CN110146477B - 一种浓度梯度校准芯片的制备方法及其校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浓度梯度校准芯片的制备方法，包括如下步骤：取含有反应池的微流体芯片；用荧光纳米材料配制形成混合液，并将该混合液按比例稀释成不同的梯度浓度；将不同梯度浓度的混合液分别点制在各个反应池内；经点制完成的微流体芯片表面上覆膜形成校准芯片；还公开了浓度梯度校准芯片的校准方法，包括：采集一组标准数据和一组待测数据；将标准数据与待测数据作线性拟合，计算两组数据的线性相关系数R2和斜率K值，并判断是否满足线性相关系数R2＞0.95，0.95＜斜率K值＜1.05，以最终完成校准，以达到对仪器荧光信号范围校准且校准准确性较高的目的，同时能够提高校准芯片的制备成品率，降低制备成本。

Description

一种浓度梯度校准芯片的制备方法及其校准方法
技术领域
本发明属于微流控生物芯片校准的技术领域，具体而言，涉及一种浓度梯度校准芯片的制备方法及其校准方法。
背景技术
随着基因扩增反应与分析技术在检测方面的不断成熟，结合微流控生物芯片技术、恒温扩增反应与分析技术和共聚焦扫描检测技术方面研究成果的恒温扩增核酸分析仪在临床诊断中逐渐普及，该仪器实现了细菌感染病原学的快速诊断，解决传统细菌培养检测法存在的缺陷，对于疾病的诊断、防控有着重要意义。作为一款集成光源、光路及信号采集系的精密仪器，对检测的灵敏度要求极高。使用时间延长产生的光源衰减，运输期间的光路漂移，使用过程中的PMT抖动等微小变化，都可能对结果的判读产生影响，因此采用合适的方法对恒温扩增核酸分析仪进行校准是非常必要的。
目前，校准方法主要是采用荧光纳米材料制作的校准芯片或者有机荧光染料制作的校准芯片进行校准。校准芯片的制备采用单一浓度荧光材料，只能对仪器进行单一荧光信号校准，不能对仪器的荧光信号范围进行校准。目前的校准芯片的制备，由于采用单一浓度荧光材料，要求信号点间有很好的一致性，制备难度高，成品率低，导致制备成本高。
因此，亟待开发一款可对仪器荧光信号范围进行校准、制备成本低且成品率高的校准芯片，需保证基于该校准芯片的校验过程操作简单，提升其市场推广能力。
发明内容
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种浓度梯度校准芯片能够实现对仪器荧光信号范围进行校准，同时达到提高校准芯片的制备成品率，降低校准芯片的制备成本；还提供一种浓度梯度校准芯片的校准方法以达到简化校准操作步骤，实现对仪器荧光信号范围进行校准的目的。
本发明所采用的技术方案为：一种浓度梯度校准芯片的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(1)取微流体芯片，该微流体芯片设有n个反应池，且n≥3；
(2)用荧光纳米材料配制形成混合液，并将该混合液按比例稀释成m个不同的梯度浓度，且m≥3；
(3)将不同梯度浓度的混合液分别点制在各个反应池内；
(4)经点制完成的微流体芯片表面上进行覆膜，以形成校准芯片。
进一步地，将n个反应池分成多个组，各组依次排布于微流体芯片上且各组均包括i个反应池，且i＝m。
进一步地，各所述反应池沿同一圆周方向均匀分布于所述微流体芯片的表面上。
进一步地，所述微流体芯片通过塑料材质加工而成，塑料材质包括PVC、PC、PP等。
进一步地，所述校准芯片的荧光信号值范围在0～65535之间。
一种浓度梯度校准芯片的校准方法，该校准方法包括如下步骤：
(a)将校准芯片置于标准分析仪器上进行扫描，并采集一组标准数据；
(b)将步骤(a)中的校准芯片置于待校分析仪器上进行扫描，并采集一组待测数据；
(c)将标准数据与待测数据作线性拟合，计算两组数据的线性相关系数R2和斜率K值，并设定约束要求如下：线性相关系数R2＞0.95，0.95＜斜率K值＜1.05；在校准过程中同时要求相关系数R2和斜率K值，校准的准确性更高；
(d)若线性相关系数R2和斜率K值不满足约束要求时，修正待校分析仪器的荧光采集参数，并返回至步骤(b)；若线性相关系数R2和斜率K值均满足约束要求时，则表明待校分析仪器的荧光采集参数符合要求，完成校准。
进一步地，所述步骤(c)中可通过手动方式或软件方式计算线性相关系数R2和斜率K值。
进一步地，所述(d)中可通过手动方式或软件方式对待校分析仪器的荧光采集参数进行修正。
本发明的有益效果为：
1.采用本发明所提供的浓度梯度校准芯片的制备方法，其通过在微流体芯片设置若干个反应池，并在各个反应池中点制不同浓度梯度的混合液，最后在微流控芯片表面覆膜形成校准芯片，该校准芯片可对分析仪器的不同荧光信号范围进行校准，克服了现有的校准芯片仅能够进行单一荧光信号校准问题，同时，采用浓度梯度校准芯片制备方法，取消了信号点间一致性的要求，提高了校准芯片的制备成品率，也降低校准芯片的制备成本。
2.采用本发明提供的浓度梯度校准芯片的校准方法，在采集标准数据与待测数据之后通过计算两组数据之间的线性相关系数R2和斜率K值以进行校准判断，与现有的校准方法相比，采用浓度梯度校准芯片的校准方法，不仅实现了对仪器的荧光信号范围进行校准，提高了校准的覆盖面；同时，在数据处理方面，要求同时考察相关系数R2和斜率K值，校准更为准确。
附图说明
图1是本发明提供的浓度梯度校准芯片的制备方法中校准芯片的结构示意图；
