CN1908645A - 定量电化学生物检测试纸条 - Google Patents
定量电化学生物检测试纸条 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1908645A CN1908645A CN 200510089267 CN200510089267A CN1908645A CN 1908645 A CN1908645 A CN 1908645A CN 200510089267 CN200510089267 CN 200510089267 CN 200510089267 A CN200510089267 A CN 200510089267A CN 1908645 A CN1908645 A CN 1908645A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- test strips
- electrode
- molecule
- strips according
- reaction
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种通过电化学方法对生物结合反应进行定量检测的试纸条，目的是提供一种快速、简单、灵敏、定量的生物检测试纸条。本发明所提供的试纸条，是在固体基质上首先制备电极，然后加上一层固定了捕捉分子的膜材料。样品中待测分子、膜上的捕捉分子和另外一个酶标记分子之间进行竞争或非竞争生物结合反应，通过酶或者它的反应产物的电化学信号进行定量检测。本发明描述的电化学试纸条将常规试纸条简单、快速、低成本的优势与电化学定量、灵敏的特点相结合，特别适合野外、现场、家庭、急诊室等场所使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过电化学方法对生物结合反应进行定量检测的试纸条。
背景技术
很多物质的定性、定量分析可以通过抗原/抗体免疫检测进行，这些物质既包括有机小分子、氨基酸、多肽、多糖，也包括蛋白质、核酸、病毒、细菌等生物大分子。一般来说，免疫检测要在特殊的实验室操作，以微孔板或试管为反应容器，经过较长时间反应后，达到较低的检测下限。常规免疫检测的主要缺陷是，由于涉及多步操作，包括抗原/抗体反应、清洗、酶/底物反应等，分析时间长、过程复杂、需要特殊仪器和设备，只适合在实验室使用。
近年来，人们更加注重开发用于护理点(point-of-care)的和移动式免疫检测仪。护理点检测仪可以在中心检验科以外的地方使用，比如专科室、病房、门诊室、急诊室，甚至病人家中。移动式免疫检测仪可以在现场对有毒物质进行快速诊断，以便当场决定治理措施。目前，这些操作简单、检测快速的体系多数是通过免疫色谱的方式实现的。在这个方法中，生物结合分子(如抗体)固定在一个多孔试纸条的一端。含分析物的液体样品加上试纸条的另一端后，在毛细管力的作用下，液体向固定了生物结合分子的一端流动。分析物在固定区与抗体进行结合反应，没有结合的分析物随着液体继续流动，达到分离效果。由于上述生物反应的试剂通过液体在试纸条上的横向流动而混合，免疫色谱检测在加样后一步完成，操作便利，分析时间短(几分钟至十几分钟)。
目前使用的免疫检测试纸条绝大部分采用胶体金作为信号标记。当生物结合反应在试纸条的固定区发生时，胶体金在表面聚集，产生粉红色色带。使用者通过颜色的变化和产生颜色的深浅，可以做定性甚至半定量分析。类似的检测在美国专利5622871，4703017，5468647，5622871，5798273中有描述。但是，金标试纸条检测结果没有数字化，不利于存档，也不能用于定量分析，极大地限制了技术的使用范围。
也有一些利用试纸条进行定量分析的描述。美国专利5756362采用liposome包裹的电活性分子作为信号标记，在试纸条上进行免疫反应，然后用电化学技术进行定量检测。美国专利6478938采用金属胶体作为信号标记，在试纸条上进行免疫反应，然后通过测量导电率进行定量分析。McNeil等人报道了用水解酶为标记，用pH电极检测的方法(C.J.McNeil et al.Electrochemistry Communications，2004，6，138-143)。上述方法仍处在探索阶段，而且灵敏度有限。在美国专利6670115的描述中，试纸条仅仅作为试剂载体，免疫反应和信号检测均在电极表面进行，这种方式对于生物分子的固定量有限，影响检测灵敏度。
因此，现在需要一种器件，既充分发挥免疫检测试纸条操作简单、造价低、分析时间短、便于携带的优势，又能做到定量、高灵敏度检测。
发明内容
本发明公开了一种通过电化学方法对生物结合反应进行定量检测的试纸条，目的是提供一种快速、简单、灵敏、定量的生物检测试纸条，特别适合野外、现场、家庭、急诊室等场所使用。
本发明所提供的试纸条，是在固体基质上首先制备电极，然后加上一层固定了捕捉分子的膜材料。样品中待测分子、膜上的捕捉分子和另外一个酶标记分子之间进行竞争或非竞争生物结合反应，通过酶或者它的反应产物的电化学信号进行定量检测。
