CN115097145A - 一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法及其使用的微流控芯片 - Google Patents
一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法及其使用的微流控芯片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115097145A CN115097145A CN202210934240.3A CN202210934240A CN115097145A CN 115097145 A CN115097145 A CN 115097145A CN 202210934240 A CN202210934240 A CN 202210934240A CN 115097145 A CN115097145 A CN 115097145A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- detection
- magnetic bead
- chip
- detection window
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 181
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 title claims abstract description 24
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 24
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000001215 fluorescent labelling Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 title claims description 16
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims abstract description 127
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 55
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 54
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 23
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 17
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 16
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 claims description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 26
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 19
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 8
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 8
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 8
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 8
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 3
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 3
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 3
- QULZFZMEBOATFS-DISONHOPSA-N 7-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxyphenoxazin-3-one Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=CC=C(N=C2C(=CC(=O)C=C2)O2)C2=C1 QULZFZMEBOATFS-DISONHOPSA-N 0.000 description 2
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 208000025721 COVID-19 Diseases 0.000 description 1
- 102100031673 Corneodesmosin Human genes 0.000 description 1
- 101710139375 Corneodesmosin Proteins 0.000 description 1
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 1
- 102000011931 Nucleoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108010061100 Nucleoproteins Proteins 0.000 description 1
- 229920001213 Polysorbate 20 Polymers 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 1
- 210000000234 capsid Anatomy 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003547 immunosorbent Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000002493 microarray Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 1
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 description 1
- 235000010486 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 238000002331 protein detection Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
- G01N33/6803—General methods of protein analysis not limited to specific proteins or families of proteins
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/531—Production of immunochemical test materials
- G01N33/532—Production of labelled immunochemicals
- G01N33/533—Production of labelled immunochemicals with fluorescent label
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法及其使用的检测芯片,该方法包括以下步骤,S1:磁珠表面经过修饰连接有第一抗体,其与含有目标免疫分子的待测样品溶液孵育,得到结合有目标免疫分子的磁珠;S2:用洗涤液对磁珠进行洗涤;S3:将磁珠与荧光微球进行孵育,形成免疫夹心复合物,荧光微球结合有第二抗体,第二抗体也可特异性地与目标免疫分子进行结合;S4:对步骤S3孵育后的磁珠进行洗涤,从而得到经过纯化后的磁珠悬液,S5:将步骤S4得到的磁珠悬液注入到检测板上并进行检测。本发明所提供的检测方法无需在芯片上加工大量的微井并对每个微井进行油封,从而减少了检测芯片加工的复杂程度,也降低了芯片的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及生物检测技术领域,具体涉及一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法及其使用的微流控芯片。
背景技术
蛋白质是生物体重要的生物大分子,其参与了生物众多的理化反应,也是临床诊断中重要的生物标志物。通过对蛋白质进行监测以判断人体是否处于健康状态,因此,复杂生物样品中蛋白质检测的灵敏度和定量的准确性对于疾病早期诊断来说都是至关重要的。例如,近几年流行的病毒COVID-19,其衣壳和包膜组分由特异性蛋白质—RBD蛋白、全长S蛋白及核蛋白(N)组成,因此可以利用抗原-抗体结合的原理进行免疫学检测。
