CN109212201A - 一种用于血清中乙肝病毒五项检测的离心式微流控芯片 - Google Patents
一种用于血清中乙肝病毒五项检测的离心式微流控芯片 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于血清中乙肝病毒五项检测的离心式微流控芯片，属于微流控芯片技术领域。该芯片为圆盘状，每个圆盘芯片包括样本检测单元、芯片固定孔；其中，样本检测单元由检测池、洗涤液储液池1、酶标试剂池、洗涤液储液池2、底物A液池、底物液B池，终止液池、废液池、气孔、气道、进样孔和进样通道构成；芯片通过液囊预存反应试剂和洗涤液，检测池内预先固定反应所需抗体或抗原；待测样品进入进样孔后，在检测池中反应，然后通过分级离心分别使预存反应试剂的液囊破裂，试剂依次进入检测池反应，最后通过显色进行检测分析。本发明具有进样便捷、样品消耗少、检测时间短等优点。
Description
技术领域
本发明涉及微流控芯片技术领域，提供了一种用于血清中乙肝病毒五项检测的离心式微流控芯片。
背景技术
乙型病毒性肝炎（Viral Hepatitis B）是由乙型肝炎病毒（Hepatitis B Virus,HBV）引起的、以肝脏为靶器官、并可引起多种器官损害的传染病。乙肝是一种严重危害人们身体健康的传染病，能够通过母婴传播、血液传播和性传播等。据WHO报告，全世界有2.4亿人慢性感染乙型肝炎，同时每年有超过68.6万人死于乙型肝炎并发症，包括肝硬化和肝癌。中国是世界公认的乙肝大国，约有3000万例慢性乙肝患者，每年约有35万人因慢性乙肝丧命。因此，开发出一款快速、便携、成本低的乙肝检测装置具有重大的意义。
乙肝病毒的诊断主要有两类：一类是血清特异性抗原抗体（ELISA）检测；另一类是乙肝病毒基因（HBV-DNA）检测。目前临床上最先进的乙肝病毒DNA检测方法是实时荧光定量PCR法，但是此方法技术要求较高，目前只有少数大型医院有条件使用，无法获得推广。此外，常见的方法还有胶体金法和普通的ELISA法，胶体金法虽然检测速度快，灵敏度不高；而普通的ELISA法虽然灵敏度高，却需要花费较长的时间。因此开发出一种快速、准确、操作方便的用于乙肝病毒五项检测的仪器成为国内外研究的重点。
微流控芯片又称芯片实验室，是在芯片上对化学和生物样品进行操作和检测的一项新兴技术。微流控芯片将样品的制备、反应、分离和检测等操作都集成到一块很小的芯片上，通过对芯片上微通道内流体的控制，自动完成分析过程。与传统的生化反应操作相比，由于微流控芯片具备进样量少、集成度高、易实现自动化控制和高通量分析的特点，微流控芯片具有更加方便、快速和成本低廉等优点。因此，本发明将乙肝病毒的免疫检测与微流控芯片技术相结合拥有更大的优势，不仅能够使样品检测时间显著缩短、试剂和仪器成本大幅降低，还使得乙肝的现场即时检测成为可能。
发明内容
本发明的目的是提供一种可用于血清中乙肝病毒五项检测的离心式微流控芯片，能够实现乙肝五项的检测。检测时，待测样品首先通过进样孔由进样通道进入检测池，样品与检测池内提前固定的抗体或抗原反应，通过离心使反应完成的样品废液进入废液池；其次通过离心力对流体进行操控，第一洗涤液储液池中的液囊破裂，洗涤液进入检测池洗去残留的样品，并进入废液池；改变转速，酶标试剂池中的酶标试剂液囊破裂，酶标试剂随后进入检测池反应；通过离心使检测池中反应结束的酶标试剂进入废液池，同时第二洗涤液储液池中液囊破裂，洗涤液进入检测池洗去未反应的酶标试剂残留物，并进入废液池；通过离心驱动使底物A、B液池中的液囊破裂，底物液A、B进入检测池显色；通过离心使终止液池中的液囊破裂，终止液进入检测池终止反应；最后，通过对检测池中液体的吸光度分析，实现乙肝病毒简便、快速的检测。
本发明提供了一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，该芯片为圆盘状，每个圆盘芯片包括样本检测单元A、B、C、D、E和芯片固定孔O；其中，样本检测单元由检测池、第一洗涤液储液池、酶标试剂池、第二洗涤液储液池、底物A液池、底物B液池，终止液池、废液池、气孔、气道、进样孔和进样通道构成；所述芯片中检测池通过废液通道与废液池相连，第一洗涤液储液池通过第一洗涤液通道与检测池相连，酶标试剂池通过酶标试剂通道与检测池相连，第二洗涤液储液池通过第二洗涤液通道与检测池相连，底物A液池和底物B液池通过底物液通道与检测池相连，终止液池通过终止液通道与检测池相连，气孔通过气道与废液池相连。
本发明提供了一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，所述的微流控芯片可以由玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等材料加工而成，各层材料可以是相同的，也可以是上述不同材料的组合。
