CN116930142B - 一种poct均相时间分辨荧光检测装置 - Google Patents

一种poct均相时间分辨荧光检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种POCT均相时间分辨荧光检测装置,配合底座设有可装卸设微流控芯片的进样机构;底座上并列设芯片处理机构和荧光检测机构,与底座间设平移通道,荧光检测机构的输出端设有2个光传感器,检测的荧光波长之差不为0;加样后的微流控芯片进入装置,处理样本并孵育,完成后控制微流控芯片的孵育反应区处于荧光检测机构下,基于均相时间分辨荧光技术以2个光传感器获得荧光信号强度;根据多次采集的双波长调制荧光信号的比值均值获得待分析物浓度丰度。本发明实现免清洗过程的均相检测,提升灵敏度与提高检测结果重复性,去除耗材等背景的快速荧光干扰,自动过滤反应干扰,降低运输环节成本,降低加工精度要求、生产成本。

Description

一种POCT均相时间分辨荧光检测装置
技术领域
本发明涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料的技术领域,特别涉及一种基于微流控冻干预分装技术的POCT均相时间分辨荧光检测装置。
背景技术
POCT,即时检验(point-of-caretesting),指在病人旁边进行的临床检测及床边检测 (bedside testing),是在采样现场即刻进行分析、省去标本在实验室检验时的复杂处理程序、快速得到检验结果的一类新方法。作为一种床旁快速检测方法,POCT是当前体外诊断IVD领域内增长最为快速的免疫检测技术,目前主要以荧光免疫层析检测技术为主流方法。
现有技术中,受到免疫层析自身方法学的限制,荧光免疫层析检测技术的检测灵敏度比化学发光方法学差一个数量级,而测量结果的重复性又比化学发光方法学差很多;然而,现有的化学发光检测技术中,一般又都设置了自动加样、加试剂、磁微粒分离、恒温孵育、加激发液、荧光检测的复杂过程,其很难具备如免疫层析的简单快速操作、试剂无需冷链运输、全血样本直接上样等简易使用的优势。
如何使POCT同时兼顾化学发光的“精准”和免疫层析的“简便”,是需要突破的技术瓶颈。
发明内容
本发明解决了现有技术中存在的问题,提供了一种POCT均相时间分辨荧光检测装置。
本发明所采用的技术方案是,一种POCT均相时间分辨荧光检测装置,所述装置包括底座,配合所述底座设有进样机构,所述进样机构可装卸设有微流控芯片;所述底座上设有并列的芯片处理机构和荧光检测机构,芯片处理机构和荧光检测机构与底座间设有微流控芯片的平移通道,配合所述荧光检测机构的输出端设有2个光传感器,2个所述光传感器检测的荧光的波长之差不为0;
加样后的微流控芯片通过进样机构沿底座进入装置,以芯片处理机构处理微流控芯片中的样本并进入孵育反应区,完成孵育后,进样机构沿底座控制微流控芯片的孵育反应区处于荧光检测机构下,基于均相时间分辨荧光技术以2个光传感器获得荧光信号强度;多次采集调制后的周期性时间分辨延时荧光信号,去除背景干扰,根据多次采集的双波长调制荧光信号的比值均值获得待分析物浓度丰度。
优选地,所述微流控芯片包括底壳和顶盖,配合底壳顺次以微流控毛细流道连接设有稀释液存储区、加样混合区、控制阀、孵育反应区和泵吸区;配合所述稀释液存储区设有液囊,所述加样混合区前端设有样品垫,对应稀释液存储区、样品垫和泵吸区的顶盖分别设有液囊加压孔、样本加样孔和泵抽吸气孔。
优选地,所述孵育反应区内预包埋设有若干颗供体试剂冻干球和若干颗受体试剂冻干球,供体试剂冻干球内的第一抗体微球与受体试剂冻干球内的第二抗体微球与样本中的待检测抗原形成双抗夹心耦合物。
优选地,所述检测装置的检测方法包括以下步骤:
步骤1:通过样品垫处的样本加样孔加入样本,样本通过样品垫预处理,初始状态下控制阀关闭;同时将加样后的微流控芯片置于指定位置,沿底座进入装置,开始检测;
