CN111013675A - 微流控盘片及基于免洗微流控技术进行甲状腺功能测定的方法 - Google Patents

微流控盘片及基于免洗微流控技术进行甲状腺功能测定的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微流控盘片及基于免洗微流控技术进行甲状腺功能测定的方法，其中，微流控盘设有进样口、废液槽及多个检测单元，每一检测单元包括分样槽、预装试剂槽及测量池，分样槽、预装试剂槽与测量池顺次连通，分样槽与进样口相连，多个预装试剂槽内封装有不同的预装试剂，测量池与废液槽连通，分样槽的出口与预装试剂槽之间的连接通道内安装有表面张力阀。本发明提供的微流控盘片，包括多个检测单元，每一检测单元包括预装试剂槽，可以根据用途需求在多个预装试剂槽内封装不同的预装试剂，在同一张微流控盘片上即可实现七项甲状腺功能指标的检测，而且可以确保加样量、反应模式、反应时间的完全统一，提高了检测效果的准确性。

Description

微流控盘片及基于免洗微流控技术进行甲状腺功能测定的 方法
技术领域
本发明属于免疫体外诊断技术领域，尤其涉及一种微流控盘片及基于免洗微流控技术进行甲状腺功能测定的方法。
背景技术
微流控技术是利用多相微流体的物理化学特性和尺度效应，在微通道内进行微液滴多相微功能单元的生成、操控、反应、分析和筛选，广泛应用于免疫检测与分子诊断。七项甲状腺功能指标的测定是对甲状腺素(T4)、三碘甲状原氨酸(T3)、促甲状腺激素(TSH)、游离T3、游离T4、抗甲状腺球蛋白抗体(TG抗体)和抗甲状腺过氧化物酶抗体(TPO抗体)的测定。目前，七项甲状腺功能指标的测定多需要多次采样和多次滴加，测试效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种微流控盘片及基于免洗微流控技术进行甲状腺功能测定的方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种微流控盘片，所述微流控盘片设有进样口、废液槽及多个检测单元，每一所述检测单元包括分样槽、预装试剂槽及测量池，所述分样槽、所述预装试剂槽与所述测量池顺次连通，所述分样槽与所述进样口相连，所述测量池与所述废液槽连通，所述分样槽的出口与所述预装试剂槽之间的连接通道内安装有表面张力阀，其中，多个所述预装试剂槽包括第一预装试剂槽、第二预装试剂槽、第三预装试剂槽、第四预装试剂槽、第五预装试剂槽、第六预装试剂槽及第七预装试剂槽，所述第一预装试剂槽内封装有用于测定三碘甲状原氨酸指标的试剂，所述第二预装试剂槽内封装有用于测定促甲状腺激素指标的试剂，所述第三预装试剂槽内封装有用于测定游离T3指标的试剂，所述第四预装试剂槽内封装有用于测定游离T4指标的试剂，所述第五预装试剂槽内封装有用于测定抗甲状腺球蛋白抗体指标的试剂，所述第六预装试剂槽内封装有用于测定抗甲状腺过氧化物酶抗体指标的试剂，所述第七预装试剂槽内封装有用于测定甲状腺素指标的试剂，所述试剂均经过预先冻干。
进一步地，多个所述检测单元的所述分样槽围绕所述微流控盘片中心周向均匀分布。
进一步地，所述分样槽从进口向出口方向横向尺寸逐渐减小。
进一步地，所述进样口经过多组分样流道与多个所述分样槽连通，沿样本的流向位于末端的所述分样流道经多余样本流道与所述废液槽连通，所述多余样本流道内安装有压力平衡阀。
进一步地，所述检测单元还包括反应流道，所述预装试剂槽与所述反应流道的前端相连，所述反应流道的后端与所述测量池连通。
进一步地，所述反应流道呈蛇形，以使所述预装试剂与样本充分混合。
进一步地，所述废液槽为设置在所述微流控盘片外围的环形槽，每一所述检测单元的所述测量池通过废液流道与所述废液槽相连通。
进一步地，所述试剂预先冻干，所述预先冻干采用原位点样冷冻干燥或原位点样加热烘干或Lyo-Beads冻干珠技术。