数字ELISA是一种基于磁珠的免疫测定方法,该方法是在毫米级的芯片上雕刻或浇筑成千上万个微米级微井,微井的大小恰好可容纳单个磁珠,磁珠捕获待测蛋白靶分子,再添加结合了SβG(链霉亲和素-β-半乳糖苷酶偶联物)的检测抗体进一步标记目标分析物,从而,在磁珠上形成由捕获抗体、目标分析物、检测抗体和SβG组成的免疫复合物,捕获有免疫复合物的磁珠被分配到与其尺寸接近的微井中,微井中同时填满了磁珠溶液中的荧光底物resorufin-β-d-galactopyranoside(RGP),同时使用密封油将酶-底物反应的荧光产物限制在微井内,最后利用高分辨率荧光显微镜对荧光点进行计数。当磁珠的数目足够大,大部分磁珠只捕获一个蛋白靶分子或者零蛋白靶分子,从而每个微井中仅含有一个或者零个蛋白靶分子,从而实现单分子光学信号放大。由于含捕获抗体磁珠的数量多于目标分析物的数量,酶标记免疫复合物与磁珠的数量关系符合泊松分布,便于对检测结果的数据进行理论分析;通过微孔阵列的白光图像来计算芯片阵列中的磁珠总数,而免疫复合物微孔数与含磁珠总孔数的比值称为“on beads”,与目标蛋白浓度相关。
目前基于微阵列的数字酶联免疫吸附分析仪,虽然极大地提高检测的灵敏度,使检测基本达到单分子水平,但是该类方法需要在毫米级的芯片上雕刻或浇筑成千上万个微米级微井,这极大地提高了芯片设计、加工难度和生产成本。目前已经有一些研究在探索、开发更快速、成本低廉的数字化检测方法。如专利CN202010416301.8,通过一种虚拟分隔生物靶标的方法来实现数字化的检测,该专利虽然避免了数字化检测中采用的物理分割微井,降低了芯片的加工难度和成本,但是该芯片在设计上仍然较为存在较多问题。首先,该芯片需要采用特殊的芯片并对芯片基地进行特殊修饰,加入大量能和发光底物共价结合的基团,同样存在增加加工难度的问题;另外,该检测方法在平铺检测时需要加入超声设备,这将极大地增加设备的体积和操作的复杂度;此外,该方法中酶催化生成的发光分子存在于开放的溶液环境中,虽然发光分子共价连接到了芯片基板表面,但是仍存在局部大范围的扩散可能,从而影响检测的识别,尤其是对于几个磁珠酶联复合物距离较近时,可能将无法分割和识别。
发明内容
本发明提供了一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法及其使用的微流控芯片,以解决上述问题。
本发明所采用的技术方案是:一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法,该方法包括以下步骤:
S1:磁珠表面经过修饰连接有第一抗体,第一抗体可特异性与目标免疫分子进行结合,经修饰后的磁珠与含有目标免疫分子的待测样品溶液孵育,所使用磁珠的数量远大于待测目标免疫分子的数量,经孵育后得到结合有目标免疫分子的磁珠;
S2:用洗涤液对步骤S1中结合有目标免疫分子的磁珠进行洗涤;
S3:将经步骤S2洗涤后的磁珠与荧光微球进行孵育,从而形成具有荧光标记的磁珠—目标免疫分子的免疫夹心复合物,所述的荧光微球结合有第二抗体,第二抗体也可特异性地与目标免疫分子进行结合;
S4:对步骤S3孵育后的磁珠进行洗涤,从而得到经过纯化后的磁珠悬液,该磁珠悬液包括:具有荧光标记的磁珠-目标免疫分子的免疫夹心复合物、不含荧光标记的结合有目标免疫分子的磁珠;
S5:将步骤S4得到的磁珠悬液注入到检测板上;
S6:将注有磁珠悬液的检测板转移至检测区,并对其进行检测和计算。
优选地,所述的检测板选自盖玻片、细胞计数板或检测芯片中的任意一种。
优选地,所述的磁珠直径为d1,1μm≤d1≤10μm,该磁珠表面至少有1000个识别点位,且磁珠的数量为n,200000个≤n≤600000个;所述的荧光微球直径为D,100nm≤D≤500nm。
优选地,所述的检测板为检测芯片,该检测芯片内设置有空腔,该空腔依次包括检测窗、腔室连通道和废液池,检测窗上还连通有加样孔,此时,步骤S5至少包括以下步骤:将步骤S4所得到的磁珠悬液通过加样孔加入到检测芯片内,磁珠悬液注满检测窗,多余的磁珠悬液则经腔室连通道进入废液池中,位于检测窗中的磁珠则分散在检测窗中。
优选地,所述的检测板为检测芯片,该检测芯片内设置有空腔,该空腔依次包括检测窗、腔室连通道和废液池,检测窗上还连通有加样孔,此时,步骤S5至少包括以下步骤:
a1:将步骤S4所得到的磁珠悬液通过加样孔加入到检测芯片内,磁珠悬液注满检测窗,多余的磁珠悬液则经腔室连通道进入废液池中,位于检测窗中的磁珠则分散在检测窗中;
a2:将步骤a1中的检测芯片缓慢放置于磁性装置顶部,磁性装置覆盖检测窗,静置8-12min。
优选地,步骤S6至少包括以下步骤:将检测芯片转移至检测区,在白视场下对检测芯片的检测窗进行拍照扫描以统计出白视场下的磁珠数目Qn,在荧光视场下对检测芯片的检测窗进行拍照扫描,以统计出荧光视场下的荧光微球数目Fn。
本发明第二方面提供了一种检测芯片,该检测芯片用于上述的一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测,该检测芯片包括底板和盖体,底板顶部开设有空腔结构,该空腔结构记为检测窗,检测窗一侧的盖体顶部开设有注液孔,注液孔与检测窗相连通,检测窗另一侧的底板顶部开设有废液池,废液池与检测窗间隔设置且二者之间通过腔室连通道相连通,废液池远离腔室连通道一侧的底板顶部开设有排气槽,排气槽与废液池相连通。
