CN112816706A - 一种数字elisa系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字ELISA系统，包括：自动化加样模块，包括移动平台、可拆卸基板、基底芯片以及可控制压载板；集成光检测模块，包括激发光源、单色器、用于测量荧光并用于拍摄基底芯片的普通图像和荧光图像的检测器和光强信号分析器；以及数字化计算模块，与光强信号分析器通信连接；其中，基底芯片表面设置有微孔阵列和废液槽，微孔具有三维形状，其开口从下往上逐渐变大，且至少一面侧壁为倾斜壁，全部或部分微孔内靠近底部的位置固定有至少一个珠。本发明还提供一种数字ELISA系统的使用方法，包括：采用自动化加样模块进行加样，待加样完成后，采用集成光检测系统进行检测，得到数字化信号，最后将数字化信号带入数字化计算模块，得到蛋白定量结果。

Description

一种数字ELISA系统及其使用方法

技术领域

本发明属于体外分子诊断领域，具体涉及一种数字ELISA系统 及其使用方法。

背景技术

分子生物学是在分子水平(核酸、蛋白质等)上研究分子结构、 功能和生物合成等功能来阐明各种生命本质现象的科学。基于珠材料 的免疫测定方法是蛋白质检测的一项新进展，相比基于平坦2D板免 疫测定具有更高的灵敏度。数字酶联免疫反应(enzymelinked immunosorbent assay，ELISA)是一种蛋白质单分子检测、定量的新 方法，将蛋白质检测技术直接带入到单分子、数字化时代，为飞克级 甚至更低的超低丰度蛋白质检测提供了可能。数字ELISA以磁珠为 固相载体，针对抗体-抗原-酶标复合物进行数字化分隔，利用酶催化 底物反应的生物放大作用，提高抗原抗体免疫学反应检测的灵敏度， 通过计算阳性底物的泊松分布结果可以获得蛋白质分子的绝对浓度。 该技术的关键在于每个固相载体(磁珠)上所进行的酶催化反应是相 互独立的，以此来提高检测灵敏性，完成对单分子检测和定量功能。 数字ELISA具备优秀的蛋白质检测和定量的能力，是目前高灵敏度 的免疫分析技术之一，广泛应用在生命科学、体外诊断、伴随诊断、 血液筛查、药物研发等领域，为疾病早期筛查和预后评估提供了一种 重要途径。精确检测超低丰度蛋白在多种类的肿瘤标志物、癌症分型 等方面，发挥着重要作用，对预判疾病的发生与转归有着重大意义。基于数字式单分子酶联免疫阵列技术的Simoa(Single-molecule Array)是数字ELISA技术中的典型代表，较传统的ELISA检测灵敏 度提高了1000倍以上，是目前用于超灵敏蛋白质检测的金标准工具。 数字ELISA以磁珠为固相载体，检测步骤可分为捕获、封装、成像 三步，磁珠控制系统复杂且设备体积大，磁珠装载效率低，洗涤和装 载过程复合物结构的稳定性受到影响，导致检测灵敏度下降，检测成 像系统笨重且复杂，制约着微小型、便携、自动化操作的数字ELISA 系统的发展，很难满足广泛的应用需求(如：现场快速检测、家庭及时护理(point ofcare test，POCT)等)。数字ELISA中的关键技术包 括三个重要部分：1)珠装载效率；2)复合物结构稳定性；3)自动 化快速检测。三个关键技术影响了数字ELISA向微小型化和便携化 的发展，已有的文献报道在这三个方面均开展了大量的研究探索，主 要包括：Simoa、孔板式数字ELISA、连续流式数字ELISA、快速检 测数字ELISA。

Simoa是目前用于检测超灵敏蛋白质的金标准工具，然而，磁珠 装载率低，有效计数比例低，有限的采样和计数数量，导致靶分子检 测灵敏度下降，限制了检测和发现生物标志物的能力。磁珠在洗涤过 程和进入微孔过程中，免疫复合物结构很容易被破坏，生成和分割稳 定性受到影响。另外，仪器成本超过100,000美元，设备体积大、成 本高，笨重的光学器件和复杂的液体处理仪器影响了该技术的普及使 用。