一种基于免洗微流控技术进行甲状腺功能测定的方法，包括步骤，
步骤S1，将如上所述的微流控盘片放入检测仪器中，从进样口注入样本，使样本分配至各个检测单元的分样槽；
步骤S2，以第一转速、第一加速度操控微流控盘片旋转，开启表面张力阀，所述分样槽内的样本进入预装试剂槽中浸润预装试剂，进入反应状态；
步骤S2，以第一转速、第一加速度操控微流控盘片旋转，开启表面张力阀，所述分样槽内的样本进入预装试剂槽中浸润预装试剂，进入反应状态；
步骤S3，从所述进样口依次加压加入第一底物液和第二底物液，以第二转速、第二加速度操控微流控盘片旋转，将样本、第一底物液和第二底物液从所述预装试剂槽传送至测量池中；
步骤S4，开启检测模块，通过所述测量池的窗口进行检测。
进一步地，步骤S1包括，通过自动加样装置向所述进样口注入样本，多余的样本经多余样本流道进入废液槽。
本发明提供的微流控盘片，包括多个检测单元，每一检测单元包括预装试剂槽，可以根据用途需求在多个预装试剂槽内封装不同的预装试剂，在同一张微流控盘片上即可实现七项甲状腺功能指标的检测，而且可以确保加样量、反应模式、反应时间的完全统一，提高了检测效果的准确性。相比于传统的甲状腺功能检测方法，一方面减小了所需样本的数量，另一方面，提高了检测效率。
附图说明
图1是本发明一种微流控盘片的整体结构示意图；
图2是本发明一种微流控盘片中检测单元的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1，进一步说明本发明一种微流控盘片的具体实施方式。本发明一种微流控盘片不限于以下实施例的描述。
如图1所示，一种微流控盘片12包括进样口1、多个检测单元、多余样本流道4、压力平衡阀5及废液槽11。其中，各检测单元结构可以相同，每一检测单元包括分样槽3、表面张力阀6、预装试剂槽7、反应流道8、测量池9及废液流道10。
进样口1位于微流控盘片12的某一半径的中部，其通过分样流道2与分样槽3的前端入口相连。样本从进样口1流入分样流道2，分别汇入多个检测单元中的分样槽3内，借助分样槽3实现对样本的定量分样。分样槽3从前端入口向后端出口横向尺寸逐渐减小，分样槽3平行于微流控盘片12盘面的截面呈等腰梯形状。
分样槽3的底部出口与预装试剂槽7连通，在分样槽3与预装试剂槽7之间的连接通道内安装有表面张力阀6，当需要进行反应时，开启表面张力阀6，样本从分样槽3流入预装试剂槽7。
预装试剂槽7与反应流道8的前端相连，反应流道8的后端与测量池9连通。预装试剂槽7内用于封装预装试剂，多个检测单元可以根据检测需要进行不同试剂的封装。其中，多个预装试剂槽7包括第一预装试剂槽、第二预装试剂槽、第三预装试剂槽、第四预装试剂槽、第五预装试剂槽、第六预装试剂槽及第七预装试剂槽，第一预装试剂槽内封装有用于测定三碘甲状原氨酸指标的试剂，第二预装试剂槽内封装有用于测定促甲状腺激素指标的试剂，第三预装试剂槽内封装有用于测定游离T3指标的试剂，第四预装试剂槽内封装有用于测定游离T4指标的试剂，第五预装试剂槽内封装有用于测定抗甲状腺球蛋白抗体指标的试剂，第六预装试剂槽内封装有用于测定抗甲状腺过氧化物酶抗体指标的试剂，第七预装试剂槽内封装有用于测定甲状腺素指标的试剂，试剂均经过预先冻干且采用免洗均相发光技术。预先冻干可以采用原位点样冷冻干燥或原位点样加热烘干或Lyo-Beads冻干珠技术中的任一种，对此，本发明实施例不做具体限定。
反应流道8呈蛇形，样本与预装试剂槽7混合形成的反应液沿反应流道8流动过程中充分混合，然后流入测量池9，借助测量池9处的窗口进行检测。
测量池9的底部通过废液流道10与废液槽11连通，废液槽11位于微流控盘片12的外围并呈环形，多个检测单元围绕微流控盘片12的中心周向设置，每一个检测单元的测量池9均与废液槽11相连，以便进行冲洗时将测量池9内的反应液冲入废液槽11。