优选地,注液孔处的盖板顶部固定连接有注液柱,注液柱内开设有注液通道注液孔下部的芯片内部开设有缓冲池,缓冲池与检测窗之间通过流道相连通,注液柱顶部的外边缘沿其周向固定连接有定位环。
优选地,流道从缓冲池到检测窗的方向宽度逐渐扩大,流道内靠近缓冲池的一侧固定连接有第一阻隔件,第一阻隔件的两侧与流道的内侧壁间隔设置,第一阻隔件将靠近缓冲池一侧的流道分隔为两个第一通道,流道内靠近检测窗的一侧固定有至少两个第二阻隔件,相邻的两个第二阻隔件间隔设置,第一阻隔件靠近检测窗的端部与第二阻隔件靠近检测窗一侧的端部相平齐,第二阻隔件与第一阻隔件间隔设置且第二阻隔件与流道的内侧壁也间隔设置,第一阻隔件靠近第二阻隔件的一侧宽度逐渐缩小,第二阻隔件和第一阻隔件将流道划分为四个第二通道。
本发明与现有技术相比具有以下优点:本发明所提供的检测方法无需在芯片上加工大量的微井并对每个微井进行油封,从而减少了检测芯片加工的复杂程度,也降低了芯片的生产成本,同时由于现有技术中的磁珠需要落入微井中进行检测,而磁珠的落孔率一般较低,这就使得其检测效率较低,而本发明中无需设置微井,通过平铺的方式并利用毛细现象实现磁珠的分散,同时结合磁场的固定作用最终实现磁珠的平铺,简化了检测过程并且提高了检测效率。此外,该检测方法在检测过程中无需进行等待即可快速成像,且放置一定时间后对其检测结果依然有效。
附图说明
图1为本发明底板的结构示意图;
图2为本发明的盖体的结构示意图;
图3为本发明的盖体与注液柱的连接关系示意图;
图4为本发明型的盖体的层状结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明进行更好地说明,现结合实例对其进行进一步的说明。
一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法,该方法包括以下步骤:
S1:磁珠表面经过修饰连接有第一抗体,第一抗体可特异性与目标免疫分子进行结合,经修饰后的磁珠与含有目标免疫分子的待测样品溶液孵育,所使用磁珠的数量远大于待测目标免疫分子的数量,经孵育后得到结合有目标免疫分子的磁珠;
S2:用洗涤液对步骤S1中结合有目标免疫分子的磁珠进行洗涤,所述的洗涤液为含有质量分数为0.05%吐温20的磷酸盐缓冲盐水;
S3:将经步骤S2洗涤后的磁珠与荧光微球进行孵育,从而形成具有荧光标记的磁珠—目标免疫分子的免疫夹心复合物,所述的荧光微球结合有第二抗体,第二抗体也可特异性地与目标免疫分子进行结合;
S4:对步骤S3孵育后的磁珠进行洗涤,洗涤液为磷酸盐缓冲溶液,以除去未形成免疫夹心复合物的游离第二抗体,即除去未形成免疫夹心复合物的荧光微球,从而得到经过纯化后的磁珠悬液,该磁珠悬液包括:具有荧光标记的磁珠-目标免疫分子的免疫夹心复合物、不含荧光标记的结合有目标免疫分子的磁珠,当然,由于未形成免疫夹心复合物的荧光微球洗涤不彻底,因此,该磁珠悬液中还会存在一定量的未形成免疫夹心复合物的荧光微球;
S5:将步骤S4得到的磁珠悬液注入到检测板上;所述的检测板选自盖玻片、细胞计数板或检测芯片中的任意一种;
S6:将注有磁珠悬液的检测板转移至检测区,并对其进行检测和计算。
所述的磁珠直径为d1,1μm≤d1≤10μm,该磁珠表面至少有1000个识别点位,且磁珠的数量为n,200000个≤n≤600000个,含有目标免疫分子的待测样品为100ul;所述的荧光微球直径为D,100nm≤D≤500nm。
在另一个实施例中,所述的检测板为检测芯片,该检测芯片内设置有空腔,该空腔依次包括检测窗、腔室连通道和废液池,检测窗上还连通有加样孔,此时,步骤S5至少包括以下步骤:将步骤S4所得到的磁珠悬液通过加样孔加入到检测窗内,磁珠悬液注满检测窗,多余的磁珠悬液则经腔室连通道进入废液池中,位于检测窗中的磁珠则分散在检测窗中,磁珠在液体的作用下被相互隔离,使得磁珠不会在纵向上相互叠加,从而保证了其分散性,优选地,为了进一步保证磁珠不会在纵向上相互叠加,检测窗的厚度为d2,d1<d2≤2d1,此时,由于检测窗厚度受限,磁珠无法在叠加,保证了检测的准确性。步骤S6至少包括以下步骤:将检测芯片转移至检测区,在白视场和荧光视场下分别对检测芯片的检测窗进行拍照扫描,以分别统计出白视场下的磁珠数目Qn和荧光视场下的荧光微球数目Fn。
在另一个实施例中,所述的检测板为检测芯片,该检测芯片内设置有空腔,该空腔依次包括检测窗、腔室连通道和废液池,检测窗上还连通有加样孔,此时,步骤S5至少包括以下步骤:
a1:将步骤S4所得到的磁珠悬液通过加样孔加入到检测窗内,磁珠悬液通过加样孔注满检测窗,多余的磁珠悬液则经腔室连通道进入废液池中,位于检测窗中的磁珠则分散在检测窗中;
a2:将步骤a1中的检测芯片缓慢放置于磁性装置顶部,磁性装置覆盖检测窗,静置8-12min。所述的磁性装置可选自永磁体或电磁圈,在磁场的作用下磁珠保留在检测窗底部,同时经过静置后磁珠在检测窗内的位置得以固定。