发明中的电极，可以利用各种厚膜或薄膜加工工艺在塑料基质材料上制备。丝网印刷是一种成熟的厚膜加工工艺，已经用于商品化的生物传感器的制备。可以用于丝网印刷加工的电极材料包括碳、金、银、氯化银，塑料基质材料包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸。
发明中的多孔膜，可以采用常规试纸条的膜材料，比如硝酸纤维素膜、尼龙膜。检测所需的生物试剂可以预先固定在膜上，当液体样品滴加后，在毛细管力的作用下，液体带动试剂在膜内横向扩散，造成试剂混合及分离。以免疫检测为例，如果采用夹心法，则将酶标记抗体固定在加样区，捕捉抗体固定在反应区。加样后，液体带动分析物和标记抗体做横向流动，在反应区与捕捉抗体结合，形成夹心结合物。多余的试剂继续流动至收集区，与结合物自动分离。类似的操作可以用于竞争免疫检测，或其它生物结合反应。
上述生物结合反应完成后，向反应区加入标记酶的检测试剂。由于反应区处于电极的正上方，检测试剂或它的反应产物可以与电极接触。这样，通过电化学检测仪向电极施加电压或电流，测量产生的电信号，就可以对生物结合反应进行定量分析。比较合适的酶标记包括碱性磷酸酶、过氧化酶、葡萄糖氧化酶，而相应的电化学测量方法有安培法、记时安培法、电量法、计时电量法、线型伏安法、循环伏安法等。
附图说明
图1为本发明试纸条的结构示意图，图中1为基质材料；2、3、4为电极导轨；5为绝缘层；6为工作电极；7为参比电极；8为对电极；9为膜材料；10为加样区；11为反应/检测区；12为围栏。
图2为实施例1中获得的结果，其中(A)为循环伏安图，(B)为检测电流与酶标抗体浓度的关系图。
图3为实施例2中获得的结果，其中(A)为循环伏安图，(B)为检测电流与抗雌二醇抗体浓度的关系图。
图4为实施例3中获得的结果，其中(A)为循环伏安图，(B)为检测电流与雌二醇浓度的关系图。
具体实施方式
实施例1：电化学方法检测硝酸纤维素膜上小鼠IgG/羊抗小鼠IgG之间的免疫反应。
取边长1cm的方形硝酸纤维素膜，在10μg/mL小鼠IgG(溶于20mM碳酸钠/碳酸氢钠缓冲液，pH9.5)中过夜浸泡。清洗后，用1％BSA封闭2小时。加入不同浓度的碱性磷酸酶标记的羊抗小鼠抗体，室温振荡反应1小时。清洗后，将膜片放在丝网印刷电极片上，加入磷酸苯酚。等待5分钟后，启动电化学工作站的循环伏安检测程序，记录电流信号。得到如图2所示结果，表明检测的电流信号与酶标抗体浓度在一定范围内呈线形关系，而且最低可以检测0.1μg/mL(0.7nM)抗体。
实施例2：电化学方法检测硝酸纤维素膜上雌二醇抗原/抗体之间的免疫反应。
取边长1cm的方形硝酸纤维素膜，在10μg/mL雌二醇抗原(溶于20mM碳酸钠/碳酸氢钠缓冲液，pH9.5)中过夜浸泡。清洗后，用1％BSA封闭1小时。加入不同浓度的雌二醇小鼠单抗，室温振荡反应1小时。清洗后，加入稀释1000倍的碱性磷酸酶标记的羊抗小鼠二抗，室温振荡反应1小时。清洗后，将膜片放在丝网印刷电极片上，加入磷酸苯酚。等待5分钟后，启动电化学工作站的循环伏安检测程序，记录电流信号。得到如图3所示结果，表明检测的电流信号与雌二醇抗体浓度在一定范围内呈相关性，而且最低可以检测0.1μg/mL(0.7nM)抗体。
实施例3：电化学方法检测硝酸纤维素膜上雌二醇的竞争免疫反应。
取边长1cm的方形硝酸纤维素膜，在10μg/mL雌二醇抗原(溶于20mM碳酸钠/碳酸氢钠缓冲液，pH9.5)中过夜浸泡。清洗后，用1％BSA封闭1小时。加入不同浓度的雌二醇和0.1μg/mL雌二醇小鼠单抗，室温振荡反应1小时。清洗后，加入稀释1000倍的碱性磷酸酶标记的羊抗小鼠二抗，室温振荡反应1小时。清洗后，将膜片放在丝网印刷电极片上，加入磷酸苯酚。等待5分钟后，启动电化学工作站的循环伏安检测程序，记录电流信号。得到如图4所示结果，表明检测的电流信号随雌二醇浓度的增加而降低，IC-50值约为40ng/mL。
Claims (10)
1、一种通过电化学方法对生物结合反应进行定量检测的试纸条，是在固体基质上首先制备电极，然后加上一层固定了捕捉分子的膜材料。样品中待测分子、膜上的捕捉分子和另外一个酶标记分子之间进行竞争或非竞争生物结合反应，通过酶或者它的反应产物的电化学信号进行定量检测。
2、根据权利要求1所述的试纸条，其特征在于，所述电极包括一个工作电极、一个参比电极和一个对电极。
3、根据权利要求1所述的试纸条，其特征在于，所述电极包括一个工作电极和一个组合式参比电极/对电极。
4、根据权利要求1所述的试纸条，其特征在于，所述电极由丝网印刷方法制备。
5、根据权利要求1所述的试纸条，其特征在于，所述膜材料为硝酸纤维素膜或尼龙膜。
6、根据权利要求1所述的试纸条，其特征在于，所述捕捉分子是抗原、半抗原、抗体、核糖核酸(RNA)、脱氧核糖核酸(DNA)、寡核苷酸(oligonucleotide)。
7、根据权利要求1所述的试纸条，其特征在于，所述待测分子为有机分子、氨基酸、肽、蛋白质、核苷、核苷酸、寡核苷酸、核酸、维生素、单糖、寡糖、脂类、激素、类固醇、固醇、药物化合物、碳水化合物及其复合物、。
8、根据权利要求1所述的试纸条，其特征在于，所述酶标记为碱性磷酸酶、过氧化酶、葡萄糖氧化酶。
9、根据权利要求1所述的试纸条，其特征在于，所述生物结合反应是抗原/抗体免疫反应、DNA/DNA、DNA/RNA、RNA/RNA杂交反应和配体/受体反应。