步骤2:芯片处理机构作用于稀释液存储区的液囊加压孔,液囊破裂释放稀释液,稀释液冲洗样品垫,进一步洗脱样本,并在加样混合区稀释样本及混匀;
步骤3:以芯片处理机构作用于泵抽吸气孔,控制阀开启,控制预设量的样本稀释液进入孵育反应区,样本稀释液复融预包埋的供体试剂冻干球和受体试剂冻干球,供体试剂冻干球内的第一抗体微球为供体螯合物感光微球,受体试剂冻干球内的第二抗体微球为发光微球;
步骤4:孵育反应区在恒温条件下孵育设定时间周期,使抗原抗体充分反应,形成双抗夹心耦合物,若感光微球和发光微球的距离小于预设值,则感光微球和发光微球之间实现能量传递转移;
步骤5:以荧光检测机构的样本光学检测通道对准孵育反应区,荧光检测机构以特定频率启动激发光源,采用时间分辨延时采样技术去除背景干扰;通过光传感器获得感光微球和发光微球的荧光信号强度,计算比值,得到与抗原结合后的双抗夹心耦合物与离散的感光微球的浓度丰度比例,从而计算出待检测抗原的浓度丰度。
优选地,所述芯片处理机构包括配合设于底座前部的上方的推杆,推杆的底部与液囊加压孔配合设置;
所述芯片处理机构还包括配合设于底座后部的柱塞泵,配合泵抽吸气孔的柱塞泵的吸液端通过导向块设于倾斜设置的导轨上,柱塞泵的吸液端配合微流控芯片设于平移通道上方,配合柱塞泵的吸液端的后侧设有顶杆,所述顶杆与微流控芯片后端部的导向件配合设置。
优选地,配合所述推杆和荧光检测机构设有固定载板,相对于进样机构的底座另一侧设有与固定载板配合的第一驱动机构;固定载板的两侧边缘设于推杆和荧光检测机构间。
优选地,所述进样机构包括配合底座设置的滑块,所述滑块上可装卸设有微流控芯片,所述滑块连接至螺母,贯穿所述螺母设有螺杆,所述螺杆与第二驱动机构的输出端连接;配合所述滑块的底座上设有滑槽或滑轨。
优选地,所述荧光检测机构包括以激发光配合的激发光学通道,所述激发光学通道的末端设有第一分光二向镜,所述第一分光二向镜的反射光侧设有样本光学检测通道,所述第一分光二向镜的透射光侧设有第一荧光光学检测通道;所述第一荧光光学检测通道的中部设有第二分光二向镜,所述第二分光二向镜的反射光侧设有第二荧光光学检测通道;配合所述第一荧光光学检测通道和第二荧光光学检测通道分别设有对应的光传感器。
优选地,所述第一荧光光学检测通道和第二荧光光学检测通道内分别设有滤光片组,包括叠设的偏振片、干涉滤光片及颜色吸收滤光片。
优选地,所述底座设有加热膜,配合所述加热膜设有温度传感器。
本发明涉及一种POCT均相时间分辨荧光检测装置,包括底座,配合底座设有进样机构,进样机构可装卸设有微流控芯片;底座上设有并列的芯片处理机构和荧光检测机构,芯片处理机构和荧光检测机构与底座间设有微流控芯片的平移通道,配合荧光检测机构的输出端设有2个光传感器,2个光传感器检测的荧光的波长之差不为0;加样后的微流控芯片通过进样机构沿底座进入装置,以芯片处理机构处理微流控芯片中的样本并进入孵育反应区,完成孵育后,进样机构沿底座控制微流控芯片的孵育反应区处于荧光检测机构下,基于均相时间分辨荧光技术以2个光传感器获得荧光信号强度;多次采集调制后的周期性时间分辨延时荧光信号,去除背景干扰,根据多次采集的双波长调制荧光信号的比值均值获得待分析物浓度丰度。
本发明的技术构思为,以高灵敏的均相时间分辨荧光原理为基础检测方法,使用镧系元素(铕Eu和铽Tb)作为能量接收受体,镧系元素与络合的穴相结合,显著增加稳定性(可耐受低pH值、金属离子、DMSO、EDTA 等),并以镧系稀土元素做为荧光标记物质,利用稀土离子Stokes位移大、量子产率高、荧光寿命长的特点,采用波长分辨和时间分辨技术,在荧光激发和发射检测之间的时间延迟(一般为50us-200us)可快速将荧光的干扰降到最低,极大提高分析灵敏度;