步骤S6至少包括以下步骤:将检测芯片转移至检测区,在白视场下对检测芯片的检测窗进行拍照扫描以拍摄白视场下的磁珠数目Qn,在荧光视场下对检测芯片的检测窗进行拍照扫描,以统计出荧光视场下的荧光微球数目Fn。根据泊松分布原理,荧光微球数目Fn与所有磁珠数目Qn的比值为R,R与目标免疫分子的浓度存在线性关系,因此,通过绘制已知目标免疫分子的浓度与R的标准曲线,根据荧光微球数目Fn和所有磁珠数目Qn的绝对计数来绝对定量未知的目标免疫分子浓度。在计数的过程中,采用距离算法,即通过opencv图像识别模块来识别白视场下的各个磁珠并对其进行计数得到Qn,同时获取各个磁珠的中心坐标;通过opencv图像识别模块来识别荧光视场下各个荧光微球并对其进行计数,同时获取各个荧光微球的中心坐标;然后根据磁珠中心坐标和荧光微球中心坐标,判断各荧光微球是否与磁珠形成免疫夹心复合物,若形成了免疫夹心复合物则判定该荧光微球与哪个磁珠形成了免疫夹心复合物,即该荧光微球属于哪个磁珠,从而确定有效的荧光微球数目Fn。
本发明第二方面保护了一种检测芯片,该检测芯片用于实现上述基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测,一种新型微流控芯片,如图1和图2所示,该芯片包括底板1和盖体2,盖体2固定连接在底板1顶部,底板1顶部开设有凹槽,该凹槽记为检测窗3,检测窗3底部为平整设置的,即检测窗3底部未开设微井,检测窗3一侧的底板1上开设有废液池4,废液池4与检测窗3之间通过腔室流通道5相连通,废液池4远离检测窗3的一侧开设有排气槽6,检测窗3另一侧的底板1上开设有至少一个缓冲池7,缓冲池7与检测窗3之间沿着流体流动的方向依次设置有连通槽8和流道9,且缓冲池7与检测窗3之间通过连通槽8和流道9相连通,盖体2的一侧开设有与缓冲池7相对应的注液孔10,盖体2的另一侧开设有与排气槽6相对应的排气孔11;流道9内的底板1上固定连接有至少一个第一阻隔件12,第一阻隔件12的形状在此处不作具体限制,本实施例中第一阻隔件12为一个,第一阻隔件12顶部固定连接在盖体2底部,第一阻隔件12的两侧与流道9的内侧壁间隔设置,第一阻隔件12将流道9分为两个间隔设置的第一通道。通过将检测窗3底部设置为平整的结构,而不在其底部设置微井,减少了该芯片生产的工艺复杂性,降低了生产成本,提高了生产效率,同时,第一阻隔件12的设置便于提高流体的流速,从而缩短注样时间,提高注样效率。
在另一个实施例中,如图1所示,第一阻隔件12两侧的流道9内均固定连接有至少一个第二阻隔件13,本实施例中第一阻隔件12的两侧均设置有一个第二阻隔件13,第二阻隔件13的底部固定连接在流道9底部且其顶部固定连接在盖体2底部,且第二阻隔件13与第一阻隔件12间隔设置。通过在流道9内设置第二阻隔件13,便于对流道9地宽度进一步缩小,从而在一定程度上进一步提高流体的流速,进而提高注样效率。
在另一个实施例中,如图1所示,第二阻隔件13靠近连通槽8一侧的端部位于第一阻隔件12靠近连通槽8一侧的前端(以流体流动的方向为前端);第二阻隔件13和第一阻隔件12靠近检测窗3一侧的端部相平齐,第二阻隔件13靠近检测窗3设置且其与流道9的内侧壁也间隔设置,第一阻隔件12和第二阻隔件13将靠近检测窗3一侧的流道9分隔为至少四个间隔设置的第二通道,本实施例中第二阻隔件13的数量为两个,因此,第一阻隔件12和第二阻隔件13将靠近检测窗3一侧的流道9分隔为四个间隔设置的第二通道,经缓冲池7、连通槽8注入流道9内的流体在第一阻隔件12的作用下被分为两路,即分别沿着两个第一通道前进,当流体遇到第二阻隔件13时,在第二阻隔件13的作用下流体又被继续分为四路,即流体沿着四个第二通道前进,流体的路径变窄,使得流体流速加快,进而提高了注样效率。
在另一个实施例中,如图1所示,流道9的宽度沿着流体的流向依次增大,沿着流体的流向,第一阻隔件12的外侧壁和与其靠近的第二阻隔件13外侧壁之间的距离逐渐增大,即第二通道的宽度沿着流体的流向逐渐增大,同时,第一通道的宽度沿着流体的流向也逐渐增大。即,第一通道和第二通道均呈渐扩型设置,提高了流体的流速。
在另一个实施例中,如图1所示,第一通道靠近第二通道一侧的宽度大于第二通道靠近第一通道一侧的宽度。即流体经第一通道进入第二通道之后其路径变窄,使得流体的流速得以提高,提高注样效率。
在另一个实施例中,如图2和图3所示,盖体2顶部固定连接有竖直设置的注液柱14,注液柱14沿其高度方向开设有与注液孔10相对应的注液通道15,注液通道15纵截面的形状在此处不作具体限制,注液通道15与注液孔10相连通,注液柱14的外侧壁沿其周向固定连接有定位环16。由于芯片尺寸较小,不便于注样操作,通过设置注样柱便于注样装置端部与芯片之间的连接,同时定位环16的设置便于对注液装置进行定位,并且也能够在一定程度上减少了流体的外溢。
