照权利要求3所述的一种液滴芯片免疫分析系统，其特征在于：磁控模块包括多根磁钢针和与磁钢针一一对应设置的电磁铁；磁钢针沿着左右方向排列，多根磁钢针在上下平移机构的作用下同步上下平移；前后平移机构、左右平移机构、上下平移机构均为由电机驱动的丝杠滑块机构。

5.按照权利要求2所述的一种液滴芯片免疫分析系统，其特征在于：光学检测模块包括光源、激发光滤光片、二色镜、发射光滤光片、光电传感器，当芯片位于光学检测模块的正下方时，沿着入射光的方向，光源、激发光滤光片、二色镜、芯片依次设置，沿着出射光的方向，芯片、二色镜、发射光滤光片、光电传感器从下往上依次设置；

或光学检测模块包括光电倍增管与光子计数器，光电倍增管位于待检测芯片的正上方，光子计数器与光电倍增管相接。

6.按照权利要求1所述的一种液滴芯片免疫分析系统，其特征在于：还包括平面平移机构、转动升降臂、暗仓；样品承载台和试剂承载台均为回转式结构，安装在安装平台上；芯片承载台通过平面平移机构安装在安装平台上，进入或离开暗仓；转动升降臂安装在安装平台上，带动取样针升降，以及带动取样针在样品承载台、试剂承载台、芯片承载台之间转动；磁控模块设置和温度控制模块设置在平面平移机构范围内；光学检测模块设置在暗仓内。

7.按照权利要求6所述的一种液滴芯片免疫分析系统，其特征在于：样品承载台和试剂承载台位于转动升降臂的左前方和右前方，平面平移机构位于转动升降臂的后方，暗仓位于平面平移机构的左端；平面平移机构包括前后平移机构和左右平移机构，驱动芯片承载台在水平面上平移；转动升降臂包括转动臂和带动转动臂升降的上下平移机构。

8.按照权利要求7所述的一种液滴芯片免疫分析系统，其特征在于：磁控模块为磁柱阵列，固定在安装平面上；温度控制模块为温控板，固定在安装平面上；前后平移机构、左右平移机构均为由电机驱动的丝杠滑块机构。

9.按照权利要求6所述的一种液滴芯片免疫分析系统，其特征在于：光学检测模块包括光学检测器，光学检测器为荧光检测器、化学发光检测器、表面等离子体共振检测器或光密度检测器。

10.按照权利要求1至9中任一项所述的一种液滴芯片免疫分析系统的分析方法，其特征在于：样品承载台、试剂承载台、芯片承载台、取样针、温度控制模块、磁控模块、光学检测模块、信号采集模块均集成安装在安装平台上，免疫分析步骤均可在液滴芯片免疫分析系统中完成；取样针抽取样品承载台的免疫分析样品至芯片承载台的芯片上，取样针抽取试剂承载台的免疫分析试剂至芯片承载台的芯片上，磁控模块对芯片中的内容物进行磁珠转移，温度控制模块对芯片中的内容物进行温度控制，光学检测模块对芯片中的内容物进行免疫分析，分析结果由信号采集模块进行采集。