本发明提供了一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，所述的芯片固定孔，其作用是固定芯片，保证芯片在离心过程中结合牢固不发生偏移。
本发明提供了一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，所述的第一洗涤液储液池、第二洗涤液储液池、酶标试剂池、底物A、B液池和终止液池，内部存储有液囊，各试剂池的体积大于液囊体积，能够保证完全容纳液囊；所述的液囊分别密封存储有洗涤液、酶标试剂溶液、底物液A、B和终止液，液囊可以是各种形状，液囊的材料可以是有机高分子薄膜、铝箔等。
本发明提供了一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，所述的液囊具有在不同转速下破裂的特点，第一洗涤液液囊、酶标试剂液囊、第二洗涤液液囊、底物A、B液液囊和终止液液囊分别在特定离心速度下破裂，所述离心速度的范围为500~5000r/min。
本发明提供了一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，所述的微流控芯片具有5个检测单元，能够实现乙肝病毒五项的检测，其中包括乙肝表面抗原、乙肝表面抗体、e抗原、e抗体和核心抗体这五项；所述的5个检测单元的检测池分别提前固定有检测乙肝五项所需的抗原或抗体，固定方式可以是物理吸附、化学交联、微珠固定等。
本发明提供了一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，所述的废液池体积大于整个反应体系中的试剂总体积，保证反应和检测过程中试剂不与外界接触，避免感染。
附图说明
图1为本发明所提供的一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片示意图，包含检测乙肝五项的样品检测单元A、B、C、D、E和芯片固定孔O。
图2为本发明的所提供的一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片中的样品检测单元A示意图；
图中标号：1、固相载体，2、酶标试剂液囊，3、第一洗涤液液囊，4、底物A液液囊，
5、底物B液液囊，6、终止液液囊，7、第二洗涤液液囊，8、底物B液池，9、终止液池，10、底物A液池，11、终止液通道，12、底物液通道，13、第二洗涤液储液池，14、酶标试剂池，15、第二洗涤液通道，16、第一洗涤液储液池，17、气孔，18、酶标试剂通道，19、气道，20、第一洗涤液通道，21、进样孔，22、检测池，23、进样通道，24、废液池，25、废液通道。
图3中a、b、c、d、e、f、g为本发明所提供的离心式微流控芯片的液体操作过程示意图。
图4为本发明所提供的离心式微流控芯片实物图。
图5、图6、图7、图8和图9分别为乙肝病毒检测五项中的乙肝表面抗原、乙肝表面抗体、乙肝e抗原、乙肝e抗体和乙肝核心抗体在芯片中以不同的浓度多次重复试验所得出的浓度-吸光度的线性关系以及相关系数。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
图1是一种离心式乙肝病毒免疫检测的微流控芯片示意图，包括5个样品检测单元A、B、C、D和E。图2是微流控芯片的样品检测单元A，由检测池22、第一洗涤液储液池16、酶标试剂池14、第二洗涤液储液池13、底物A液池10、底物B液池8、终止液池9、废液池24、气孔17、气道19、进样孔21和进样通道23构成，各试剂池内预先存有相应的试剂液囊。
使用时，最佳实施例的具体步骤如下
步骤一：取出所述的离心式微流控芯片，如图3a，样品分别加入5个检测单元的进样孔21中，通过进样通道23进入检测池22，结合图3b，将芯片放入相应的离心设备中，待样品与检测池中预先固定的抗体或抗原反应10min；
步骤二：在离心速度1000r/min离心30s，反应结束的样品废液进入废液池24，同时第一洗涤液储液池16中的第一洗涤液液囊3破裂，洗涤液进入检测池22清洗，并直接进入废液池24，如图3c；
步骤三：在离心速度1200r/min离心5s，酶标试剂池14中的酶标试剂液囊2破裂，改变转速至430 r/min离心40s，酶标试剂进入检测池22反应，如图3d，反应10~15min；
步骤四：在离心速度1400r/min离心30s，反应结束的酶标试剂进入废液池24，同时第二洗涤液储液池13中的第二洗涤液囊7破裂，洗涤液进入检测池22清洗，并直接进入废液池24，结合图3e；