在另一个实施例中,注液通道15的纵截面可选自等腰梯形、倒置的等腰梯形或者矩形;定位环16上靠近注液通道15的一端设置有倾斜面17,倾斜面17的设置更加便于对注液装置进行定位,同时,也进一步减少了流体的外溢。
在另一个实施例中,如图4所示,检测窗3的深度为d2,d2为8-40μm,由于所加入的流体为含有磁珠的悬液,因此,在液体的作用下磁珠之间被物理分隔开,其在竖直方向上并不会出现上下重叠的情况,也就无需在检测窗3底部设置探针或修饰集团。较优地,d1<d2<2d1,即从物理上避免磁珠在竖直方向上的重叠,保证了检测结果的准确性。在另一个实施例中,所述的第二阻隔件13呈梭形设置,第一阻隔件12也呈梭形设置且第一阻隔件12靠近检测窗3一侧的宽度小于第一阻隔件12靠近缓冲池7一侧的宽度,即,第二通道的宽度沿着水流的方向逐渐增大,使得其平缓地流入检测窗3中。
在另一个实施例中,盖体2为复合层,盖体2从上到下依次包括玻璃层、功能层,玻璃层的材质为玻璃,功能层的材质可选自PDMS或疏水材质,疏水材质则可选自但不限于特氟龙或派瑞林,底板1的材质可选自但不限于玻璃、石英、PDMS、亚克力、pc,通过将盖体设置为含有PDMS层的复合层,在减小盖体厚度的前提下提高了盖体的强度,即降低了芯片的厚度,芯片整体厚度可控制在0.5-0.15mm,减少了芯片空间的占用,增加了单机芯片储存量,同时,PDMS层的设置还减少了流体中气泡的出现,保证检测的准确性;进一步地,盖体的PDMS层底部还设置有疏水层,疏水层的材质可选自特氟龙或派瑞林,通过设置疏水层进一步减少流体中气泡的出现,目前所进行的试验中流体中几乎没有气泡的出现,提高了检测效率,保证了检测的准确性。
在另一个实施例中,底板1也为复合层,底板1从上到下依次为功能层和玻璃层,功能层的材质与盖体的功能层材质相同,通过将盖体设置为含有PDMS层的复合层,在减小盖体厚度的前提下提高了盖体的强度,即降低了芯片的厚度,芯片整体厚度可控制在0.5-0.15mm,减少了芯片空间的占用,增加了单机芯片储存量,同时,PDMS层的设置还减少了流体中气泡的出现,保证检测的准确性;进一步地,盖体的PDMS层底部还设置有疏水层,疏水层的材质可选自特氟龙或派瑞林,通过设置疏水层进一步减少流体中气泡的出现,目前所进行的试验中流体中几乎没有气泡的出现,提高了检测效率,保证了检测的准确性。
以上所述的仅是本发明的优选实施例,应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明整体构思前提下,还可以作出若干改变和改进,这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
S1:磁珠表面经过修饰连接有第一抗体,第一抗体可特异性与目标免疫分子进行结合,经修饰后的磁珠与含有目标免疫分子的待测样品溶液孵育,所使用磁珠的数量远大于待测目标免疫分子的数量,经孵育后得到结合有目标免疫分子的磁珠;
S2:用洗涤液对步骤S1中结合有目标免疫分子的磁珠进行洗涤;
S3:将经步骤S2洗涤后的磁珠与荧光微球进行孵育,从而形成具有荧光标记的磁珠—目标免疫分子的免疫夹心复合物,所述的荧光微球结合有第二抗体,第二抗体也可特异性地与目标免疫分子进行结合;
S4:对步骤S3孵育后的磁珠进行洗涤,从而得到经过纯化后的磁珠悬液,该磁珠悬液包括:具有荧光标记的磁珠-目标免疫分子的免疫夹心复合物、不含荧光标记的结合有目标免疫分子的磁珠;
S5:将步骤S4得到的磁珠悬液注入到检测板上;
S6:将注有磁珠悬液的检测板转移至检测区,并对其进行检测和计算。
2.根据权利要求1所述的一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法,其特征在于:所述的检测板选自盖玻片、细胞计数板或检测芯片中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法,其特征在于:所述的磁珠直径为d1,1μm≤d1≤10μm,该磁珠表面至少有1000个识别点位,且磁珠的数量为n,200000个≤n≤600000个;所述的荧光微球直径为D,100nm≤D≤500nm。
4.根据权利要求3所述的一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法,其特征在于:所述的检测板为检测芯片,该检测芯片内设置有空腔,该空腔依次包括检测窗、腔室连通道和废液池,检测窗上还连通有加样孔,此时,步骤S5至少包括以下步骤:将步骤S4所得到的磁珠悬液通过加样孔加入到检测芯片内,磁珠悬液注满检测窗,多余的磁珠悬液则经腔室连通道进入废液池中,位于检测窗中的磁珠则分散在检测窗中。
5.根据权利要求4所述的一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法,其特征在于:所述的检测板为检测芯片,该检测芯片内设置有空腔,该空腔依次包括检测窗、腔室连通道和废液池,检测窗上还连通有加样孔,此时,步骤S5至少包括以下步骤:
a1:将步骤S4所得到的磁珠悬液通过加样孔加入到检测芯片内,磁珠悬液注满检测窗,多余的磁珠悬液则经腔室连通道进入废液池中,位于检测窗中的磁珠则分散在检测窗中;
a2:将步骤a1中的检测芯片缓慢放置于磁性装置顶部,磁性装置覆盖检测窗,静置8-12min。
6.根据权利要求4或5所述的一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法,其特征在于:步骤S6至少包括以下步骤:将检测芯片转移至检测区,在白视场下对检测芯片的检测窗进行拍照扫描以统计出白视场下的磁珠数目Qn,在荧光视场下对检测芯片的检测窗进行拍照扫描,以统计出荧光视场下的荧光微球数目Fn。
7.一种检测芯片,该检测芯片用于权利要求2-6任一所述的一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测,其特征在于:该检测芯片包括底板和盖体,底板顶部开设有空腔结构,该空腔结构记为检测窗,检测窗一侧的盖体顶部开设有注液孔,注液孔与检测窗相连通,检测窗另一侧的底板顶部开设有废液池,废液池与检测窗间隔设置且二者之间通过腔室连通道相连通,废液池远离腔室连通道一侧的底板顶部开设有排气槽,排气槽与废液池相连通。
8.根据权利要求7所述的一种检测芯片,其特征在于:注液孔处的盖板顶部固定连接有注液柱,注液柱内开设有注液通道注液孔下部的芯片内部开设有缓冲池,缓冲池与检测窗之间通过流道相连通,注液柱顶部的外边缘沿其周向固定连接有定位环。
9.根据权利要求8所述的一种检测芯片,其特征在于:流道从缓冲池到检测窗的方向宽度逐渐扩大,流道内靠近缓冲池的一侧固定连接有第一阻隔件,第一阻隔件的两侧与流道的内侧壁间隔设置,第一阻隔件将靠近缓冲池一侧的流道分隔为两个第一通道,流道内靠近检测窗的一侧固定有至少两个第二阻隔件,相邻的两个第二阻隔件间隔设置,第一阻隔件靠近检测窗的端部与第二阻隔件靠近检测窗一侧的端部相平齐,第二阻隔件与第一阻隔件间隔设置且第二阻隔件与流道的内侧壁也间隔设置,第一阻隔件靠近第二阻隔件的一侧宽度逐渐缩小,第二阻隔件和第一阻隔件将流道划分为四个第二通道。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210934240.3A CN115097145B (zh) | 2022-08-04 | 一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法及其使用的微流控芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210934240.3A CN115097145B (zh) | 2022-08-04 | 一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法及其使用的微流控芯片 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115097145A true CN115097145A (zh) | 2022-09-23 |
CN115097145B CN115097145B (zh) | 2024-10-29 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140120633A1 (en) * | 2011-09-26 | 2014-05-01 | Carnegie Mellon University | Devices and Methods for Detection and Quantification of Immunological Proteins, Pathogenic and Microbial Agents and Cells |
CN109521202A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-26 | 江苏师范大学 | 一种基于数字免疫分析技术的低丰度蛋白质绝对定量方法 |
CN111733056A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-02 | 上海交通大学 | 集成循环肿瘤细胞分离及单细胞免疫印迹的微流控芯片 |
CN112229774A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-01-15 | 生物岛实验室 | 一种检测分子的方法和装置 |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140120633A1 (en) * | 2011-09-26 | 2014-05-01 | Carnegie Mellon University | Devices and Methods for Detection and Quantification of Immunological Proteins, Pathogenic and Microbial Agents and Cells |