孔板式数字ELISA通过设计微流控芯片结构提高了磁珠装载效 率，增大了有效计数比例，但是芯片制造工艺和使用设备复杂，无疑 影响了便携化/自动化操作方向的发展；蛋白结合稳定性仍然摆脱不 了磁珠洗涤的方式的影响。

连续流式数字ELISA将所有磁珠包裹进液滴中，磁珠装载效率 大大提高，所有磁珠均可有效计数分析，复合物结构分割稳定性得到 了提高，但是磁珠洗涤的方式仍然影响了蛋白结合的稳定性，生成、 控制和测量数百万个高通量液滴所必需的仪器非常复杂，融合、流道 压力、密封等问题阻碍了高通量液滴的稳定性，微流控芯片外接的管 路及泵压设备阻碍了系统微小型化/便携性。

在检测过程中，数字成像的低帧速率严重影响了检测效率，快速 检测dELISA证明了集成化数字检测技术可作为单分子水平的超灵敏 生物测定的检测手段，可以发挥快速、自动的优势，满足便携性的要 求。

然而飞升液滴体积小，表面张力对液滴分割的影响越大，越难分 割生成，高通量微液滴所消耗的能量也越大，需要深入研究基于表面 张力的微流控技术；荷叶倒模芯片能够制备飞升液滴，说明仿生微结 构对流体流动行为非常重要，就需要透彻分析飞升液滴阵列的制备过 程，研究微纳米尺寸上的固液界面特性，而基于仿荷叶结构原理制备 飞升液滴阵列，是国内外鲜有研究报导的关键技术。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种数字 ELISA系统及其使用方法。

本发明提供了一种数字ELISA系统，具有这样的特征，包括： 自动化加样模块，包括移动平台、设置于移动平台上的可拆卸基板、 设置于可拆卸基板上且表面疏水的基底芯片以及一端接触基底芯片 上表面并与基底芯片之间具有倾斜角和压力的可控制压载板；集成光 检测模块，包括用于提供光源的激发光源、用于将光源分解为单色光 后得到荧光的单色器、用于测量荧光并用于拍摄基底芯片的普通图像 和荧光图像的检测器以及用于对普通图像和荧光图像进行处理分析 以得到数字化信号的光强信号分析器；以及数字化计算模块，与光强 信号分析器通信连接，用于对数字化信号进行处理，从而得到蛋白定 量结果；其中，基底芯片表面设置有由多个微孔组成的微孔阵列以及 设置于微孔阵列旁并在基底芯片边缘处的废液槽，微孔为具有三维形 状的微孔，其开口从下往上逐渐变大，且至少一面侧壁为倾斜壁，全 部或部分微孔内靠近底部的位置固定有至少一个表面具有蛋白吸附 能力的珠，数字化计算模块为数字ELISA计算模型。

在本发明提供的数字ELISA系统中，还可以具有这样的特征： 其中，珠通过在高温环境下部分熔化，从而与基底芯片固定，或者珠 通过外力挤压与与基底芯片固定。

在本发明提供的数字ELISA系统中，还可以具有这样的特征： 其中，可拆卸基板通过美纹胶或电磁力固定在基底芯片以及移动平台 上。

在本发明提供的数字ELISA系统中，还可以具有这样的特征： 其中，自动化加样模块还包括放置于移动平台上且竖直方向开设有长 孔的基座、通过穿过长孔的轴固定的且下方具有开口的固定件以及放 置于固定件顶部边缘处的并用于调整基底芯片与可控制压载板之间 压力的砝码。

