CN201867413U - 一种多重检测免疫层析芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多重检测免疫层析芯片，该免疫层析芯片的结构组成为：粘性底衬、样品垫、结合垫、分析膜和吸水垫。其可克服在先技术中，免疫层析技术无法高通量检测以及芯片技术操作复杂无法现场使用的缺点，通过将免疫层析反应模式与芯片检测矩阵设置有机融合，最终实现了以现场简便操作为前提的高通量检测，即一次加样实现多种目标被检物的同步检测。

Description

一种多重检测免疫层析芯片

发明领域

本实用新型属于免疫诊断技术领域，涉及一种多重检测免疫层析芯片，将免疫层析技术与芯片技术有机融合，可以实现一份样品中多种目标被检物的同时检测。 

背景技术

免疫层析技术是一种成熟的现场快速检测技术，其物理结构包括以下几个部分：粘性底衬、样品垫、结合垫、分析膜以及吸水垫，其中结合垫中固定有示踪物-生物活性分子的结合物，而分析膜上则固定有不同种类的生物分子作为检测带和质控带。样品垫、结合垫、分析膜以及吸水垫按照一定的重叠关系固定于粘性底衬，从而保证了液体在层析试纸内部流动的连续性。检测的过程中操作者只需将液体样品滴加于样品垫上，样品渗透入结合垫使其中固定的结合物重新溶解游离，并在吸水垫以及毛细作用的带动下，通过检测带与质控带向吸水垫的方向移动，在这一过程中将根据样品中目标被检物的有无，在检测带与质控带上发生特异的免疫反应，从而产生可检测的信号。由于所有检测所需的生物试剂已经全部固定于成品试纸，操作者只需完成滴加液体样品的过程，且整个检测流程只需10-15分钟，因而免疫层析是最为简便、快捷的现场检测手段，但其通常只能对一种靶标进行分析，高通量检测未能实现。 

芯片技术的产生便是顺应了生物分析对于靶标(核酸或蛋白)高通量检测的需求，其通过点样仪将作为检测探针的核酸或蛋白固定于玻璃片基的不同区域构成相对分离的检测矩阵，矩阵中的每个区域对应于一种靶标的检测。将样品直接滴加于芯片的检测矩阵区域，经过孵育(使核酸杂交或免疫反应得以发生)、清洗、示踪等步骤，在芯片上将根据靶标的有无从而在特定区域产生可检测的信号。与免疫层析的均相反应(homogeneous)只需的一步加样有所不同，芯片技术尤其是蛋白芯片技术属于异相反应(heterogeneous)，其操作过程不可避免的需要反复的孵育、清洗等过程，且对操作的标准化以及操作的环境有极为严格的要求，无法实现现场甚至是一线实验室的检测需求。免疫层析技术和芯片技术的区别特征详见附图1所示： 

若能将免疫层析的快速便捷与芯片技术的高通量有机融合，研制可在现场以简便的操作实现高通量检测目的的新型技术，则可更好的满足疾控系统等现场检监测部门对于高通量快速筛查的需求。 

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型公开了一种多重检测免疫层析芯片，其可克服在先技术中，免疫层析技术无法高通量检测以及芯片技术操作复杂无法现场使用的缺点，通过将免疫层析反应模式与芯片检测矩阵设置有机融合，最终实现了以现场简便操作为前提的高通量检测，即一次加样实现多种目标被检物的同步检测。 

本实用新型的技术方案为： 

一种免疫层析芯片，其结构组成包括： 

粘性底衬[1]、样品垫[2]、结合垫[3]、分析膜[4]和吸水垫[5]。(如附图2所示)其中，结合垫[3]中固定有若干种检测结合物[6]与一种质控结合物[7]；检测结合物[6]由示踪物[8]和液相检测探针[9]连接而成，并与被检靶标[10]特异性的一一对应；质控结合物[7]由示踪物[8]和液相质控探针[11]连接而成。分析膜[4]上设置有一个检测矩阵单元[12]；每个检测矩阵单元[12]包括一个检测区[13]与一个质控区[14]；检测区[13]由多种固相检测探针[15]构成，质控区[14]由一种固相质控探针[16]构成；检测区[13]中的每种固相检测探针[15]位置明确固定，对应于一种被检靶标[10]的特异性检测，质控区[14]中的固相质控探针[16]位置也明确固定，可与质控结合物[7]内的液相质控探针[11]直接结合。样品垫[2]、结合垫[3]、分析膜[4]和吸水垫[5]依次粘贴于作为粘性底衬[1]的PVC板上，其中，分析膜[4]贴于粘性底衬[1]的中间，吸水垫[5]贴于分析膜[4]的一侧，两者重合部分为吸水垫[5]长度的1/15-1/6；结合垫[3]贴于分析膜[4]的另一侧，两者重合部分为结合垫[3]长度的1/10-1/5；样品垫[2]贴于结合垫[3]的另一侧，两者重合部分为样品垫[2]长度的1/5-1/2。 

