CN112198128A - 用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置及其检测方法 - Google Patents

用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，包括酶标板和设置于酶标板上的至少一个微流控芯片，所述微流控芯片的检测区与酶标板的检测孔位以垂直向一一对应的方式设置；可多个指标联合起来同时进行检测，并且一个指标一次可以检测两个副孔以减小误差，样本和试剂用量小，检测快速；此微流控芯片配合常规的酶标仪和酶标板就可以完成信号读取，操作简单，可大幅度减少样本的消耗，并且高效、快速、易于操作、设备要求低，常规检测时无需特殊的流体泵来提供动力，易于推广。

Description

用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测设备，具体涉及一种用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置及其检测方法。
背景技术
急性胰腺炎是多种病因导致胰酶在胰腺内被激活后引起胰腺组织自身消化、水肿、出血甚至坏死的炎症反应。急性胰腺的症状从具有显著腹痛到严重的体液流失、代谢失衡、低血压、败血症和死亡，死亡率在不同的系列中为6％～ 23％。在急性胰腺炎中，胆结石仍然是最常见的病因，流行病学趋势表明其发病率在上升。而急性胰腺炎的外科治疗可分为急性胆源性胰腺炎的外科治疗和急性胰腺炎并发症的外科治疗。内镜下逆行胰胆管造影术已经成为公认的胰胆管疾病诊断金标准，也是胰胆管疾病微创治疗的首选方式。急性胆源性胰腺炎，在早期行内镜逆行性胰胆管造影术(ERCP)治疗检查可明确并去除病因，使病情迅速缓解并可减少复发，改善总体预后。因此，对于胆源性胰腺炎的尽早鉴别对于急性胰腺炎患者的治疗十分重要。生化检测也是诊断胰腺炎的常用手段之一，通过淀粉酶，脂肪酶，碱性磷酸酶，谷草转氨酶的联合检测可以较好的预测胆源性胰腺炎。
而由于CT和核磁共振呈像技术的进步，单纯的诊断性的ERCP已经很少应用，通过影像学可以对胰腺炎进行诊断。但是在医疗资源的有限的地区这些大型医学影像设备的普及较为不足，在这种情况下通过生化指标的检测来预测胆源性胰腺炎就十分有必要，并且在有影像检测条件的医院也可以通过生化检测来辅助胆源性胰腺炎的诊断。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置及其检测方法，可多个指标联合起来同时进行检测，并且一个指标一次可以检测两个副孔以减小误差，样本和试剂用量小，检测快速；此微流控芯片配合常规的酶标仪和酶标板就可以完成信号读取，操作简单，常规检测时无需特殊的流体泵来提供动力，易于推广。
本发明的可用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，包括酶标板和设置于酶标板上的至少一个微流控芯片，所述微流控芯片的检测区与酶标板的检测孔位以垂直向一一对应的方式设置；
进一步，所述微流控芯片上设置有进液通道、与进液通道连通的混合通道、与混合通道连通的检测区以及与检测区连通的泄压孔；
进一步，所述微流控芯片底面设置有密封层底层，所述进液通道垂直贯穿微流控芯片依次与位于微流控芯片与密封层底层之间的混合通道和检测区连通，所述泄压孔垂直贯穿微流控芯片与检测区连通，检测液从进液通道流经混合通道至检测区并在泄压孔的作用下充满检测区；
进一步，所述检测区为并排设置的3个；
进一步，所述密封层底层为载玻片；
进一步，所述微流控芯片为聚二甲基硅氧烷材料，所述酶标板为可拆卸酶标板；
进一步，所述酶标板为多孔酶标板，在多孔酶标板上设置有一个以上的用于放置微流控芯片的芯片区域，每个芯片区域周向均布有酶标板的检测孔；
进一步，所述进液通道可设置两个进液口。