在本发明提供的数字ELISA系统中，还可以具有这样的特征： 其中，可控制压载板的一端铰接于固定件的开口处，另一端与接触基 底芯片的上表面，且铰与基底芯片平行。

本发明还提供了一种数字ELISA系统的使用方法，具有这样的 特征，包括如下步骤：配置合适浓度的珠悬浮溶液，而后将珠悬浮溶 液滴到可控制压载板靠近基底芯片的上表面的一端，可控制压载板以 一定力度、速度和角度接触基底芯片上表面，并且移动平台以一定速 度移动，当集成光检测系统观测到微孔内载有珠后，将废液刮至废液 槽，并停止移动平台移动，从而完成样品的加载；步骤2，对基底芯 片进行加热使珠稳定固定于微孔底部位置，得到珠阵列；步骤3，将 需要包被的蛋白溶液滴加载到基底芯片上，根据需要选择是否对珠的 表面进行封闭，得到包被的珠阵列；步骤4，将待测样品溶液加载到 基底芯片上，待自动化加载完成后，在合适条件下孵育，目标蛋白将 会被吸附到珠的表面蛋白上；步骤5，根据需要重复步骤3，而后加 载酶标蛋白溶液，生成免疫复合物结构；步骤6，将底物溶液加载到 基底芯片上，利用集成光检测系统进行检测，得到数字化信号；步骤7，将数字化信号带入数字化计算模块，得到待测样品的蛋白定量结 果。

在本发明提供的数字ELISA系统的使用方法中，还可以具有这 样的特征：其中，步骤1中的基底芯片与移动平台的相对移动为匀速 运动、非匀速运动、旋转运动以及直线运动中的一种或多种的组合。

在本发明提供的数字ELISA系统的使用方法中，还可以具有这 样的特征：其中，步骤6中的底物溶液为四甲基联苯胺。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的数字ELISA系统及其使用方法，首先，基 底芯片的润湿效应给飞升液滴的制备奠定了基础，液滴阵列均匀性 好、密度大、通量高，同时液滴可控性好、稳定性高，可以控制加样 量的体积，提高动态检测范围；其次，珠装载后全部用于探测和分析 目标蛋白质，珠的有效计数率高，有利于提高检测灵敏度；再次，珠 阵列形成后，蛋白以及酶标蛋白等溶液被加载到固相载体表面，逐渐 形成抗原-抗体-酶标复合物，在复合物形成和检测过程中，珠、蛋白、 酶标始终处于液体环境，不存在接触碰撞等外力干扰，蛋白特异性结 合稳定，非特异性结合干扰小，且固相载体相互分割且固定，复合物 结构形成后不再需要珠装载分割过程，避免了相互碰撞和外力的破 坏，提高了稳定性；再次，仅需要简单涂抹即可快速将溶液分配到各 个微孔内，珠修饰、洗涤过程自动化程度高、速度快、效率高，大大 降低人为因素带来的干扰，同时装置原理简单、体积小，集成化/便 携性好；最后，利用集成化检测手段对芯片液滴、珠、荧光强度进行 数字化检测，将信号对控制系统反馈，并提供给数字化计算模型，提 高蛋白质定量精度。

综上，本发明的数字ELISA系统及其使用方法，飞升液滴制备 效率高，珠阵列装载/计数比例高，复合物结构稳定性好，溶液加载 自动化程度高，还能够进行集成化数字检测。

因此，本发明的数字ELISA系统基于微流控液滴阵列技术，结 合固相载体阵列及包被技术，简化集成高通量微液滴式的数字ELISA 基本过程，实现对目标蛋白分子的数字化定量检测。本发明具有基底 芯片结构简单、微液滴生成效率高、固相载体装载/计数比例高、复 合物结构稳定、结果读取快、操作方便的优点。

附图说明

图1是本发明的实施例中数字ELISA系统的示意图；

图2是本发明的实施例中基底芯片和复合物结构示意图；

图3(a)是本发明的实施例中自动化加样模块的示意图；

图3(b)是本发明的实施例中微孔尺寸与液滴体积之间的关系曲线 示意图；

图3(c)是本发明的实施例中移动平台移动速度与液滴体积之间的 关系曲线示意图；

图4(a)是本发明的实施例中光强检测示意图；

图4(b)是本发明的实施例中光强信号分析流程示意图；

图5是本发明的实施例中数字ELISA系统使用过程及数字化计算模 型示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实 施例及附图对本发明作具体阐述。

实施例：

如图1所示，本实施例提供一种数字ELISA系统100，包括：自 动化加样模块10、集成检测模块20以及数字化计算模块。

如图1和图3(a)所示，自动化加样模块10包括移动平台101、 设置于移动平台101上的可拆卸基板102、设置于可拆卸基板102上 且表面疏水的基底芯片103、一端接触基底芯片103上表面并与基底 芯片103之间具有倾斜角和压力的可控制压载板104、放置于移动平 台101上且竖直方向开设有长孔的基座108、通过穿过长孔的轴109 固定的且下方具有开口的固定件1010以及放置于固定件1010顶部边 缘处的并用于调整基底芯片103与可控制压载板104之间压力的砝码 1011。