本实用新型免疫层析芯片的制备方法为： 

A.结合垫[3]制备：将质控结合物[7]和检测结合物[6]混合得结合物混合液，将结合物混合液加于作为结合垫[3]的玻璃纤维、聚酯膜或无纺布上，烘干备用； 

B.分析膜[4]制备：将作为固相检测探针[15]与固相质控探针[16]的抗原、抗体以圆形斑点形式点在硝酸纤维素膜或尼龙膜上，每种探针位置明确固定，分别形成检测区[13]与质控区[14]，构成一个检测矩阵单元[12]；每个检测矩阵单元[12]中，固相检测探针[15]及其明确固定位置与被检靶标[10]一一对应，固相质控探针[16]只需一种且也具有明确固定位置；在分析膜[4]上连续喷点若干个检测矩阵单元[12]，烘干备用；(见附图3) 

C.本实用新型免疫层析芯片粘贴剪切成型：将样品垫[2]、结合垫[3]、分析膜[4]和吸水垫[5]依次粘贴于作为粘性底衬[1]的PVC板上，确保相互之间的重叠关系；自检测矩阵单元[12]之间的分割点[17]将免疫层析芯片剪切为单独可用的成品，得免疫层析 芯片；成型的免疫层析芯片可直接使用或置入塑料外壳中使用。(见附图4) 

使用本实用新型免疫层析芯片进行生物靶标检测的方法： 

A.添加样品：将液体样品或经过预处理的液体样品滴加至本实用新型免疫层析芯片的样品垫[2]上； 

B.层析反应：静置数分钟待层析反应完成； 

C.结果判读：对于带有颜色的示踪物[8]可直接肉眼观察判定结果，对于产生光、电或磁信号的示踪物[8]需仪器进行结果判读；由于针对特定被检靶标[10]的固相检测探针[15]在分析膜[4]上的位置明确固定，因而对明确固定位置上示踪物[8]的信号，包括颜色、光、电或磁，进行判读即可实现某种被检靶标[10]的定性定量检测。 

在传统技术中，免疫层析技术无法高通量检测，而芯片技术操作复杂无法现场使用。针对这些问题，在本实用新型中通过将免疫层析反应模式与芯片检测矩阵设置有机融合，设计了一种免疫层析芯片，最终实现了以现场简便操作为前提的高通量检测，即一次加样实现多种目标被检物的同步检测。 

附图说明

图1：免疫层析技术与芯片技术比较； 

a：粘性底衬，b：样品垫，c：结合垫，d：分析膜，e：吸水垫，f：结合物，g：检测带，h：质控带，i：液体样品流动方向，j：可检测信号，k：玻璃片基，l：靶标1检测区，m：靶标2检测区，n：液体样品扩散方向。 

图2：免疫层析芯片结构组成图； 

1、粘性底衬、2、样品垫、3、结合垫、4、分析膜、5、吸水垫、6、检测结合物、7、质控结合物、8、示踪物、9、液相检测探针、10、被检靶标、11、液相质控探针、12、检测矩阵单元、13、检测区、14、质控区、15、固相检测探针、16、固相质控探针； 

o：特异检测，p：系统质控。 

图3：分析膜制备示意图； 

图4：免疫层析芯片粘贴剪切成型示意图； 

17、分割点。 

图5：双抗原夹心模式免疫层析芯片结构组成图； 

A1、粘性底衬、A2、样品垫、A3、结合垫、A4、分析膜、A5、吸水垫、A6、检测结合物、A7、质控结合物、A8、示踪物、A9、液相检测抗原、A10、被检抗体、A11、液相质控抗原、A12、检测矩阵单元、A13、检测区、A14、质控区、A15、固相检测抗原、A16、固相质控抗体；o：特异检测，p：系统质控。 

图6：间接模式免疫层析芯片结构组成图； 

B1、粘性底衬、B2、样品垫、B3、结合垫、B4、分析膜、B5、吸水垫、B6、检测结合物、B7、质控结合物、B8、示踪物、B9、羊抗人IgG、B10、被检人抗体、B11、羊抗兔IgG、B12、检测矩阵单元、B13、检测区、B14、质控区、B15、固相检测抗原、B16、固相质控抗体；o：特异检测，p：系统质控。 