进样口1经过多组分样流道2及分样槽3与多余样本流道4连通，多余样本流道4经过压力平衡阀5与废液槽11连通。当需要向各分样槽3内通入样本时，开启压力平衡阀5，样本均匀分配至各分样槽3后多余的样本沿多余样本流道4流入废液槽11。通过压力平衡阀5的调压，确保各分样槽3内均匀分得样本，样本分配过程中，表面张力阀6处于关闭状态。多组分样流道2位于微流控盘片12的内圈，呈环状分布。
具体地，微流控盘片12上可以安装有7-15个检测单元，每个检测单元的分样槽3相比于预装试剂槽7更靠近微流控盘片12的中心。
本发明提供的微流控盘片12，包括多个检测单元，每一检测单元包括预装试剂槽7，可以根据用途需求在多个预装试剂槽7内封装不同的预装试剂，实现不同项目的组合，结构简单；借助该微流控盘片12能同时满足免疫检测和分子检测的需求，功能多样。
使用该微流控盘片12进行检测时：
(1)将微流控盘片12放入检测仪器中，开启自动加样装置及压力平衡阀5，由进样口1持续注入样本，样本均匀分配至各个检测单元的分样槽3中，多余样本经多余样本流道4进入废液槽11。其中，微流控盘片12放置在检测仪器后，自动加样装置的泵阀开启，通过加样针将样本注入进样口1。
(2)以第一转速、第一加速度操控微流控盘片12旋转，表面张力阀6开启，分样槽3中的样本经管路进入预装试剂槽7中，浸润预装试剂，进入反应状态。微流控盘片12安装在离心加热盘上，离心加热盘与机械传动机构相连，通过运动控制器控制机械传动机构的运动，从而控制微流控盘片12的旋转速度及运动加速度。
(3)微流控盘片12以第一转速、第一加速度旋转一定时间后，待样本充分浸润预装试剂后，从进样口1依次加压加入第一底物液和第二底物液，以第一转速和第二转速操控微流控盘片旋转，将样本、第一底物液和第二底物液从预装试剂槽7传送至测量池9中；
(4)检测模块开启，通过测量池9窗口进行检测。
具体地，微流控盘片在使用时，先撕开外包装，取出微流控盘片并放置在配套的检测仪卡槽内，检测仪自动识别微流控盘片的二维码并读取标准曲线信息，然后从进样口1注入样本，使样本分配分样槽3中，以第一转速、第一加速度旋转一定时间后，待样本充分浸润预装试剂后，保持一定的温度和时间进行温育反应，然后从进样口1加入第一底物液和第二底物液，在加入第二底物液后采取3秒发光值，将其带入预制标准曲线进行计算，即可一次性同时获得样本的甲状腺功能七项指标测量值。
微流控盘片在制备时，向第一预装试剂槽内置入：预先冻干的HRP标记TSH捕获抗体1和吖啶衍生物标记的TSH检测抗体2；向第二预装试剂槽内置入：预先冻干的HRP标记T3-BSA竞争配体3和吖啶衍生物标记的T3检测抗体4(含T3阻断剂)；向第三预装试剂槽内置入：预先冻干的HRP标记T4-BSA竞争配体5和吖啶衍生物标记的T4检测抗体6(含T4阻断剂)；向第四预装试剂槽内置入：预先冻干的HRP标记T3-BSA竞争配体3和吖啶衍生物标记的FT3检测抗体7；向第五预装试剂槽内置入：预先冻干的HRP标记T4-BSA竞争配体5和吖啶衍生物标记的FT4检测抗体8；向第六预装试剂槽内置入：预先冻干的HRP标记TG捕获抗原9和吖啶衍生物标记的TG检测抗原10；向第七预装试剂槽内置入：预先冻干的HRP标记TPO捕获抗原9和吖啶衍生物标记的TPO检测抗原10。这些预装试剂槽7内的试剂采用免洗均相发光技术，将酶促发光(如HRP等)和直接发光(如吖啶衍生物等)进行结合形成一种新型的发光技术，从而可以实现免洗涤。其中，预先冻干可以采用原位点样冷冻干燥或原位点样加热烘干或Lyo-Beads冻干珠技术任一种。