本实施例中，基底芯片103表面设置有由多个微孔105组成的微 孔阵列以及设置于微孔阵列旁并在基底芯片103边缘处的废液槽 106，且微孔105为具有三维形状的微孔，其开口从下往上逐渐变大， 且至少一面侧壁为倾斜壁。

图2中，图2(a)为固相载体珠图，图2(b)为表面修饰的珠 图，图2(c)为捕捉目标蛋白的珠图，图2(d)为底物在酶标的催 化图，图2(f)为微孔内珠阵列及复合物结构图。

此外，如图2(a)-图2(d)以及图2(f)所示，全部或部分微 孔105内靠近底部的位置固定有至少一个表面具有蛋白吸附能力且 能够结合抗原/抗体的珠107，另外，每个微孔105中含有珠107的数 量统计符合数字概率分布。

本实施例中，珠107为近似圆球形状且材质不一定具有磁性，另 外，珠107通过在高温环境下部分熔化，从而与基底芯片固定，或者 珠107通过外力挤压与与基底芯片固定。

进一步地，基底芯片103为疏水材料，接触角和迟滞角比较大， 微孔105采用开口渐大的形式，利用了迟滞效应，使得微流体在与基 底芯片103的接触作用下滞留在微孔105内，可实现在涂抹方式下， 批量微液滴的大规模生成，同时制备高通量颗粒(珠)阵列。基底芯 片103的边缘处设置有废液槽106，可以存留废弃多余的液体。

此外，如图3(b)所示，微孔直径分别为10、20、45、80微米 时，液滴体积分别为0.9、3.7、6.7、19.5皮升。

如图3(c)所示，移动移动平台101，当基底芯片103与可控制 压载板104的相对移动是非匀速运动时，产生的液滴体积是非均一 的，此时可提高蛋白定量检测的动态范围。移动平台101的速度从 0.16厘米每秒增加到0.36厘米每秒的时，液滴体积由275.2皮升增加 到301.2皮升。

因此，从图3可以看出液滴的可控性好，能够满足单分子蛋白检 测对飞升液滴阵列和珠阵列的要求。

本实施例中，可拆卸基板102通过美纹胶或电磁力固定在基底芯 片103以及移动平台101上，可控制压载板104的一端铰接于固定件 的开口处，另一端与接触基底芯片103的上表面，且铰(图中未示出) 与基底芯片103平行，同时，通过旋转螺母1011将可控制压载板104 贴附于固定件1010开口处的一侧，此外，可控制压载板104的底端 且与基底芯片103接触处设置有用于放置珠悬浮溶液且底部具有用 于溶液流出的小孔的三角形器皿1013。

此外，可拆卸压载板104通过调整机械结构、砝码质量、电磁力 等改变倾斜角和压力数值，并且可拆卸压载板104通过旋转螺母1012 的松紧进行拆卸，移动平台101通过滚珠丝杠(图中未示出)、曲柄 滑块(图中未示出)、蜗轮蜗杆(图中未示出)、直线电机(图中未示出)等实现基底芯片103与可控制压载板104的相对移动速度、方向。

如图4(a)所示，集成光检测模块20包括用于提供光源的激发 光源201、用于将光源分解为单色光后得到荧光的单色器202、用于 测量荧光并用于拍摄基底芯片103的普通图像和荧光图像的检测器 203以及用于对普通图像和荧光图像进行处理分析以得到数字化信号 的光强信号分析器204。

本实施例中，光强信号分析器204具体能够分析得到微孔105内 的珠数量分布、荧光强度分布和液滴分布。

如图4(b)所示，集成光检测模块20工作时，当全部微孔105 内含有珠107时，只有荧光强度分布均符合数学统计即泊松概率分 布，才给出目标蛋白的定量结果并呈现，否则，宣布此次定量测试失 败；当部分微孔105内含有珠107时，只有珠数量分布和荧光强度分 布符合数学统计即泊松概率分布，才给出目标蛋白的定量结果并呈 现，否则，宣布此次定量测试失败。