图7：竞争模式免疫层析芯片结构组成图； 

C1、粘性底衬、C2、样品垫、C3、结合垫、C4、分析膜、C5、吸水垫、C6、检测结合物、C7、质控结合物、C8、示踪物、C9、液相检测抗原、C10、被检抗原、C11、地高辛、C12、检测矩阵单元、C13、检测区、C14、质控区、C15、固相检测抗体、C16、固相质控抗体；o：特异检测，p：系统质控。 

下面结合附图进一步说明本实用新型。 

具体实施方式：

实施例1：双抗原夹心模式免疫层析芯片 

双抗原夹心模式免疫层析芯片用于对血清样品中的特定抗体进行检测，检测结合物为示踪物与被检抗体的特异性抗原连接而成。 

如附图5所示，双抗原夹心模式免疫层析芯片由粘性底衬[A1]、样品垫[A2]、结合垫[A3]、分析膜[A4]以及吸水垫[A5]构成。结合垫[A3]中固定有若干种检测结合物[A6]与一种质控结合物[A7]；检测结合物[A6]由示踪物[A8]以及液相检测抗原[A9]连接而成，并与被检抗体[A10]特异性的一一对应；质控结合物[A7]由示踪物[A8]以及液相质控抗原[A11]连接而成。分析膜[A4]上设置有一个检测矩阵单元[A12]；每个检测矩阵单元[A12]包括一个检测区[A13]与一个质控区[A14]；检测区[A13]由多种固相检测抗原[A15]构成，质控区[A14]由一种固相质控抗体[A16]构成；检测区[A13]中的每种固相检测抗原[A15]位置明确固定对应于一种被检抗体[A10]的特异性检测，而质控区[A14]中的固相质控抗体[A16]位置也明确固定，可与质控结合物[A7]内的液相质控抗原[A11]直接结合；样品垫[A2]、结合垫[A3]、分析膜[A4]和吸水垫[A5]依次粘贴于作为粘性底衬[A1]的PVC板上，其中，分析膜[A4]贴于粘性底衬[A1]的中间，吸水垫[A5]贴于分析膜[A4]的一侧，两者重合部分为吸水垫[A5]长度的1/6；结合垫[A3]贴于分析膜[A4]的另一侧，两者重合部分为结合垫[A3]长度的1/5；样品垫[A2]贴于结合垫[A3]的另一侧，两者重合部分为样品垫[A2]长度的1/2。 

双抗原夹心模式免疫层析芯片的制备方法为： 

A.结合垫[A3]制备：将质控结合物[A7]和检测结合物[A6]混合得结合物混合液，将结合物混合液加于作为结合垫[A3]的玻璃纤维上，烘干备用； 

B.分析膜[A4]制备：将固相检测抗原[A15]以及固相质控抗体[A16]以圆形斑点形式点在硝酸纤维素膜上，每种抗原和抗体的位置明确固定可以准确寻址，分别形成检测区[A13]与质控区[A14]，构成一个检测矩阵单元[A12]；每个检测矩阵单元[A12]中，固相检测抗原[A15]及其明确固定位置与被检抗体[A10]一一对应，固相质控抗体[A16]只需一种且也具有明确固定位置；在分析膜[A4]上连续喷点若干个检测矩阵单元[A12]，烘干备用； 

C.本实用新型免疫层析芯片粘贴剪切成型：将样品垫[A2]、结合垫[A3]、分析膜[A4]和吸水垫[A5]依次粘贴于作为粘性底衬[A1]的PVC板上，确保相互之间的重叠关系；自检测矩阵单元[A12]之间的分割点[17]将本实用新型免疫层析芯片剪切为单独可用的成品，得本实用新型免疫层析芯片；成型的免疫层析芯片可直接使用或置入塑料外壳中使用。 

使用上述本实用新型双抗原夹心模式免疫层析芯片进行生物靶标检测的方法： 

A.添加样品：将液体样品或经过预处理的液体样品滴加至本实用新型免疫层析芯片的样品垫[A2]上； 

B.层析反应：静置数分钟待层析反应完成； 

C.结果判读：对于带有颜色的示踪物[A8]可直接肉眼观察判定结果，对于产生光、电或磁信号的示踪物[A8]需仪器进行结果判读；由于针对特定被检抗体[A10]的固相检测抗原[A15]在分析膜[A4]上的位置明确固定，因而对明确固定位置上示踪物[A8]的信号，包括颜色、光、电或磁，进行判读即可实现某种被检抗体[A10]的定性定量检测。 