七项甲状腺功能检测指标中，促甲状腺素(TSH)采用双抗体夹心法原理，抗甲状腺球蛋白抗体(TG-Ab)和抗甲状腺过氧化物酶抗体(TPO-Ab)均采用双抗原夹心法原理，甲状腺素(T4)、三碘甲状原氨酸(T3)、游离甲状腺素(FT4)和游离三碘甲状原氨酸(FT3)均采用竞争法反应原理，本发明提供的微流控盘片，在同一张微流控盘片上即可实现七项甲状腺功能指标的检测，而且可以确保加样量、反应模式、反应时间的完全统一，提高了检测效果的准确性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微流控盘片，其特征在于：所述微流控盘片设有进样口、废液槽及多个检测单元，每一所述检测单元包括分样槽、预装试剂槽及测量池，所述分样槽、所述预装试剂槽与所述测量池顺次连通，所述分样槽与所述进样口相连，所述测量池与所述废液槽连通，所述分样槽的出口与所述预装试剂槽之间的连接通道内安装有表面张力阀，其中，多个所述预装试剂槽包括第一预装试剂槽、第二预装试剂槽、第三预装试剂槽、第四预装试剂槽、第五预装试剂槽、第六预装试剂槽及第七预装试剂槽，所述第一预装试剂槽内封装有用于测定三碘甲状原氨酸指标的试剂，所述第二预装试剂槽内封装有用于测定促甲状腺激素指标的试剂，所述第三预装试剂槽内封装有用于测定游离T3指标的试剂，所述第四预装试剂槽内封装有用于测定游离T4指标的试剂，所述第五预装试剂槽内封装有用于测定抗甲状腺球蛋白抗体指标的试剂，所述第六预装试剂槽内封装有用于测定抗甲状腺过氧化物酶抗体指标的试剂，所述第七预装试剂槽内封装有用于测定甲状腺素指标的试剂，所述试剂均经过预先冻干且采用免洗均相发光技术。
2.根据权利要求1所述的微流控盘片，其特征在于：多个所述检测单元的所述分样槽围绕所述微流控盘片中心周向均匀分布。
3.根据权利要求1所述的微流控盘片，其特征在于：所述分样槽从进口向出口方向横向尺寸逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的微流控盘片，其特征在于：所述进样口经过多组分样流道与多个所述分样槽连通，沿样本的流向位于末端的所述分样流道经多余样本流道与所述废液槽连通，所述多余样本流道内安装有压力平衡阀。
5.根据权利要求1所述的微流控盘片，其特征在于：所述检测单元还包括反应流道，所述预装试剂槽与所述反应流道的前端相连，所述反应流道的后端与所述测量池连通。
6.根据权利要求5所述的微流控盘片，其特征在于：所述反应流道呈蛇形，以使所述预装试剂与样本充分混合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的微流控盘片，其特征在于：所述废液槽为设置在所述微流控盘片外围的环形槽，每一所述检测单元的所述测量池通过废液流道与所述废液槽相连通。
8.根据权利要求1所述的微流控盘片，其特征在于：所述试剂预先冻干，所述预先冻干采用原位点样冷冻干燥或原位点样加热烘干或Lyo-Beads冻干珠技术。
9.一种基于免洗微流控技术进行甲状腺功能测定的方法，其特征在于：包括步骤，
步骤S1，将如权利要求1-8任一项所述的微流控盘片放入检测仪器中，从进样口注入样本，使样本分配至各个检测单元的分样槽；
步骤S2，以第一转速、第一加速度操控微流控盘片旋转，开启表面张力阀，所述分样槽内的样本进入预装试剂槽中浸润预装试剂，进入反应状态；
步骤S3，从所述进样口依次加压加入第一底物液和第二底物液，以第二转速、第二加速度操控微流控盘片旋转，将样本、第一底物液和第二底物液从所述预装试剂槽传送至测量池中；
步骤S4，开启检测模块，通过所述测量池的窗口进行检测。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤S1包括，通过自动加样装置向所述进样口注入样本，多余的样本经多余样本流道进入废液槽。
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