本发明还公开一种用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：将检测液用加样枪从微流控芯片的进液通道的进液口注入，检测液从进液通道流经混合通道后在泄压孔的作用下充满检测区域，用酶标仪分别读取400-415nm处的吸光度值和580nm的吸光度值，将吸光度值通过标准曲线定量所检测酶的活性；
进一步，所述检测液由血淀粉酶检测试剂和碱性磷酸酶检测检测试剂分别与血清样本混合形成。
本发明的有益效果是：本发明公开的用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置及其检测方法，可多个指标联合起来同时进行检测，并且一个指标一次可以检测两个副孔以减小误差，样本和试剂用量小，检测快速；此微流控芯片配合常规的酶标仪和酶标板就可以完成信号读取，操作简单，可大幅度减少样本的消耗，并且高效、快速、易于操作、设备要求低，常规检测时无需特殊的流体泵来提供动力，易于推广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的微流控芯片立面结构示意图；
图2为本发明的微流控芯片平面结构示意图；
图3为本发明的微流控芯片剖面结构示意图；
图4为本发明的结构示意图；
图5为本发明检测碱性磷酸酶标准曲线与商用试剂盒标准曲线对比；
图6是本发明检测临床样本碱性磷酸酶结果与临床数据对比；
图7是本发明淀粉酶检测淀粉浓度标准曲线。
具体实施方式
本实施例的可用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，包括酶标板2 和设置于酶标板2上的至少一个微流控芯片1，所述微流控芯片1的检测区11与酶标板2的检测孔位21以垂直向一一对应的方式设置；流控芯片与酶标条同时放置在酶标板2的板架上，流控芯片的一个检测区11对应酶标板2的一个检测孔位21 放置在检测孔位21上，与酶标条一起进行检测。检测孔位21也是酶标条22的安装孔位。微流控芯片1用于实现试剂混合、检测液均分、生化反应和光学检测过程，微流控芯片1检测区11域与酶标板2上的检测孔位21相对应，酶标仪光路可以顺利通过检测区11域完成光学检测。通过微流控芯片1配合常规的酶标仪和酶标板2就可以完成信号读取，操作简单，常规检测时无需特殊的流体泵来提供动力。微流控芯片1可以设置多个，通过酶标仪可一次同时完成多个指标的重复检测。例如，检测过程中可以将两块微流控芯片1同时放入酶标板2中，在检测时设置两个波长就可以同时完成两个样本的检测。
本实施例中，所述微流控芯片1上设置有进液通道12、与进液通道12连通的混合通道13、与混合通道13连通的检测区11以及与检测区11连通的泄压孔14；混合通道13用于将进液通道12入口所加入的样本和试剂混合均匀，检测区11用于装载混合液体并提供反应空间或装载最终检测液并提供检测区11域，泄压孔 14用于平衡压力，保证检测区11装载的溶液体积一致。
本实施例中，所述微流控芯片1底面设置有密封层底层15，所述进液通道12 垂直贯穿微流控芯片1依次与位于微流控芯片1与密封层底层15之间的混合通道 13和检测区11连通，所述泄压孔14垂直贯穿微流控芯片1与检测区11连通，检测液从进液通道12流经混合通道13至检测区11并在泄压孔14的作用下充满检测区 11；所述密封层底层15优选为载玻片；进液通道12穿透微流控芯片1的上下表面，由于微流控芯片1底面设置有密封层底层15，因此进液通道12与密封底层之间形成连通通道，检测液通过进液通道12的进液口进入，然后流经混合通道13进入检测区11，并在泄压孔14的作用下充满检测区11。
本实施例中，所述检测区11为并排设置的3个；优选设置3个，三个区域可同时检测三个不同的指标，在一次加样和检测后可同时得到一个样本的三组结果。并且一个指标一次可以检测两个副孔以减小误差，样本和试剂用量小，检测快速。
本实施例中，所述微流控芯片1为聚二甲基硅氧烷材料，所述酶标板2为可拆卸酶标板2；操作简单，易于实施。