实施例2：间接模式免疫层析芯片 

间接模式免疫层析芯片用于对血清样品中的特定抗体进行检测，检测结合物为示踪物与被检抗体的二抗连接而成。在此以对人血清样品进行检测为例，进行说明。 

如附图6所示，间接模式免疫层析芯片由粘性底衬[B1]、样品垫[B2]、结合垫[B3]、分析膜[B4]以及吸水垫[B5]构成。结合垫[B3]中固定有一种检测结合物[B6]与一种质控结合物[B7]；检测结合物[B6]由示踪物[B8]以及羊抗人IgG[B9]连接而成，可与被检人抗体[B10]特异性反应；质控结合物[B7]由示踪物[B8]以及羊抗兔IgG[B11]连接而成。分析膜[B4]上设置有一个检测矩阵单元[B12]；每个检测矩阵单元[B12]包括一个检测区[B13]与一个质控区[B14]；检测区[B13]由多种固相检测抗原[B15]构成，质控区[B14]由一种固相质控抗体[B16]即兔IgG构成；检测区[B13]中的每种固相检测抗原[B15]位置明 确固定对应于一种被检人抗体[B10]的特异性检测，而质控区[B14]中的固相质控抗体[B16]位置也明确固定，可与质控结合物[B7]内的液相质控抗原[B11]直接结合。样品垫[B2]、结合垫[B3]、分析膜[B4]和吸水垫[B5]依次粘贴于作为粘性底衬[B1]的PVC板上，其中，分析膜[B4]贴于粘性底衬[B1]的中间，吸水垫[B5]贴于分析膜[B4]的一侧，两者重合部分为吸水垫[B5]长度的1/10；结合垫[B3]贴于分析膜[B4]的另一侧，两者重合部分为结合垫[B3]长度的1/7；样品垫[B2]贴于结合垫[B3]的另一侧，两者重合部分为样品垫[B2]长度的1/3。 

间接模式免疫层析芯片的制备方法为： 

A.结合垫[B3]制备：将质控结合物[B7]和检测结合物[B6]混合得结合物混合液，将结合物混合液加于作为结合垫[B3]的聚酯膜上，烘干备用； 

B.分析膜[B4]制备：将固相检测抗原[B15]以及固相质控抗体[B16]以圆形斑点形式点在尼龙膜上，每种抗原和抗体的位置明确固定可以准确寻址，分别形成检测区[B13]与质控区[B14]，构成一个检测矩阵单元[B12]；每个检测矩阵单元[B12]中，固相检测抗原[B15]及其明确固定位置与被检人抗体[B10]一一对应，固相质控抗体[B16]只需一种且也具有明确固定位置；在分析膜[B4]上连续喷点若干个检测矩阵单元[B12]，烘干备用； 

C.本实用新型免疫层析芯片粘贴剪切成型：将样品垫[B2]、结合垫[B3]、分析膜[B4]和吸水垫[B5]依次粘贴于作为粘性底衬[B1]的PVC板上，确保相互之间的重叠关系；自检测矩阵单元[B12]之间的分割点[17]将本实用新型免疫层析芯片剪切为单独可用的成品，得本实用新型免疫层析芯片；成型的免疫层析芯片可直接使用或置入塑料外壳中使用。 

使用上述本实用新型间接模式免疫层析芯片进行生物靶标检测的方法： 

A.添加样品：将液体样品或经过预处理的液体样品滴加至本实用新型免疫层析芯片的样品垫[B2]上； 

B.层析反应：静置数分钟待层析反应完成； 

C.结果判读：对于带有颜色的示踪物[B8]可直接肉眼观察判定结果，对于产生光、电或磁信号的示踪物[B8]需仪器进行结果判读；由于针对特定被检人抗体[B10]的固相检测抗原[B15]在分析膜[B4]上的位置明确固定，因而对明确固定位置上示踪物[B8]的信号，包括颜色、光、电或磁，进行判读即可实现某种被检人抗体[B10]的定性定量检测。 