图2是本发明提供的浓度梯度校准芯片的校准方法运行流程图；
图3是本发明提供的浓度梯度校准芯片的校准方法中线性拟合图(一)；
图4是本发明提供的浓度梯度校准芯片的校准方法中线性拟合图(二)；
附图中标注如下：
微流体芯片-1；反应池-2。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例1
在本实施例中提供了一种浓度梯度校准芯片的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(1)取已加工好24个反应池的微流体芯片，且该微流体芯片通过PVC塑料材质加工而成；
(2)用荧光纳米材料配制形成混合液，并将该混合液按比例稀释成4个不同的梯度浓度；如图1所示，将24个反应池分成6个组，6个组的反应池依次排布于微流体芯片上，每组包括1号反应池～4号反应池，从1号反应池到4号反应池中混合液的浓度梯度呈递增状态，并对应4个梯度浓度；优选的，将各所述反应池沿同一圆周方向均匀分布于所述微流体芯片的表面上。
当然，在该步骤中将24个反应池分成6个组，每组包括4个反应池，仅仅是本实施例的优选方案，根据实际情况也可选择，加工出30个反应池并分成5个组，每组包括6个反应池，6个反应池对应6个梯度浓度，此处不再一一举例说明。
(3)将不同梯度浓度的混合液分别点制在各个反应池内；
(4)经点制完成的微流体芯片表面上进行覆膜，以形成校准芯片，该校准芯片的荧光信号值范围在0～65535之间，可对分析仪器的信号采集范围进行校准，取消了信号点间的一致性要求，降低了制备成本。
实施例2
基于实施例1中所提供的制备方法所形成的校准芯片，在实施例中提供了一种浓度梯度校准芯片的校准方法，如图2所示，该校准方法包括如下步骤：
(a)将校准芯片置于标准分析仪器上进行扫描，并采集一组数据，将该数据称为标准数据；
(b)将步骤(a)中的校准芯片置于待校分析仪器上进行扫描，并采集一组数据，将该数据称为待测数据；
(c)将标准数据与待测数据作线性拟合，计算两组数据的线性相关系数R2和斜率K值，并设定约束要求如下：线性相关系数R2＞0.95，0.95＜斜率K值＜1.05；优选的，可通过手动方式或软件方式计算线性相关系数R2和斜率K值，例如；采用统计函数中的CORREL函数便可计算两组数据的线性相关系数，而手动计算则是运用现有的数学计算方法进行计算即可。
(d)若线性相关系数R2和斜率K值不满足约束要求时，修正待校分析仪器的荧光采集参数，包括对待校分析仪器的PMT修正值及光强值进行修正，并返回至步骤(b)；若线性相关系数R2和斜率K值均满足约束要求时，则表明待校分析仪器的荧光采集参数符合要求，完成校准，优选的，可通过手动方式或软件方式对待校分析仪器的荧光采集参数进行修正。
在本实施例中，提供以下具体数据：
当待校分析仪器的PMT修正值为8的时候，将待校分析仪器扫描校准芯片并采集第一组待测数据，第一组待测数据与标准数据作线性拟合，得到：线性相关系数R2为0.995,斜率K值为0.8859,线性相关系数R2满足要求，斜率K值不满足要求，如图3所示，需对待校分析仪器进行修正荧光采集参数，在本实施例中，选择修正待校分析仪器的PMT修正值；
再次将修正后的待校分析仪器扫描校准芯片并采集第二组待测数据，第一组待测数据与标准数据作线性拟合，重新计算线性相关系数R2和斜率K值；
以此重复，直到PMT修正值为16的时候，计算得到线性相关系数R2为0.9952,斜率K值为1.0168,线性相关系数R2和斜率K值都满足要求，如图4所示，因此，当PMT修正值为16的时候，待校分析仪器的荧光信号与标准分析仪器一致程度最高，实现校准。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种浓度梯度校准芯片的校准方法，其特征在于，该校准方法基于校准芯片，包括如下步骤：
(a)将校准芯片置于标准分析仪器上进行扫描，并采集一组标准数据；
(b)将步骤(a)中的校准芯片置于待校分析仪器上进行扫描，并采集一组待测数据；
(c)将标准数据与待测数据作线性拟合，计算两组数据的线性相关系数R2和斜率K值，并设定约束要求如下：线性相关系数R2＞0.95，0.95＜斜率K值＜1.05；
(d)若线性相关系数R2和斜率K值不满足约束要求时，修正待校分析仪器的荧光采集参数，并返回至步骤(b)；若线性相关系数R2和斜率K值均满足约束要求时，则表明待校分析仪器的荧光采集参数符合要求，完成校准；
所述校准芯片的制备方法包括如下步骤：
(1)取微流体芯片，该微流体芯片设有n个反应池，且n≥3；
(2)用荧光纳米材料配制形成混合液，并将该混合液按比例稀释成m个不同的梯度浓度，且m≥3；
(3)将不同梯度浓度的混合液分别点制在各个反应池内；
(4)经点制完成的微流体芯片表面上进行覆膜，以形成校准芯片；
将n个反应池分成多个组，各组依次排布于微流体芯片上且各组均包括i个反应池，且i＝m；
各所述反应池沿同一圆周方向均匀分布于所述微流体芯片的表面上；
所述微流体芯片通过塑料材质加工而成；
所述校准芯片的荧光信号值范围在0～65535之间；
所述步骤(c)中可通过手动方式或软件方式计算线性相关系数R2和斜率K值；
所述(d)中可通过手动方式或软件方式对待校分析仪器的荧光采集参数进行修正。
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