均相时间分辨荧光技术利用两种荧光基团实现荧光共振能量转移技术(FRET),这两种荧光基团分别称为能量供体(Donor)和能量受体(Acceptor),能量供体被外来光源激发(例如氙灯或激光),如果它与能量受体距离比较接近(一般为10nm-20nm以内),则可以将能量共振转移至能量受体上,使其受到激发,发出特定波长的发射光;将能量供体和能量受体分别与相互作用的两个生物分子结合,生物分子的结合可以将能量供体和能量受体拉到足够近的距离,产生能量转移,由于能量受体的发射光来自能量转移,所以实验中不需要将未结合与已结合的分子分开,即不需要化学发光的磁微粒分离清洗过程,可以直接进行荧光检测。
本发明的有益效果在于:
(1)实现免清洗过程的均相检测,加样一步操作后直接获取检测结果;
(2)实现液相的发光检测,进一步提升灵敏度与提高检测结果重复性;
(3)实现时间分辨特性的延时检测,去除耗材等背景的快速荧光干扰;
(4)实现全血样本直接上样检测,滤血膜自动过滤红细胞等反应干扰;
(5)实现检测试剂的冻干预包埋,无需冷链运输,降低运输环节成本;
(6)微流控芯片流道达到毫米级直径,降低加工精度要求,降低生产成本。
附图说明
图1为本发明的主视图结构示意图;
图2为本发明的微流控芯片去除顶盖后的结构示意图;
图3为本发明的俯视图结构示意图;
图4为本发明的前视角度的立体图结构示意图,图中的A、B、C分别为微流控芯片运动的3个位置点下导向件的位置;
图5为本发明的荧光检测机构的内部光路示意图,箭头所示为光线的方向。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述,但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
本发明涉及一种POCT均相时间分辨荧光检测装置,所述装置包括底座1,配合所述底座1设有进样机构,所述进样机构可装卸设有微流控芯片2;所述底座1上设有并列的芯片处理机构和荧光检测机构3,芯片处理机构和荧光检测机构3与底座1间设有微流控芯片2的平移通道,配合所述荧光检测机构3的输出端设有2个光传感器4,2个所述光传感器4检测的荧光的波长之差不为0;
加样后的微流控芯片2通过进样机构沿底座1进入装置,以芯片处理机构处理微流控芯片2中的样本并进入孵育反应区5,完成孵育后,进样机构沿底座1控制微流控芯片2的孵育反应区5处于荧光检测机构3下,基于均相时间分辨荧光技术以2个光传感器4获得荧光信号强度;多次采集调制后的周期性时间分辨延时荧光信号,去除背景干扰,根据多次采集的双波长调制荧光信号的比值均值获得待分析物浓度丰度。
本发明中,以底座1实现各机构的装配,在实际的应用过程中,装置配合设有壳体(图中未示出)。
本发明中,配合底座1设置的进样机构用于将单次检测的微流控芯片2送入芯片处理机构和荧光检测机构3与底座1间的平移通道并进行平移,过程中以芯片处理机构对微流控芯片2进行处理,使其完成不同阶段的作业,以荧光检测机构3实现荧光信号强度的检测。
本发明中,配合荧光检测机构3的输出端设置2个光传感器4,2个光传感器4所检测的荧光的波长不相等,感光微球的荧光检测波长一般为620nm,发光微球的荧光检测波长为665nm,进而可以检测出一种特定的荧光标记物被激发后的荧光信号强度,使其与另一种荧光标记物被激发后的荧光信号强度进行比较,可以获得某一待分析物的浓度值;
过程中,多次采集调制后的固定频率周期性荧光信号,去除非特异频率的背景干扰,并且采用时间分辨延时采样技术,去除一次性耗材中掺杂的其它快速荧光底物干扰,根据多次采集的双波长感光微球和发光微球的荧光信号比值的均值获得待分析物浓度丰度;由于过程中采用特定频率调制、去除非该频率背景信号,所以需要进行多次测量并取均值。
本发明中,光传感器4采用高灵敏度的光传感器4,包括但不限于光电倍增管、雪崩二极管、硅光电倍增管SiPM等。
实施例2