实施例3：竞争模式免疫层析芯片 

竞争模式免疫层析芯片用于对只有一个抗原决定簇的半抗原等小分子物质进行检测。 

如附图8所示，竞争模式免疫层析芯片由粘性底衬[C1]、样品垫[C2]、结合垫[C3]、分析膜[C4]以及吸水垫[C5]构成；结合垫[C3]中固定有若干种检测结合物[C6]与一种质控结合物[C7]；检测结合物[C6]由示踪物[C8]以及液相检测抗原[C9]连接而成，并与被检抗原[C10]特异性的一一对应具有完全一致的抗原决定簇；质控结合物[C7]由示踪物[C8]以及地高辛[C11]连接而成。分析膜[C4]上设置有一个检测矩阵单元[C12]；每个检测矩阵单元[C12]包括一个检测区[C13]与一个质控区[C14]；检测区[C13]由多种固相检测抗体[C15]构成，质控区[C14]由一种固相质控抗体[C16]构成；检测区[C13]中的每种固相检测抗体[C15]位置明确固定对应于一种被检抗原[C10]的特异性检测，而质控区[C14]中的固相质控抗体[C16]即兔抗地高辛位置也明确固定，可与质控结合物[C7]内的地高辛[C11]直接结合。样品垫[C2]、结合垫[C3]、分析膜[C4]和吸水垫[C5]依次粘贴于作为粘性底衬[C1]的PVC板上，其中，分析膜[C4]贴于粘性底衬[C1]的中间，吸水垫[C5]贴于分析膜[C4]的一侧，两者重合部分为吸水垫[C5]长度的1/15；结合垫[C3]贴于分析膜[C4]的另一侧，两者重合部分为结合垫[C3]长度的1/10；样品垫[C2]贴于结合垫[C3]的另一侧，两者重合部分为样品垫[C2]长度的1/5。 

竞争模式免疫层析芯片的制备方法为： 

A.结合垫[C3]制备：将质控结合物[C7]和检测结合物[C6]混合得结合物混合液，将结合物混合液加于作为结合垫[C3]的无纺布上，烘干备用； 

B.分析膜[C4]制备：将固相检测抗体[C15]以及固相质控抗体[C16]以圆形斑点形式点在尼龙膜上，每种抗体的位置明确固定可以准确寻址，分别形成检测区[C13]与质控区[C14]，构成一个检测矩阵单元[C12]；每个检测矩阵单元[C12]中，固相检测抗体[C15]及其明确固定位置与被检抗原[C10]一一对应，固相质控抗体[C16]只需一种且也具有明确固定位置；在分析膜[C4]上连续喷点若干个检测矩阵单元[C12]，烘干备用； 

C.本实用新型免疫层析芯片粘贴剪切成型：将样品垫[C2]、结合垫[C3]、分析膜[C4]和吸水垫[C5]依次粘贴于作为粘性底衬[C1]的PVC板上，确保相互之间的重叠关系；自检测矩阵单元[C12]之间的分割点[17]将本实用新型免疫层析芯片剪切为单独可用的成品，得本实用新型免疫层析芯片；成型的免疫层析芯片可直接使用或置入塑料外壳中使用。 

使用上述本实用新型竞争模式免疫层析芯片进行生物靶标检测的方法： 

A.添加样品：将液体样品或经过预处理的液体样品滴加至本实用新型免疫层析芯片的样品垫[C2]上； 

B.层析反应：静置数分钟待层析反应完成； 

C.结果判读：对于带有颜色的示踪物[C8]可直接肉眼观察判定结果，对于产生光、电或磁信号的示踪物[C8]需仪器进行结果判读；由于针对特定被检抗原[C10]的固相检测抗体[C15]在分析膜[C4]上的位置明确固定，因而对明确固定位置上示踪物[C8]的信号，包括颜色、光、电或磁，进行判读即可实现某种被检抗原[C10]的定性定量检测。 

Claims (1)

1.一种多重检测免疫层析芯片，其特征在于该免疫层析芯片的结构组成为：

粘性底衬[1]、样品垫[2]、结合垫[3]、分析膜[4]和吸水垫[5]；其中，结合垫[3]中固定有若干种检测结合物[6]与一种质控结合物[7]；检测结合物[6]由示踪物[8]和液相检测探针[9]连接而成，并与被检靶标[10]特异性的一一对应；质控结合物[7]由示踪物[8]和液相质控探针[11]连接而成；分析膜[4]上设置有一个检测矩阵单元[12]；每个检测矩阵单元[12]包括一个检测区[13]与一个质控区[14]；检测区[13]由多种固相检测探针[15]构成，质控区[14]由一种固相质控探针[16]构成；检测区[13]中的每种固相检测探针[15]位置明确固定，对应于一种被检靶标[10]的特异性检测，质控区[14]中的固相质控探针[16]位置也明确固定，可与质控结合物[7]内的液相质控探针[11]直接结合；样品垫[2]、结合垫[3]、分析膜[4]和吸水垫[5]依次粘贴于作为粘性底衬[1]的PVC板上，其中，分析膜[4]贴于粘性底衬[1]的中间，吸水垫[5]贴于分析膜[4]的一侧，两者重合部分为吸水垫[5]长度的1/15-1/6；结合垫[3]贴于分析膜[4]的另一侧，两者重合部分为结合垫[3]长度的1/10-1/5；样品垫[2]贴于结合垫[3]的另一侧，两者重合部分为样品垫[2]长度的1/5-1/2。 

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