10、根据权利要求1所述的试纸条，其特征在于，所述电化学方法是安培法、记时安培法、电量法、计时电量法、线型伏安法、循环伏安法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510089267 CN1908645A (zh) | 2005-08-01 | 2005-08-01 | 定量电化学生物检测试纸条 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510089267 CN1908645A (zh) | 2005-08-01 | 2005-08-01 | 定量电化学生物检测试纸条 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1908645A true CN1908645A (zh) | 2007-02-07 |
Family
ID=37699816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200510089267 Pending CN1908645A (zh) | 2005-08-01 | 2005-08-01 | 定量电化学生物检测试纸条 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1908645A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102227636A (zh) * | 2008-09-30 | 2011-10-26 | 梅纳伊医疗科技有限公司 | 样品测量系统 |
| CN105556307A (zh) * | 2013-04-15 | 2016-05-04 | 南洋理工大学 | 电化学侧向流动生物测定和生物传感器 |
| CN106018851A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-10-12 | 济南大学 | 一种基于片状黑磷的类固醇免疫传感器的制备方法及应用 |
| CN110470707A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-19 | 山东第一医科大学(山东省医学科学院) | 一种空心金银纳米球的早期脑卒中电化学定量检测试纸条 |
| CN114113247A (zh) * | 2020-08-31 | 2022-03-01 | 浙江纳智汇生物科技有限公司 | 基于酶抑制法的电化学检测方法、检测芯片、检测试剂盒及检测系统 |
-
2005
- 2005-08-01 CN CN 200510089267 patent/CN1908645A/zh active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102227636A (zh) * | 2008-09-30 | 2011-10-26 | 梅纳伊医疗科技有限公司 | 样品测量系统 |
| CN105556307A (zh) * | 2013-04-15 | 2016-05-04 | 南洋理工大学 | 电化学侧向流动生物测定和生物传感器 |
| CN105556307B (zh) * | 2013-04-15 | 2019-07-05 | 南洋理工大学 | 电化学侧向流动生物测定和生物传感器 |
| CN106018851A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-10-12 | 济南大学 | 一种基于片状黑磷的类固醇免疫传感器的制备方法及应用 |
| CN106018851B (zh) * | 2016-05-23 | 2018-01-30 | 济南大学 | 一种基于片状黑磷的类固醇免疫传感器的制备方法及应用 |
| CN110470707A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-19 | 山东第一医科大学(山东省医学科学院) | 一种空心金银纳米球的早期脑卒中电化学定量检测试纸条 |
| CN110470707B (zh) * | 2019-07-30 | 2022-02-25 | 山东第一医科大学(山东省医学科学院) | 一种空心金银纳米球的早期脑卒中电化学定量检测试纸条 |
| CN114113247A (zh) * | 2020-08-31 | 2022-03-01 | 浙江纳智汇生物科技有限公司 | 基于酶抑制法的电化学检测方法、检测芯片、检测试剂盒及检测系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zea et al. | Electrochemical sensors for cortisol detections: Almost there | |