在实施例1的基础上,所述微流控芯片2包括底壳6和顶盖7,配合底壳6顺次以微流控毛细流道8连接设有稀释液存储区9、加样混合区10、控制阀11、孵育反应区5和泵吸区12;配合所述稀释液存储区9设有液囊13,所述加样混合区10前端设有样品垫14,对应稀释液存储区9、样品垫14和泵吸区12的顶盖7分别设有液囊加压孔15、样本加样孔16和泵抽吸气孔17。
所述孵育反应区5内预包埋设有若干颗供体试剂冻干球18和若干颗受体试剂冻干球19,供体试剂冻干球18内的第一抗体微球与受体试剂冻干球19内的第二抗体微球与样本中的待检测抗原形成双抗夹心耦合物。
本发明中,微流控芯片2的底壳6和顶盖7间对应稀释液存储区9、加样混合区10、控制阀11、孵育反应区5和泵吸区12设有空间,其他区域隔断但通过微流控毛细流道8顺次连接,保证反应过程可控;显然,为了检测的顺利进行,顶盖7为透明;
稀释液存储区9内设置有用于存储稀释液或其他洗脱液的液囊13,液囊13可破,便于液体的释放;为了便于液囊13的破裂,对应稀释液存储区9设置液囊加压孔15,便于推杆下压作用于液囊13;
以自样本加样孔16加入全血样本为例,加样混合区10的前端的样品垫14可以过滤全血样本中的红细胞、白细胞以及纤维蛋白,得到血浆样本,同时在样品垫14外的加样混合区10与稀释液进一步洗脱得到的血浆样本进行混合;
控制阀11在初始状态下关闭,但通过泵吸区12的泵吸作用,控制阀11打开并通过预设的液量,进而加样混合区10的混合后的样本可以进入到孵育反应区5,与孵育反应区5内预包埋设的若干颗供体试剂冻干球18和若干颗受体试剂冻干球19进行反应,这些供体试剂冻干球18和受体试剂冻干球19被混合后的样本复融后,其内的第一抗体微球和第二抗体微球将与样本中的待检测抗原形成双抗夹心耦合物,用于检测;其中,供体试剂冻干球18和受体试剂冻干球19分别可以为一颗或多颗,图中仅展示一颗的情况;
泵吸区12事实上是一较小的空间,通过微流控毛细流道8连接孵育反应区5,以柱塞泵等通过其对应的泵抽吸气孔17工作,使得样本后移。
实施例3
在实施例2的基础上,所述检测装置的检测方法包括以下步骤:
步骤1:通过样品垫14处的样本加样孔16加入样本,样本通过样品垫14预处理,初始状态下控制阀11关闭;同时将加样后的微流控芯片2置于指定位置,沿底座1进入装置,开始检测;
步骤2:芯片处理机构作用于稀释液存储区9的液囊加压孔15,液囊13破裂释放稀释液,稀释液冲洗样品垫14,进一步洗脱样本,并在加样混合区10稀释样本及混匀;
步骤3:以芯片处理机构作用于泵抽吸气孔17,控制阀11开启,控制预设量的样本稀释液进入孵育反应区5,样本稀释液复融预包埋的供体试剂冻干球18和受体试剂冻干球19,供体试剂冻干球18内的第一抗体微球为供体螯合物感光微球,受体试剂冻干球19内的第二抗体微球为发光微球;
步骤4:孵育反应区5在恒温条件下孵育设定时间周期,使抗原抗体充分反应,形成双抗夹心耦合物,若感光微球和发光微球的距离小于预设值,则感光微球和发光微球之间实现能量传递转移;
步骤5:以荧光检测机构3的样本光学检测通道对准孵育反应区5,荧光检测机构3以特定频率启动激发光源20,采用时间分辨延时采样技术去除背景干扰;通过光传感器4获得感光微球和发光微球的荧光信号强度,计算比值,得到与抗原结合后的双抗夹心耦合物与离散的感光微球的浓度丰度比例,从而计算出待检测抗原的浓度丰度。
本发明中,均相时间分辨荧光技术结合荧光共振能量转移(FRET)和时间分辨荧光(TRF)两种技术,是利用具有穴状结构的Eu元素的螯和标记物和XL665作为一个供体,基于Eu穴状化合物的供体与受体(第二荧光标记物)之间的FRET;受体发射荧光的寿命等同与供体的发射荧光的寿命。过程中,因为Eu的荧光衰减周期较长,所以含Eu的供体会诱导XL665受体长时间地发射荧光,受体激发后产生的荧光便能持续较长时间,这样通过时间分辨荧光就可以区分那些短寿命的自身散射的荧光,这样从短寿命荧光背景中就很容易区分出FRET信号。当由于生物分子相互作用导致两个荧光基团接近时,在激发时被穴状化合物捕获的部分能量释放,发射波长为λ1,另一部分能量转移到受体上,发射波长为λ2,其中,λ2的发射光仅由供体引起的FRET产生,所以当生物分子相互作用时就会产生λ1和λ2两种被激发波长,否则就只有λ1一种被激发光波长,基于此就可以判断被结合的受体的量,进而可获得待分析物的量(浓度)。
本实施例中,以样本加入量20uL-50uL为例,对应的液囊13内预分装的稀释液或缓冲液为50uL-200uL,泵取60uL-250uL的血浆稀释液进行反应,供体试剂冻干球18和受体试剂冻干球19一般直径为2mm-3mm。
本发明中,步骤1加入的样本包括但不限于全血样本、血清血浆样本,本实施例中为全血样本;
步骤2过滤掉全血样本中的红细胞、白细胞以及纤维蛋白,得到血浆样本,液囊13内的缓冲液冲洗样品垫14,进一步洗脱血浆样本,并混匀;由于受空气阻力,控制阀11处于关闭状态;
步骤3中,基于泵吸的动力源作用,控制阀11打开,稀释液复融预包埋的供体试剂冻干球18和受体试剂冻干球19,第一抗体微球偶联的铕络合物配体和第二抗体微球偶联的藻蓝蛋白XL665的距离小于20nm;
步骤4中,供体试剂冻干球18内的供体螯合物感光微球上标记了第一抗体,受体试剂冻干球19内的发光微球上标记了第二抗体,孵育反应区5在恒温条件下(一般为37℃)孵育设定时间周期(一般为10分钟或者15分钟),使抗原抗体充分反应,形成双抗夹心的耦合物,感光微球和发光微球的距离小于预设值,感光微球和发光微球之间可以实现能量传递转移;
步骤5中,以激发光源20作用于孵育反应区5激发荧光,当铕络合物接收紫外波长后,发出620nm荧光,而XL665短距离内接收620nm激发光,发出665nm波长的二次荧光;激发后延时100us,通过2个光传感器4检测620nm与665nm两个波长的荧光信号强度并计算比值;通过调制激发光源20的信号频率,一般为100Hz-1000Hz,采集若干次调制后的周期性荧光信号,去除背景干扰;根据采集的若干次双波长荧光信号比值的均值,计算待检测抗原的浓度丰度。
实施例4
在实施例2的基础上,所述芯片处理机构包括配合设于底座1前部的上方的推杆21,推杆21的底部与液囊加压孔15配合设置;
所述芯片处理机构还包括配合设于底座1后部的柱塞泵22,配合泵抽吸气孔17的柱塞泵22的吸液端23通过导向块24设于倾斜设置的导轨25上,柱塞泵22的吸液端23配合微流控芯片2设于平移通道上方,配合柱塞泵22的吸液端23的后侧设有顶杆29,所述顶杆29与微流控芯片2后端部的导向件30配合设置。
配合所述推杆21和荧光检测机构3设有固定载板26,相对于进样机构的底座1另一侧设有与固定载板26配合的第一驱动机构(图中未示出);固定载板26的两侧边缘设于推杆21和荧光检测机构3间。
本发明中,初始状态下,微流控芯片2如附图4中A位点;微流控芯片2送入装置后,第一位置为以液囊加压孔15对准推杆21的底部,推杆21作用于液囊加压孔15位置对应的液囊13,使得液囊13破裂、释放稀释液;
第二位置为微流控芯片2向后运动直至其后端部的导向件30推向顶杆29的前侧面,柱塞泵22的吸液端23整体存在向后的趋势,进而导向块24顺着倾斜设置的导轨25运动,带动吸液端23向下、向后,直至柱塞泵22的吸液端23的底部吸液口与泵抽吸气孔17配合开始泵抽吸气,实现以此控制定量液体向后输送至孵育反应区5进行反应;如附图4中B、C位点;
第三位置为微流控芯片2向前返回直至孵育反应区5移动至荧光检测机构3下,进行荧光检测,同时释放柱塞泵22的吸液端23至导轨25上部。