数字化计算模块(图中未示出)与光强信号分析器204通信连接， 用于对数字化信号进行处理，从而得到蛋白定量结果。

本实施例中，数字化计算模块为数字ELISA计算模型，且模块 中考虑到了珠阵列装载率，可提高蛋白定量精度。

如图5左图所示，本实施例的数字ELISA系统的使用方法如下：

步骤1，配置合适浓度的珠悬浮溶液，而后将珠悬浮溶液滴到可 控制压载板104靠近基底芯片103的上表面的一端，可控制压载板 104以一定力度、速度和角度接触基底芯片103上表面，并且移动平 台101以一定速度移动，当集成光检测模块20观测到微孔105内载有珠107后，将废液刮至废液槽106，并停止移动平台101移动，从 而完成样品的加载。

本实施例中，珠悬浮溶液的浓度随着微孔制备液滴的体积v不同 而不同，若在理想状态下，按照数学浓度计算，该浓度为1/v。

通过珠悬浮液可制备稳定固定的珠阵列，珠107作为固相载体是 后续生物修饰/分析的基础。微孔105内的珠107为近似圆球形状， 相比于平板可以大大增加与蛋白的接触面积，提高反应效率。珠阵列 中的全部珠107可参与后续的采样计数过程，因此，珠装载效率/采 样计数比例高，提高免疫检测的灵敏度。

此外，通过加载蛋白溶液，可将会在珠107表面将会发生蛋白结 合反应，例如包被、封闭、蛋白结合等，当液体为清水时，重复洗涤 过程将蛋白间结合不牢或者非特异性结合洗掉。珠107、蛋白及免疫 复合物结构始终处于液体环境中，可以提高蛋白间特异性结合的稳定 性。珠阵列形成后，由于珠107的位置不再变化而不需要珠分割/装 载的过程，对磁性材质没有特殊要求，因此避免了传统方式中珠在分 割/装载过程中，珠碰撞和外力干扰引起的复合物结构不稳定问题。

本实施例中，步骤1中的基底芯片103与移动平台101的相对移 动为匀速运动、非匀速运动、旋转运动以及直线运动中的一种或多种 的组合，且产生的液滴体积可以是非均一的，可提高蛋白定量检测的 动态范围。

进一步地，可控制压载板104与基底芯片103之间的角度优选为 45度，力度根据具体情况进行调整。

此外，移动平台101的移动速度会影响液滴的大小，当涂抹速度 在0.97mm/s～1.39mm/s的范围内时，基底芯片上平均液滴体积为 1.15pL，相对标准偏差约为7.45％；当涂抹速度在0.08mm/s～2.15mm/s 的范围内时，液滴体积分布在0.9pL～6.1pL。

步骤2，对基底芯片103进行加热使珠稳定固定于微孔105底部 位置，得到珠阵列。

步骤3，将需要包被的蛋白溶液滴加载到基底芯片103上，根据 需要选择是否对珠107的表面进行封闭，得到包被的珠阵列。

步骤4，将待测样品溶液加载到基底芯片103上，待自动化加载 完成后，在合适条件下孵育，目标蛋白将会被吸附到珠107的表面蛋 白上。

本实施例中，待测样品溶液根据需要按一定比例进行稀释，具体 根据具体情况进行稀释，如：10倍、100倍、1000倍等。

步骤5，根据需要重复步骤3，而后加载酶标蛋白溶液，生成免 疫复合物结构。

本实施例中，免疫复合物结构为抗原-抗体-酶标结构。

步骤6，将底物溶液加载到基底芯片103上，利用集成光检测模 块20进行检测，得到数字化信号。

本实施例中，底物溶液为四甲基联苯胺Tetramethylbenzidine即 TMB等。

本实施例中，利用智能手机等集成化检测技术，对液滴、珠及荧 光强度进行反馈式检测与控制，结合数字信号处理技术，最终将参数 在数字定量计算模型中进行分析与修正，同时，珠阵列信息可作为微 孔内目标蛋白转移操作的参考标记。免疫检测结果最终通过理论计算 模型分析得到，完成对目标蛋白的数字化定量。