CN109521202A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-26 | 江苏师范大学 | 一种基于数字免疫分析技术的低丰度蛋白质绝对定量方法 |
CN111733056A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-02 | 上海交通大学 | 集成循环肿瘤细胞分离及单细胞免疫印迹的微流控芯片 |
CN112229774A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-01-15 | 生物岛实验室 | 一种检测分子的方法和装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20240280573A1 (en) | Arrays, substrates, devices, methods and systems for detecting target molecules | |
CN103582816B (zh) | 具有斜方形突出的测定装置 | |
CN105259163B (zh) | 用于全血样品检测的磁微粒直接化学发光微流控芯片 | |
CN101620227B (zh) | 基于结构型导电高分子材料技术的霍乱诊断用多通道芯片 | |
CN101587123A (zh) | 带有一维自组装磁珠链电极的诊断霍乱专用微流控芯片 | |
US10207268B2 (en) | Sample plate systems and methods | |
CN105689028B (zh) | 用于免疫微球单一分布的微流体芯片、方法及其应用 | |
EP1938101A2 (en) | Microfluidic assay devices and methods | |
US20100047766A1 (en) | Analyte manipulation and detection | |
US20030228631A1 (en) | Protein chips, method producing it and detection system of the protein chips, and operating method of the detection system | |
CN108993621A (zh) | 一种用于数字酶联免疫检测的微小室阵列微流控芯片及方法 | |
EP2598244B1 (en) | Sample plate | |
US8361738B2 (en) | Methods for quantitative target detection and related devices and systems | |
CN112858670B (zh) | 一种多重数字化elisa检测方法及微流控芯片 | |
US9410952B2 (en) | Method and device for the determination of several analytes with simultaneous internal verification in a graphical combination | |
CN211402400U (zh) | 一种外泌体鉴定装置 | |
US20150338401A1 (en) | Multiplexed bioassay techniques | |
JP2013512428A (ja) | ナノ流体バイオセンサ及び溶液中における生体分子の相互作用の迅速測定のためのその活用及び方法 | |
CN114966051B (zh) | 一种微流控蛋白质芯片及其制作方法与应用 | |
CN115097145B (zh) | 一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法及其使用的微流控芯片 | |
KR102244375B1 (ko) | 입자와 용액의 동시 이동에 의한 분석물질을 검출하는 장치 및 이를 이용한 검출방법 | |
CN106841591A (zh) | 一种毛细力驱动的测试卡 | |
CN115097145A (zh) | 一种基于荧光标记免疫法的蛋白质定量检测方法及其使用的微流控芯片 | |
US20210379584A1 (en) | Multiplexed Sample Plate | |
CN210894379U (zh) | 一种基于微流控芯片的抗体检测系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |