CN205280728U - 血清标志物检测系统 - Google Patents

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陈兴明
张少鹏
高伟明
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    • G01N33/561—Immunoelectrophoresis
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    • A61B5/15—Devices for taking samples of blood
    • A61B5/151—Devices specially adapted for taking samples of capillary blood, e.g. by lancets, needles or blades

Abstract

本实用新型公开了血清标志物检测系统，所述血清标志物检测系统包括采血装置和血液检测系统，所述采血装置用于采集并输送血液至所述血液检测系统，所述血液检测系统包括芯片盖片、芯片本体、微流控芯片、离心机、第一光度仪以及第二光度仪，所述微流控芯片包括镜像分布的第一微流控结构和第二微流控结构，所述离心机用于驱动所述微流控芯片转动，所述第一微流控结构和第二微流控结构均用于通过所述离心机的转动分离所述血液中的血清，并收集所述血清与特异性抗体结合形成的抗原-抗体复合物，所述第一光度仪和第二光度仪分别用于定量分析所述第一微流控芯片和第二微流控芯片中的抗原-抗体复合物。本实用新型提供血清标志物的检测系统，能够满足于家用，并通过同时定量检测两种血清标志物来为临床提供更可靠的支撑。

Description

血清标志物检测系统
技术领域
本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及血清标志物检测系统。
背景技术
传统的诊断试剂盒，一般只能检测一种血清生物标志物，考虑到人体免疫系统的复杂性，单一标志物的检测容易造成漏诊误诊，诊断试剂盒的准确性有待提高。比如超敏C反应蛋白(hs-CRP)被认定为新的具有高度特异性和敏感性的心肌标志物检测指标，是心血管时间危险最强有力的预测因子之一，被普遍用于临床实验室诊断；然而肌酸激酶同工酶(CK-MB)为诊断急性心肌梗死的重要指标，其升高常常用作心肌梗死突发是的快速的辅助诊断，同时检测两种心肌梗死标志物的诊断结果比单一标志物的检测结果更具有权威性。
微流控芯片电泳技术作为一种前沿科技，获得了科学界的广泛认可，并逐渐从单纯的方法开发，走向了应用层面，在小分子分析、氨基酸蛋白质的分离、核算分析和测序、生物细胞分析、病原体分析等研究领域显示了巨大潜力。微流控芯片通过微管道构成网络，具有高度集成化的特点，可一站式完成样品制备、反应、分离、检测等基本操作，同时具有样品消耗低、快速灵敏、高通量，自动化分析等优点，其微型化尺寸便于携带。微流控芯片的这些特性使其在临床检测中显示出极大的优势，基于微流控芯片的电泳技术也不断应用在临床检测中。利用微型微流控芯片特异性地定量检测单一疾病的两种血清标志物，是临床检测的发展方向，更是家庭急救中进行病情初期判断的重要方法，而同时定量检测这两种判断心急梗死的血清生物标志物，能提供更准确的病情诊断。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供血清标志物检测系统，旨在提供一种便捷、快速、准确地临床辅助检测系统，同时该装置适合家用检测。
为实现上述目的，本实用新型提供了血清标志物检测系统，所述血清标志物检测系统包括采血装置和血液检测系统，所述采血装置用于采集并输送血液至所述血液检测系统，所述血液检测系统包括芯片盖片、芯片本体、微流控芯片、离心机、第一光度仪以及第二光度仪，所述微流控芯片包括镜像分布的第一微流控结构和第二微流控结构，所述离心机用于驱动所述微流控芯片转动，所述第一微流控结构和第二微流控结构均用于通过所述离心机的转动分离所述血液中的血清，并收集所述血清与特异性的抗体结合形成抗原-抗体复合物，所述第一光度仪和第二光度仪分别用于定量分析所述第一微流控芯片和第二微流控芯片中的抗原-抗体复合物。
优选的，所述采血装置包括无痛采血笔和采血毛细管，所述无痛采血笔包括针头、调节器、毛细导管以及采血开关，所述针头和所述毛细导管用于一次性采血，所述调节器用于控制采血力度和深度，所述采血开关用于开启或关闭所述无痛采血笔。
优选的，所述采血毛细管是Y型软管结构，包括一个血液入口和两个血液出口。
优选的，所述芯片盖片在所述芯片本体的上层，所述芯片盖片上包括对称分布的第一进样孔和第二进样孔，所述采血毛细管通过Y型软管结构将采集到的血液输送到所述第一进样孔和第二进样孔中，所述第一进样孔用于将所述血液输送给所述第一微流控结构，所述第二进样孔用于将所述血液输送给所述第二微流控结构。
优选的，所述第一微流控结构和第二微流控结构均包括血清分离结构、免疫反应结构以及微流控电泳结构。
优选的，所述血清分离结构用于从所述第一进样孔或第二进样孔获得血液，通过离心力分离所述血液的血清，通过欧拉力将所述血清输送到所述免疫反应结构中，所述免疫反应结构用于定量输送荧光标记的免疫试剂与所述血清混合，所述免疫试剂特异性识别所述血清中的生物标志物，形成抗原-抗体复合物，所述微流控电泳结构用于筛选出所述抗原-抗体复合物。
优选的，所述第一微流控结构用于筛选所述血清中的第一血清标志物，所述第二微流控结构用于筛选所述血清中的第二血清标志物。
优选的，所述芯片本体外设置有控制开关，所述控制开关用于控制所述离心机的开启/关闭，以及运转速度。
优选的，所述微流控芯片为圆盘结构，所述圆盘结构的正中间设置有安装孔，所述离心机包括机轴和插销，所述机轴穿过所述安装孔，并通过所述插销固定所述离心机和所述微流控芯片。
优选的，所述微流控芯片、离心机、第一光度仪以及第二光度仪均设置在所述芯片本体中。
相较于现有技术，本实用新型所述血清标志物检测系统可用于家用的血清检测，同时所述血清标志物检装置通过同时定量检测两种血清标志物，可为临床提供更可靠的支撑。
附图说明
图1是本实用新型血清标志物检测系统的爆炸图；
图2是本实用新型血清标志物检测系统的微流控芯片外观示意图；
图3是图2中A-A方向的剖面图。
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效进行说明。应当指出的是，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不以任何形式限定本实用新型。
如图1、图2和图3所示，图1是本实用新型血清标志物检测系统的爆炸图；图2是本实用新型血清标志物检测系统的微流控芯片外观示意图；图3是图2中A-A方向的剖面图。
在本实施例中，所述血清标志物检测系统的爆炸图包括采血装置1和血液检测系统2。
所述采血装置1用于采集血液并输送血液至所述血液检测系统2，所述采血装置1包括无痛采血笔11和采血毛细管12，所述无痛采血笔11包括针头111和手持本体112，所述手持本体112中包括调节器1121、毛细导管1122和采血开关1123，所述毛细导管1122连接所述针头111和采血毛细管12，所述采血毛细管12为Y型软管结构，包括一个血液入口和两个血液出口。所述针头111、所述采血毛细管12和所述毛细导管1122用于一次性采血，可以随用随弃，避免交叉感染，所述调节器1121用于控制采血力度和深度，所述采血开关1123用于开启或关闭所述无痛采血笔11。开启所述采血开关1123，所述针头111，采集皮肤上的血液，采集到的所述血液在高效毛细管电泳的作用下通过所述毛细导管1122和所述采血毛细管12，所述采血毛细管12通过Y型软管结构将采集到的血液分流输送到血液检测系统2中进行检测。
血液检测系统2用于通过离心力分离血清，通过抗原-抗体发生特异性结合标记两种血清中标志物，例如针对心肌梗死疾病，可以检测心肌梗死标志物hs-CRP和CK-MB，并利用微流控芯片电泳技术分别对两种血清标志物进行定量分析。
所述血液检测系统2包括，但不限于，芯片盖片21、芯片本体22、微流控芯片23、离心机24、第一光度仪25以及第二光度仪26，所述芯片盖片21在所述芯片本体22的上层，所述芯片盖片21上包括对称分布的第一进样孔211和第二进样孔212，所述第一进样孔211和第二进样孔212用于与所述采血毛细管12的两个血液出口相连，所述芯片本体22外设置有控制开关221，所述控制开关221用于控制所述离心机27的开启/关闭、以及运转速度，所述芯片本体22中设置有所述血液检测系统2中的各个零部件，所述血液检测系统2中的零部件包括，但不仅限于，所述微流控芯片23、离心机24、第一光度仪25以及第二光度仪26。其中，所述微流控芯片23为圆盘结构，位于所述芯片本体22的中心，所述离心机24位于微流控芯片23的正下方，所述离心机24包括机轴241和插销242，所述机轴241穿过所述微流控芯片23的正中心，并通过所述插销242固定所述离心机24和所述微流控芯片23，所述第一光度仪25和所述第二光度仪26均分布在所述离心机24的两侧，位于所述微流控芯片23的下方。