步骤7，将数字化信号带入数字化计算模块30，得到待测样品的 蛋白定量结果。

如图5右图所示，数字化计算模块中，灰色表示微孔含有的液滴， 数字1表示阳性液滴，数字0表示阴性液滴。

本实施例中，数字化计算模块的数字化定量分析：液滴体积V、 微孔总数量N、阳性微孔数N_pos，含珠的微孔数N₁，每个液滴内含有 的平均分子拷贝数和目标蛋白分子的拷贝数浓度分别表示为λ和C， X、Y分别表示微孔105中的珠107数量和目标蛋白分子数量，根据泊 松分布理论模型可知，上述之间参数的关系可表示为：

λ＝CV

当x＝0时，表示微孔105内不含珠107；当y＝0时，表示微孔105内 液滴不含目标蛋白分子，即为阴性。

当x≥0且y≥0时，表示微孔105含珠107且阳性，则表示为：

P{(Y≥1,X≥1}＝P(x≥1)P(y≥1)

进而整理可得：

则

所以，数字ELISA计算模型中蛋白分子的浓度C可表示为：

本实施例中，加载、洗涤、添加过程可以是压载板涂抹方式，也 可以是外力作用下的样品、洗涤液和底物与基底芯片103的相对移动 方式。另外，添加底物后，为了防止外界污染、蒸发和便于计算微液 滴体积，可采用油和盖玻片密封基底芯片103。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的数字ELISA系统及其使用方法，首先， 基底芯片的润湿效应给飞升液滴的制备奠定了基础，液滴阵列均匀性 好、密度大、通量高，同时液滴可控性好、稳定性高，可以控制加样 量的体积，提高动态检测范围；其次，珠装载后全部用于探测和分析 目标蛋白质，珠的有效计数率高，有利于提高检测灵敏度；再次，珠 阵列形成后，蛋白以及酶标蛋白等溶液被加载到固相载体表面，逐渐 形成抗原-抗体-酶标复合物，在复合物形成和检测过程中，珠、蛋白、 酶标始终处于液体环境，不存在接触碰撞等外力干扰，蛋白特异性结 合稳定，非特异性结合干扰小，且固相载体相互分割且固定，复合物 结构形成后不再需要珠装载分割过程，避免了相互碰撞和外力的破 坏，提高了稳定性；再次，仅需要简单涂抹即可快速将溶液分配到各 个微孔内，珠修饰、洗涤过程自动化程度高、速度快、效率高，大大 降低人为因素带来的干扰，同时装置原理简单、体积小，集成化/便 携性好；最后，利用集成化检测手段对芯片液滴、珠、荧光强度进行 数字化检测，将信号对控制系统反馈，并提供给数字化计算模型，提 高蛋白质定量精度。

综上，本实施例的数字ELISA系统及其使用方法，飞升液滴制 备效率高，珠阵列装载/计数比例高，复合物结构稳定性好，溶液加 载自动化程度高，还能够进行集成化数字检测。

进一步地，本实施例采用的高通量颗粒阵列技术不仅是各国开发 新型高灵敏分子及免疫诊断技术的核心，也是本实施例的关键技术。 同时，本实施例作为一种新形式的数字ELISA，涉及到多重泊松分布 及数字化检测，需要将微孔、珠阵列、荧光强度等参数均考虑到，建 立数字定量计算模型，提高定量结果的准确性，此外，本实施例针对 数字ELISA技术中磁珠操作不便、采样/计数比例低、复合物结构稳 定性不足、数字成像复杂的问题，基于仿荷叶结构芯片，提出了一种 结合珠阵列技术和飞升液滴阵列技术的液滴式数字ELISA，本实施例 避免了对磁珠的依赖、省去了磁珠复杂的控制装置，避免了分割过程 中复合物结构不稳定的问题，有效提升了珠采样计数比例，具有洗涤 方式简单、珠采样/计数比例高、蛋白结合稳定、数字成像简单快速 的特点。