步骤五：在离心速度1600r/min离心5s，底物A液池10和底物B液池8中的底物A液液囊4、底物B液液囊5破裂，改变转速至580r/min离心40s，底物液A、B进入检测池22，如图3f，反应5~10min，充分显色；
步骤六：在离心速度1800r/min离心5s，终止液池9中的终止液液囊6破裂，改变转速至680r/min离心40s，终止液进入检测池22，如图3g终止反应；
步骤七：通过对5个检测池的吸光度进行检测分析。
Claims (8)
1.本发明提供了一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，其特征在于：该芯片为圆盘状，每个圆盘芯片包括样本检测单元A、B、C、D、E和芯片固定孔O；其中，单个样本检测单元由检测池、第一洗涤液储液池、酶标试剂池、第二洗涤液储液池、底物A液池、底物B液池、终止液池、废液池、气孔、气道、进样孔和进样通道构成；所述芯片中检测池通过废液通道与废液池相连，第一洗涤液储液池通过第一洗涤液通道与检测池相连，酶标试剂池通过酶标试剂通道与检测池相连，第二洗涤液储液池通过第二洗涤液通道与检测池相连，底物A液池和底物B液池通过底物液通道与检测池相连，终止液池通过终止液通道与检测池相连，气孔通过气道与废液池相连。
2.按照权利要求1所述的一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，其特征在于：所述的微流控芯片可以由玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等材料加工而成，各层材料可以是相同的，也可以是上述不同材料的组合。
3.按照权利要求1所述的一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，其特征在于：所述的芯片固定孔，其作用是固定芯片，保证芯片在离心过程中结合牢固不发生偏移。
4.按照权利要求1所述的一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，其特征在于：所述的第一洗涤液储液池、第二洗涤液储液池、酶标试剂池、底物A、B液池和终止液池，内部存储有液囊，各试剂池的体积大于液囊体积，能够保证完全容纳液囊；所述的液囊分别密封存储有洗涤液、酶标试剂溶液、底物液A、B和终止液，液囊可以是各种形状，液囊的材料可以是有机高分子薄膜、铝箔等。
5.按照权利要求1所述的一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，所述的液囊具有在不同转速下破裂的特点，第一洗涤液液囊、酶标试剂液囊、第二洗涤液液囊、底物A、B液液囊和终止液液囊分别在特定离心速度下破裂，所述离心速度的范围为500~5000 r/min。
6.按照权利要求1所述的一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，其特征在于：所述的微流控芯片具有5个检测单元，能够实现乙肝病毒五项的检测，其中包括乙肝表面抗原、乙肝表面抗体、e抗原、e抗体和核心抗体这五项；所述的5个检测单元的检测池分别提前固定有检测乙肝五项所需的抗原或抗体，固定方式可以是物理吸附、化学交联、微珠固定等。
7.按照权利要求1所述的一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，其特征在于：所述的废液池体积大于整个反应体系中的试剂总体积，保证反应和检测过程中试剂不与外界接触，避免感染。
8.按照权利要求1所述的一种离心式乙肝病毒五项检测的微流控芯片，其特征在于：检测时，首先将待测样品加入检测单元的进样孔中，由进样通道进入检测池，样品与检测池中提前固定的抗体或抗原充分反应，通过离心使反应完成的样品废液进入废液池；其次通过离心力对流体进行控制，第一洗涤液储液池中的第一洗涤液液囊破裂，洗涤液进入检测池洗去残留的样品，并直接进入废液池；然后通过离心使酶标试剂液囊破裂，酶标试剂进入检测池，待反应10~15min，离心使未反应的酶标试剂进入废液池，同时第二洗涤液储液池中的第二洗涤液液囊破裂，洗涤液进入检测池清洗，并直接进入废液池；通过离心使底物A、B液液囊同时破裂，底物液进入检测池显色，待反应5~10min；通过离心使终止液液囊破裂，终止液进入检测池终止反应；最后，对5个检测池通过吸光度进行检测分析，即可得到乙肝五项的检测结果。
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