| US6682648B1 (en) | Electrochemical reporter system for detecting analytical immunoassay and molecular biology procedures | |
| US9835620B2 (en) | Multiple-analyte assay device and system | |
| JP4468594B2 (ja) | 固体相内の分析物質を電気化学的に定量分析するためのシステム | |
| JP5036867B2 (ja) | バイオセンサ | |
| Messina et al. | Microfluidic immunosensor design for the quantification of interleukin-6 in human serum samples | |
| EP0286084A2 (en) | A device for the rapid qualitative or quantitative assay of entities having a biological activity | |
| Lim et al. | Construction of electrochemical flow immunoassay system using capillary columns and ferrocene conjugated immunoglobulin G for detection of human chorionic gonadotrophin | |
| US20090246795A1 (en) | Immunoassay device and method | |
| CA2300268A1 (en) | Electrochemical reporter system for detecting analytical immunoassay and molecular biology procedures | |
| Bossi et al. | Capillary electrophoresis coupled to biosensor detection | |
| CN1908645A (zh) | 定量电化学生物检测试纸条 | |
| EP3679856A1 (en) | Chromatographic strip comprising multiple test lines, diagnostic kit comprising same, and qualitative, semi-quantitative or quantitative analysis method comprising multiple competitive reaction measurement steps | |
| WO2009111254A2 (en) | A rapid and sensitive method for quantitative determination of the level of heparin-pf4 complex induced immunoglobulin antibodies | |
| Charoenkitamorn et al. | Electrochemical and optical biosensors for biological sensing applications. | |
| JP6231655B2 (ja) | 生体分子相互作用を調整するための側方流動イムノアッセイにおけるｐＨ／温度／イオン勾配の発生およびその用途 | |
| Weetall | Biosensor technology what? where? when? and why? | |
| KR100869589B1 (ko) | 바이오센서를 이용한 생체 물질의 정량적 측정 방법 | |
| US11275084B2 (en) | Successive sampling device and associated method | |
| JPH03505920A (ja) | 検出方法 | |
| WO2023037111A1 (en) | Electrochemical shotgun tagging assay | |
| EP3978619A1 (en) | Automated silver enhancement system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C57 | Notification of unclear or unknown address | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Guo Lianghong Document name: Notice of publication of application for patent for invention |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20070207 |