本发明中,为了配合推杆21和荧光检测机构3向下运动,将两者固定在固定载板26上,同时以第一驱动机构(图中未示出)带动固定载板26及其上方的推杆21和荧光检测机构3完成竖直方向上的运动,便于整机的装配;显然,固定载板26的两侧边缘不会影响推杆21和荧光检测机构3的正常工作,故固定载板26的两侧边缘一般位于推杆21和荧光检测机构3间。
本发明中,推杆21和荧光检测机构3的向下虽然同样采用了第一驱动机构,但是两者分别工作时,微流控芯片2在平移通道中的位置是不一样的,推杆21位置的下压不用到底即可挤压液囊13(至破裂),而荧光检测机构3下压时错开位置,可以下压至更深位置以形成密闭空腔。
实施例5
在实施例1的基础上,所述进样机构包括配合底座1设置的滑块31,所述滑块31上可装卸设有微流控芯片2,所述滑块31连接至螺母32,贯穿所述螺母32设有螺杆33,所述螺杆33与第二驱动机构34的输出端连接;配合所述滑块31的底座1上设有滑槽或滑轨35。
本发明中,以滑块31带动微流控芯片2的平移,在实际应用过程中,底座1上设置滑槽或滑轨35,滑块31位于滑槽中或扣设于滑轨35上,防止非直线运动而影响实际的检测效果;第二驱动机构34工作,螺杆33转动后螺母32前后移动,带动滑块31平移,使微流控芯片2移动到液囊13挤压位、泵抽吸孔位、荧光检测位。
实施例6
在实施例1的基础上,所述荧光检测机构3包括以激发光(激发光源20)配合的激发光学通道36,所述激发光学通道36的末端设有第一分光二向镜37,所述第一分光二向镜37的反射光侧设有样本光学检测通道28,所述第一分光二向镜37的透射光侧设有第一荧光光学检测通道38;所述第一荧光光学检测通道38的中部设有第二分光二向镜39,所述第二分光二向镜39的反射光侧设有第二荧光光学检测通道40;配合所述第一荧光光学检测通道38和第二荧光光学检测通道40分别设有对应的光传感器4。
所述第一荧光光学检测通道38和第二荧光光学检测通道40内分别设有滤光片组27,包括叠设的偏振片、干涉滤光片及颜色吸收滤光片。
本发明中,以320nm紫外光为激发光,通过激发光学通道36射向第一分光二向镜37,部分光反射向样本光学检测通道28至孵育反应区5的样本,激发荧光后,以620nm与665nm两个波长的荧光为例,2个波长的荧光自样本光学检测通道28射向第一分光二向镜37并透射,射向第二分光二向镜39;第二分光二向镜39允许波长为665nm的荧光透射,但对于波长为620nm的荧光只能反射,故波长为620nm的荧光自第二荧光光学检测通道40反射至对应的光传感器4,而波长为665nm的荧光则继续自第一荧光光学检测通道38射至对应的光传感器4,进而2个光传感器4得到对应波长的荧光信号强度,并可基于此获得对应的被标记物浓度。
本发明中,对于第一分光二向镜37和第二分光二向镜39的设置可以采用分别45°朝向来光方向的方式,即第一分光二向镜37和第二分光二向镜39呈90°设置。
实施例7
在实施例1的基础上,所述底座1设有加热膜(图中未示出),配合所述加热膜设有温度传感器(图中未示出)。
本发明中,以加热膜和温度传感器的配合使得微流控芯片2可以始终维持在设定的孵育温度,显然可以配合设置控制模块;此为本领域技术人员容易理解的内容,本领域技术人员可以基于需求自行设置。

Claims (7)

1.一种POCT均相时间分辨荧光检测装置,其特征在于:所述装置包括底座,配合所述底座设有进样机构,所述进样机构可装卸设有微流控芯片;所述微流控芯片包括底壳和顶盖,配合底壳顺次以微流控毛细流道连接设有稀释液存储区、加样混合区、控制阀、孵育反应区和泵吸区;配合所述稀释液存储区设有液囊,所述加样混合区前端设有样品垫,对应稀释液存储区、样品垫和泵吸区的顶盖分别设有液囊加压孔、样本加样孔和泵抽吸气孔;
所述底座上设有并列的芯片处理机构和荧光检测机构,芯片处理机构和荧光检测机构与底座间设有微流控芯片的平移通道,配合所述荧光检测机构的输出端设有2个光传感器,2个所述光传感器检测的荧光的波长之差不为0;