本实施例中，所述酶标板2为多孔酶标板2，在多孔酶标板2上设置有一个以上的用于放置微流控芯片1的芯片区域，每个芯片区域周向均布有酶标板2的检测孔；本发明的酶标板2是对酶标架和酶标条22的统称，酶标板2是由96孔的酶标条22可拆卸标准酶标板2简单改造制成，将酶标板2的中间部分去除，给微流控芯片1提供面积一致放置的区域，酶标板2中酶标条22的剩余部分安装于酶标板2中做限位功能，使微流控芯片1能固定于酶标板2上。所述微流控芯片1检测区11域与酶标板2上的检测孔位21在垂直向(孔向)相对应，酶标仪光路可以顺利通过检测区11域完成光学检测。
本实施例中，所述进液通道12可设置两个进液口。可根据实际需要设置进液口，所有进液口均与进液通道12连通。
本发明还公开一种用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：将检测液用加样枪从微流控芯片1的进液通道 12的进液口注入，检测液从进液通道12流经混合通道13后在泄压孔14的作用下充满检测区11域，用酶标仪分别读取400-415nm处的吸光度值和580nm的吸光度值，将吸光度值通过标准曲线定量所检测酶的活性；所述检测液由血淀粉酶检测试剂和碱性磷酸酶检测检测试剂分别与血清样本混合形成。方法简单，易于操作。可直接通过酶标仪测量吸光度，对淀粉酶和碱性磷酸酶进行定量检测。通过微流控芯片1检测可大幅度减少样本的消耗，并且高效、快速、易于操作、设备要求低。
实施例1：
使用本发明的可用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，同时检测临床样本中的碱性磷酸酶和血清淀粉酶：
具体实施过程如下：步骤一，在500微升的塑料离心管中分别加入4，8， 16，24，32和40微升的0.5mM对硝基苯酚溶液，并用pH＝9.9的0.1M碳酸盐缓冲液补充至100微升，混合均匀后用移液枪吸取50微升从微流控芯片1进液口缓缓注入芯片内，直到三个检测区11域被充满，将微流控芯片1放置到酶标板2中，用酶标仪读取405nm处吸光度值，绘制标准曲线；步骤二，在500微升的塑料离心管中加入80微升pH＝9.9的0.1M碳酸盐缓冲液，10微升0.1M的 PNPP和10微升血清样品，混合均匀后37℃下反应10分钟，加入100微升3N 氢氧化钠溶液终止反应，混合均匀后用移液枪吸取50微升从微流控芯片1进液口缓缓注入微流控芯片1内，直到三个检测区11域被充满，将微流控芯片1 放置到酶标板2中，用酶标仪读取405nm处吸光度值，带入标准曲线中得出碱性磷酸酶检测结果。
在500微升的塑料离心管中分别加入0，0.5，1.5，3，5和8微升20g/L 的可溶性淀粉，并用20uM/L的氯化钠溶液补充至90微升，加入10ul蒸馏水，再加入15微升碘液对淀粉进行染色，混合均匀后用移液枪吸取50微升从微流控芯片1进液口缓缓注入微流控芯片1内，直到三个检测区11域被充满，将微流控芯片1放置到酶标板2中，用酶标仪读取580nm处吸光度值，绘制标准曲线；步骤二，在500微升的塑料离心管中加入80微升20uM/L的氯化钠溶液，10微升20g/L的可溶性淀粉和10微升血清样本，混合均匀后在37℃反应10 分钟，加入15微升碘液混合均匀后用移液枪吸取50微升从微流控芯片1进液口缓缓注入芯片内，直到三个检测区11域被充满，将微流控芯片1放置到酶标板2中，用酶标仪读取580nm处吸光度值，带入标准曲线中得出碱性磷酸酶检测结果。
检测过程中可以将两块芯片同时放入改造的酶标板2中，在检测时设置两个波长就可以同时完成两个样本的检测。
实施例2：
使用本发明的可用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置作为混合、反应和检测工具检测临床样本中的碱性磷酸酶。
具体实施过程如下：步骤一，在加工芯片时需要将进液口11的两侧开孔都打通，给样本和反应液各提供一个入口；步骤二，每80微升pH＝9.9的0.1M 碳酸盐缓冲液和10微升0.1M的PNPP作为一个反应试剂单位，可以用于一个样本检测，按照样本数量准备相应单位的反应试剂并且提供一定的余量；步骤三，利用微量注射泵将反应液和样本分别接到两个进液口，并且按照9：1的进样速率向微流控芯片1内加样，直到三个检测区11被充满；步骤四，将微流控芯片 1放到酶标板2上后放入酶标仪，利用酶标仪的控温功能，37℃反应10min后，直接405nm处吸光度，根据不加3N氢氧化钠的标准曲线来得到样本中碱性磷酸酶的活性。此实施例可以结合外部动力装置利用所述微流控芯片1进行一定程度自动化检测。