在本实施例中，所述微流控芯片23的结构如图2和图3所示，如图2所示所述微流控芯片23表面上包括第一进样通道231、第二进样通道232、安装孔233以及六个通气孔，所述第一进样通道231与所述第一进样孔211相通，所述第二进样通道232与所述第二进样孔212相通，所述安装孔233高于所述微流控芯片23的平面，所述离心机23通过所述机轴241穿过所述安装孔233，通过所述插销242横插联结所述安装孔233和所述机轴241，驱动所述微流控芯片23转动。
如图3中的微流控芯片A-A方向的剖面图所示，所述微流控芯片23内部包括，但不仅限于，镜像分布的第一微流控结构234和第二微流控结构235，所述无痛采血笔1采集到的血液在所述采血毛细管12的Y型软管结构的作用下分流，所述血液经过所述第一进样孔211和所述第一进样通道231输送至所述第一微流控结构234，所述血液经过所述第二进样孔212和所述第二进样通道232输送至所述第二微流控结构235，所述第一微流控结构234和第二微流控结构235均通过所述离心机24的转动分离所述血液中的血清，并收集所述血清中的生物标志物与特异性的抗体结合形成抗原-抗体复合物。
以所述第一微流控结构234为例说明所述第一微流控结构和第二微流控结构的结构构造，所述第一微流控结构234包括第一血清分离结构2341、第一免疫反应结构2342以及第一微流控电泳结构2343；对应地，所述第二微流控结构235包括第二血清分离结构、第二免疫反应结构以及第二微流控电泳结构。所述血清分离结构用于从所述第一进样孔或第二进样孔获得血液，通过离心力分离所述血液的血清，通过欧拉力将所述血清输送到所述免疫反应结构中，所述免疫反应结构用于定量输送荧光标记的免疫试剂与所述血清混合，所述免疫试剂特异性识别所述血清中的生物标志物，形成抗原-抗体复合物，所述微流控电泳结构用于筛选出所述抗原-抗体复合物。
所述第一血清分离结构2341包括第一血液进样腔23411、第一血液扩张阀23412、第一血液分离腔23413、第一血液废液腔23414、第一血细胞收集腔23415、以及第一血清虹吸管23416；所述第一免疫反应结构2342包括第一试剂腔23421、第一免疫扩张阀23422、第一试剂进样腔23423、第一试剂虹吸管23424和第一免疫反应池23425。所述第一血液进样腔23411与所述第一进样通道231相通，在大气压的作用下，血液顺序经过所述采血针头111、毛细导管1122、采血毛细管12、第一进样孔211，第一进样通道231进入所述第一血液进样腔23411；所述第一试剂腔23421内有荧光标记的免疫试剂，所述第一试剂腔23421和所述第一免疫反应池23424均与通气孔相通，为免疫试剂从所述第一试剂腔23421到所述第一免疫反应池23424的流动提供气压平衡。
打开所述控制开关221，所述离心机24开始运转，并通过所述机轴241和所述安装孔231驱动所述微流控芯片23旋转，在离心力的作用下，所述第一血液扩张阀23412和第一免疫扩张阀23422开启，血液由所述第一血液进样腔23411进入所述第一血液分离腔23413，多余的血液溢出到所述第一血液废液腔23414，免疫试剂从所述第一试剂腔23421定量进入所述第一试剂进样腔23423；继续旋转所述血清分离微流控芯片23，所述第一血液分离腔23413中的血液开始分离，其中密度较重的血细胞进入所述第一血细胞收集腔23415；当所述第一血液分离腔23413中的血液完全分离后，减速运转所述离心机24一段时间后停止，所述微流控芯片23获得角加速度，所述第一血液分离腔23413中的血清和所述第一试剂进样腔23423中的免疫试剂在欧拉力的作用下分别通过所述第一血清虹吸管23416和所述第一试剂虹吸管23424，持续流入所述第一免疫反应池23425；再次启动所述离心机24到达相应转速后停止，并如此反复循环操作N次，使所述第一免疫反应池23425中的血清和免疫试剂充分震荡混合。
高速启动所述离心机24片刻后停止，所述第一免疫反应池23425中的混合溶液在欧拉力的作用下进入所述第一微流控电泳结构2343。
所述第一微流控电泳结构2343包括第一电泳通道23431、第一缓冲液腔23432，第一免疫复合物收集腔23433、第一控制阀23434以及第一废液腔23435，所述第一缓冲液腔23432中有电泳缓冲液，所述第一免疫反应池23425、所述第一缓冲液腔23432均与所述第一电泳通道23431相连，所述混合溶液和电泳缓冲液均在欧拉力的作用下持续进入流过所述第一电泳通道23431。所述第一电泳通道23431可以，但不仅限于，在内部集成分子筛通道，用于筛选不同分子量的物质，在所述分子筛通道的作用下，所述混合溶液中血清标志物与特异性抗体结合形成的抗原-抗体复合物具有最大的分子量，率先通过所述第一电泳通道23431，并进入所述第一免疫复合物收集腔23433。片刻后关闭所述第一控制阀23434，移动较慢的其他小分子物质进入所述第一废液腔23435。