所述芯片处理机构包括配合设于底座前部的上方的推杆,推杆的底部与液囊加压孔配合设置;所述芯片处理机构还包括配合设于底座后部的柱塞泵,配合泵抽吸气孔的柱塞泵的吸液端通过导向块设于倾斜设置的导轨上,柱塞泵的吸液端配合微流控芯片设于平移通道上方,配合柱塞泵的吸液端的后侧设有顶杆,所述顶杆与微流控芯片后端部的导向件配合设置;配合所述推杆和荧光检测机构设有固定载板,相对于进样机构的底座另一侧设有与固定载板配合的第一驱动机构;固定载板的两侧边缘设于推杆和荧光检测机构间;
加样后的微流控芯片通过进样机构沿底座进入装置,以芯片处理机构处理微流控芯片中的样本并进入孵育反应区,完成孵育后,进样机构沿底座控制微流控芯片的孵育反应区处于荧光检测机构下,基于均相时间分辨荧光技术以2个光传感器获得荧光信号强度;多次采集调制后的周期性时间分辨延时荧光信号,去除背景干扰,根据多次采集的双波长调制荧光信号的比值均值获得待分析物浓度丰度。
2.根据权利要求1所述的一种POCT均相时间分辨荧光检测装置,其特征在于:所述孵育反应区内预包埋设有若干颗供体试剂冻干球和若干颗受体试剂冻干球,供体试剂冻干球内的第一抗体微球与受体试剂冻干球内的第二抗体微球与样本中的待检测抗原形成双抗夹心耦合物。
3.根据权利要求2所述的一种POCT均相时间分辨荧光检测装置,其特征在于:所述检测装置的检测方法包括以下步骤:
步骤1:通过样品垫处的样本加样孔加入样本,样本通过样品垫预处理,初始状态下控制阀关闭;同时将加样后的微流控芯片置于指定位置,沿底座进入装置,开始检测;
步骤2:芯片处理机构作用于稀释液存储区的液囊加压孔,液囊破裂释放稀释液,稀释液冲洗样品垫,进一步洗脱样本,并在加样混合区稀释样本及混匀;
步骤3:以芯片处理机构作用于泵抽吸气孔,控制阀开启,控制预设量的样本稀释液进入孵育反应区,样本稀释液复融预包埋的供体试剂冻干球和受体试剂冻干球,供体试剂冻干球内的第一抗体微球为供体螯合物感光微球,受体试剂冻干球内的第二抗体微球为发光微球;
步骤4:孵育反应区在恒温条件下孵育设定时间周期,使抗原抗体充分反应,形成双抗夹心耦合物,若感光微球和发光微球的距离小于预设值,则感光微球和发光微球之间实现能量传递转移;
步骤5:以荧光检测机构的样本光学检测通道对准孵育反应区,荧光检测机构以特定频率启动激发光源,采用时间分辨延时采样技术去除背景干扰;通过光传感器获得感光微球和发光微球的荧光信号强度,计算比值,得到与抗原结合后的双抗夹心耦合物与离散的感光微球的浓度丰度比例,从而计算出待检测抗原的浓度丰度。
4.根据权利要求1所述的一种POCT均相时间分辨荧光检测装置,其特征在于:所述进样机构包括配合底座设置的滑块,所述滑块上可装卸设有微流控芯片,所述滑块连接至螺母,贯穿所述螺母设有螺杆,所述螺杆与第二驱动机构的输出端连接;配合所述滑块的底座上设有滑槽或滑轨。
5.根据权利要求1所述的一种POCT均相时间分辨荧光检测装置,其特征在于:所述荧光检测机构包括以激发光配合的激发光学通道,所述激发光学通道的末端设有第一分光二向镜,所述第一分光二向镜的反射光侧设有样本光学检测通道,所述第一分光二向镜的透射光侧设有第一荧光光学检测通道;所述第一荧光光学检测通道的中部设有第二分光二向镜,所述第二分光二向镜的反射光侧设有第二荧光光学检测通道;配合所述第一荧光光学检测通道和第二荧光光学检测通道分别设有对应的光传感器。
6.根据权利要求5所述的一种POCT均相时间分辨荧光检测装置,其特征在于:所述第一荧光光学检测通道和第二荧光光学检测通道内分别设有滤光片组,包括叠设的偏振片、干涉滤光片及颜色吸收滤光片。
7.根据权利要求1所述的一种POCT均相时间分辨荧光检测装置,其特征在于:所述底座设有加热膜,配合所述加热膜设有温度传感器。
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