与商用ALP检测试剂盒所作标准曲线相比，由芯片读出数据所作的标准曲线R2＝0.99948更接近于1，并且具有更大的检测范围，如图5。
与临床实验室检测结果相比，临床实验室使用的ALP检测试剂盒在 [100-750]U/L范围内所允许误差为±10％，大多数本系统芯片检测ALP结果相对临床结果的误差在15％以内，低于Han Liqiao等人对19个临床检验系统的外部质量评估(EQA)中，各系统与参考结果在-26.36％至19.49％的相对偏差，如图6。
通过该装置可以读出(0-1.4g/L)不同浓度的淀粉的吸光度结果，并以此制作拟合度良好的标准曲线，可以通过淀粉酶对淀粉的水解速度来测量其活性，如图7。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，其特征在于：包括酶标板和设置于酶标板上的至少一个微流控芯片，所述微流控芯片的检测区与酶标板的检测孔位以垂直向一一对应的方式设置。
2.根据权利要求1所述的用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，其特征在于：所述微流控芯片上设置有进液通道、与进液通道连通的混合通道、与混合通道连通的检测区以及与检测区连通的泄压孔。
3.根据权利要求2所述的用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，其特征在于：所述微流控芯片底面设置有密封层底层，所述进液通道垂直贯穿微流控芯片依次与位于微流控芯片与密封层底层之间的混合通道和检测区连通，所述泄压孔垂直贯穿微流控芯片与检测区连通，检测液从进液通道流经混合通道至检测区并在泄压孔的作用下充满检测区。
4.根据权利要求3所述的用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，其特征在于：所述检测区为并排设置的3个。
5.根据权利要求3所述的用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，其特征在于：所述密封层底层为载玻片。
6.根据权利要求1所述的用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，其特征在于：所述微流控芯片为聚二甲基硅氧烷材料，所述酶标板为可拆卸酶标板。
7.根据权利要求6所述的用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，其特征在于：所述酶标板为多孔酶标板，在多孔酶标板上设置有一个以上的用于放置微流控芯片的芯片区域，每个芯片区域周向均布有酶标板的检测孔。
8.根据权利要求2所述的用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置，其特征在于：所述进液通道可设置两个进液口。
9.根据权利要求1所述的用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：将检测液用加样枪从微流控芯片的进液通道的进液口注入，检测液从进液通道流经混合通道后在泄压孔的作用下充满检测区域，用酶标仪分别读取400-415nm处的吸光度值和580nm的吸光度值，将吸光度值通过标准曲线定量所检测酶的活性。
10.根据权利9所述的用于血淀粉酶和碱性磷酸酶的多酶联检装置的检测方法，其特征在于：所述检测液由血淀粉酶检测试剂和碱性磷酸酶检测检测试剂分别与血清样本混合形成。
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