所述第一光度仪25设置在所述第一免疫复合物收集腔23433的下方，用于检测所述第一微流控结构234中形成的抗原-抗体复合物的荧光吸光度，定量分析血清中的相应生物标志物浓度；所述第二光度仪26，用于检测所述第二微流控结构235中形成的抗原-抗体复合物的荧光吸光度，定量分析血清中的相应生物标志物浓度。
所述第一微流控结构234和所述第二微流控结构235同时运行，分别检测某种疾病的两种血清生物标志物：所述第一微流控结构234中，所述免疫试剂为荧光标记的、与第一血清生物标志物特异性结合的抗体试剂，用于定量分析血清中第一血清标志物的浓度；所述第二微流控结构235中，免疫试剂为荧光标记的、与第二血清生物标志物特异性结合的抗体试剂，用于定量分析血清中第二血清标志物的浓度。通过所述第一光度仪25和第二光度仪26同时对所述两种血清生物标志物的定量检测，实现准确可靠的检测出某种疾病中特异性标记物的浓度。
本实用新型提供的血清标记物检测系统还可以应用于家用检测，使患者在院后可以随时检测自身身体状况，便捷、快速且准确的获得某种疾病中特异性标记物的浓度，从而为临床诊断提供支撑。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效功能变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种血清标志物检测系统，其特征在于，所述血清标志物检测系统包括采血装置和血液检测系统，所述采血装置用于采集并输送血液至所述血液检测系统，所述血液检测系统包括芯片盖片、芯片本体、微流控芯片、离心机、第一光度仪以及第二光度仪，所述微流控芯片包括镜像分布的第一微流控结构和第二微流控结构，所述离心机用于驱动所述微流控芯片转动，所述第一微流控结构和第二微流控结构均用于通过所述离心机的转动分离所述血液中的血清，并收集所述血清与特异性的抗体结合形成抗原-抗体复合物，所述第一光度仪和第二光度仪分别用于定量分析所述第一微流控芯片和第二微流控芯片中的抗原-抗体复合物。
2.根据权利要求1所述的血清标志物检测系统，其特征在于，所述采血装置包括无痛采血笔和采血毛细管，所述无痛采血笔包括针头、调节器、毛细导管以及采血开关，所述针头和所述毛细导管用于一次性采血，所述调节器用于控制采血力度和深度，所述采血开关用于开启或关闭所述无痛采血笔。
3.根据权利要求2所述的血清标志物检测系统，其特征在于，所述采血毛细管是Y型软管结构，包括一个血液入口和两个血液出口。
4.根据权利要求3所述的血清标志物检测系统，其特征在于，所述芯片盖片在所述芯片本体的上层，所述芯片盖片上包括对称分布的第一进样孔和第二进样孔，所述采血毛细管通过Y型软管结构将采集到的血液输送到所述第一进样孔和第二进样孔中，所述第一进样孔用于将所述血液输送给所述第一微流控结构，所述第二进样孔用于将所述血液输送给所述第二微流控结构。
5.根据权利要求4所述的血清标志物检测系统，其特征在于，所述第一微流控结构和第二微流控结构均包括血清分离结构、免疫反应结构以及微流控电泳结构。
6.根据权利要求5所述的血清标志物检测系统，其特征在于，所述血清分离结构用于从所述第一进样孔或第二进样孔获得血液，通过离心力分离所述血液的血清，通过欧拉力将所述血清输送到所述免疫反应结构中，所述免疫反应结构用于定量输送荧光标记的免疫试剂与所述血清混合，所述免疫试剂特异性识别所述血清中的生物标志物，形成抗原-抗体复合物，所述微流控电泳结构用于筛选出所述抗原-抗体复合物。
7.根据权利要求4所述的血清标志物检测系统，其特征在于，所述第一微流控结构用于筛选所述血清中的第一血清标志物，所述第二微流控结构用于筛选所述血清中的第二血清标志物。
8.根据权利要求4所述的血清标志物检测系统，其特征在于，所述芯片本体外设置有控制开关，所述控制开关用于控制所述离心机的开启/关闭，以及运转速度。
9.根据权利要求4所述的血清标志物检测系统，其特征在于，所述微流控芯片为圆盘结构，所述圆盘结构的正中间设置有安装孔，所述离心机包括机轴和插销，所述机轴穿过所述安装孔，并通过所述插销固定所述离心机和所述微流控芯片。
10.根据权利要求1至9任一项所述的血清标志物检测系统，其特征在于，所述微流控芯片、离心机、第一光度仪以及第二光度仪均设置在所述芯片本体中。
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