因此，本实施例的数字ELISA系统基于微流控液滴阵列技术， 结合固相载体阵列及包被技术，简化集成高通量微液滴式的数字 ELISA基本过程，实现对目标蛋白分子的数字化定量检测。本发明具 有基底芯片结构简单、微液滴生成效率高、固相载体装载/计数比例 高、复合物结构稳定、结果读取快、操作方便的优点。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护 范围。

Claims (8)

1.一种数字ELISA系统，其特征在于，包括：

自动化加样模块，包括移动平台、设置于所述移动平台上的可拆卸基板、设置于所述可拆卸基板上且表面疏水的基底芯片以及一端接触所述基底芯片上表面并与所述基底芯片之间具有倾斜角和压力的可控制压载板；

集成光检测模块，包括用于提供光源的激发光源、用于将所述光源分解为单色光后得到荧光的单色器、用于测量荧光并用于拍摄所述基底芯片的普通图像和荧光图像的检测器以及用于对所述普通图像和荧光图像进行处理分析以得到数字化信号的光强信号分析器；以及

数字化计算模块，与所述光强信号分析器通信连接，用于对所述数字化信号进行处理，从而得到蛋白定量结果；

其中，所述基底芯片表面设置有由多个微孔组成的微孔阵列以及设置于所述微孔阵列旁并在所述基底芯片边缘处的废液槽，

所述微孔为具有三维形状的微孔，其开口从下往上逐渐变大，且至少一面侧壁为倾斜壁，

全部或部分所述微孔内靠近底部的位置固定有至少一个表面具有蛋白吸附能力的珠，

所述数字化计算模块为数字ELISA计算模型。

2.根据权利要求1所述的数字ELISA系统，其特征在于：

其中，所述珠通过在高温环境下部分熔化，从而与所述基底芯片固定，或者所述珠通过外力挤压与与所述基底芯片固定。

3.根据权利要求1所述的数字ELISA系统，其特征在于：

其中，所述可拆卸基板通过美纹胶或电磁力固定在所述基底芯片以及所述移动平台上。

4.根据权利要求1所述的数字ELISA系统，其特征在于：

其中，所述自动化加样模块还包括放置于移动平台上且竖直方向开设有长孔的基座、通过穿过所述长孔的轴固定的且下方具有开口的固定件以及放置于所述固定件顶部边缘处的并用于调整所述基底芯片与所述可控制压载板之间压力的砝码。

5.根据权利要求4所述的数字ELISA系统，其特征在于：

其中，所述可控制压载板的一端铰接于所述固定件的开口处，另一端与接触所述基底芯片的上表面，且铰与所述基底芯片平行。

6.一种采用如权利要求1所述的数字ELISA系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，配置的珠悬浮溶液，而后将所述珠悬浮溶液滴到所述可控制压载板靠近所述基底芯片的上表面的一端，所述可控制压载板接触所述基底芯片上表面，并且所述移动平台进行移动，当集成光检测系统观测到所述微孔内载有所述珠后，将废液刮至所述废液槽，并停止所述移动平台移动，从而完成样品的加载；

步骤2，对所述基底芯片进行加热使所述珠稳定固定于所述微孔底部位置，得到珠阵列；

步骤3，将需要包被的蛋白溶液滴加载到所述基底芯片上，根据需要选择是否对所述珠的表面进行封闭，得到包被的珠阵列；

步骤4，将待测样品溶液加载到所述基底芯片上，待自动化加载完成后，在合适条件下孵育，目标蛋白将会被吸附到所述珠的表面蛋白上；

步骤5，根据需要重复步骤3，而后加载酶标蛋白溶液，生成免疫复合物结构；

步骤6，将底物溶液加载到所述基底芯片上，利用所述集成光检测系统进行检测，得到数字化信号；

步骤7，将所述数字化信号带入所述数字化计算模块，得到所述待测样品的蛋白定量结果。

7.根据权利要求6所述的数字ELISA系统的使用方法，其特征在于：

其中，所述步骤1中的所述基底芯片与所述移动平台的相对移动为匀速运动、非匀速运动、旋转运动以及直线运动中的一种或多种的组合。

8.根据权利要求6所述的数字ELISA系统的使用方法，其特征在于：

其中，所述步骤6中的底物溶液为四甲基联苯胺。

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