CN206756851U - 一种人体疲劳状态检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人体疲劳状态检测装置，属于一种用胶体金试纸检测唾液中的疲劳标志物的装置，包括由底板、样品垫、金标垫、反应垫和吸样垫组成的检测试纸，反应垫上设置检测线和质控线，金标垫上附着有核连蛋白2单克隆抗体标记的免疫胶体金，检测线上附着有核连蛋白2单克隆抗体，质控线上附着有羊抗鼠IgG多克隆抗体；本实用新型是一种非侵入式的检测装置，能够对人体疲劳程度进行定性和半定量检测，具有无创、无痛、操作简单、方便快捷、检测成本低、结果准确直观的优点，具有重要社会意义和应用前景。

Description

一种人体疲劳状态检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种人体疲劳状态检测装置，尤其是一种检测人体唾液中疲劳标志物核连蛋白2的装置，属于胶体金试纸的应用领域，用于判定人体疲劳程度。

背景技术

疲劳又称疲乏，是主观上一种疲乏无力的不适感觉，客观上会失去其完成原来所从事的正常活动或工作的能力，按照形成的原因和发生机制可分为紧张性疲劳、运动性疲劳、情绪性疲劳、癌性疲劳及特定器官的疲劳。精神和躯体疲劳会导致操作人员由适任状态衰退成亚适任和不适任状态，类似醉酒后失去正常活动或工作的能力，对人的警觉、机敏、动作的协调、信息处理和决策都会产生负面影响，大量证据显示疲劳所致判断、决策和操作水平降低，导致了大量的职业伤害，比如交通事故及医源性伤害。疲劳伤害是各国面临的重大公共卫生问题之一。全球每年因疲劳导致的伤害占职业性伤害的21.7%，所致死亡占交通死亡的57%；我国每年因疲劳意外死亡约60万人；但因没有方便快捷的检测方法，立法执行困难。

核连蛋白2，英文名称Nucleobindin-2 (NUCB2)，是一种疲劳标志物，在疲劳程度较高的人体血液和唾液中含量较高。研究结果表明，核连蛋白2在人体血液和唾液中的含量均与脑电波显示的人体疲劳程度呈显著的正相关性，可以作为检测人体疲劳程度的指标。检测血液中的核连蛋白2需要对被检人进行抽血，并对血样中的核连蛋白2进行分离和提取。该检测方式存在的不足之处在于会对被测者会造成侵入性伤口，甚至有交叉感染的风险，短期内不能频繁多次检测。而且检测人员需要具有专业技能、对检测场所和设备的要求也较高，不能在被检测者的工作现场检查，存在操作步骤繁琐、检测成本高、过程耗时长等问题。目前尚未见到关于通过检测唾液中核连蛋白2含量，判定人体疲劳程度的简便、快捷的方法或装置。

免疫层析胶体金技术是一种新型的诊断技术，具有快速简便、准确、结果直观等优点。免疫层析胶体金技术主要利用了金颗粒具有高电子密度的特性，当抗原-抗体-胶体金颗粒复合物富集时，会形成肉眼可见的红色沉淀线。

胶体金检测试纸的金标垫上包被有一种抗体标记的胶体金颗粒（免疫胶体金），并在反应膜上的检测线区域包被抗体，当样品中含有相应的特异性抗原时，便能够与胶体金标记的抗体相结合形成复合物，然后在反应膜上进行层析的过程中在检测线区域被抗体捕获，形成红色条带，表明检测结果为阳性。

胶体金检测试纸常见于血液和尿液样品的检测，很少用于人体唾液样品的检测。目前尚未见到用试纸检测人体疲劳程度的方法和技术，也没有关于核连蛋白2胶体金试纸或检测装置的报道。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种人体疲劳状态检测装置，采用非侵入式的方式对人体疲劳程度进行定性和半定量检测，对被测者无创、无痛，无需依赖其他仪器设备、专业操作人员或特定场所，具有操作简单、方便快捷、检测成本低、结果准确直观的优点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种人体疲劳状态检测装置，包括由底板、样品垫、金标垫、反应垫和吸样垫组成的检测试纸，反应垫上设置检测线和质控线，金标垫上附着有核连蛋白2单克隆抗体标记的免疫胶体金，检测线上附着有核连蛋白2单克隆抗体，质控线上附着有羊抗鼠IgG多克隆抗体。

本实用新型的上述技术方案的进一步改进在于：检测试纸外部套有外壳，外壳上设置有进样管，进样管位于样品垫的正上方，进样管下方出口与样品垫之间设有活动薄片。

本实用新型的上述技术方案的进一步改进在于：进样管下方出口被活动薄片完全覆盖且紧密贴合，进样管的直径小于样品垫的宽度，活动薄片至少一端通过外壳上的槽口向外伸出。

本实用新型的上述技术方案的进一步改进在于：进样管底部装有预处理液，进样管上方进口处设有密封盖，进样管的容积为0.3～0.8mL。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：检测线的面积占反应垫与金标垫和吸样垫无重叠部分面积的1/4～2/3。

本实用新型的上述技术方案的进一步改进在于：检测线的长度为0.3～1cm，宽度为0.2～0.8cm。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：反应垫正上方的外壳上设有显示窗，显示窗的边沿有一根表示质控线的刻度线和至少两根表示疲劳程度的刻度线。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：检测试纸具有倾斜角度，样品垫的高度高于反应垫的高度。

本实用新型的上述技术方案的进一步改进在于：胶体金试纸的倾斜角度为5～20°。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：样品垫上附着有抗坏血酸、α淀粉酶、β环糊精和聚乙烯吡咯烷酮。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型提供的一种人体疲劳状态检测装置，能够通过非侵入式的方式对人体疲劳程度进行定性和半定量检测，对被测者无创、无痛、试剂和样品用量极少、无需再依赖其他仪器设备、检测成本低、可以在短期内频繁多次进行。本使用新型的检测装置体积小巧、方便携带、检测的操作步骤十分简单，能够使普通人迅速掌握，且对测试场所的要求不高，被测者可以随时随地自行完成检测。检测过程耗时仅需3～15分钟，能够迅速读取检测结果，及时对被测者当下疲劳程度作出准确判断，而且结果直观性很强，容易辨识和判断，无需通过专业人员进行数据处理或分析解读。

本实用新型的人体疲劳状态检测装置中设有核连蛋白2胶体金检测试纸，能够对唾液样品中核连蛋白2的含量进行定性和半定量检测。人体唾液中核连蛋白2的含量与人体疲劳程度成显著的正相关关系，疲劳程度越高的人，唾液中核连蛋白2的含量越高。核连蛋白2单克隆抗体能够与核连蛋白2发生特异性结合，也能够通过静电作用包覆与胶体金颗粒周围形成带有核连蛋白2单克隆抗体标记的免疫胶体金。当唾液样品中含有核连蛋白2时，会在金标垫上与免疫胶体金形成复合物，复合物通过层析到达反应垫上的检测线区域时，会被检测线上附着的核连蛋白2单克隆抗体捕获固定，当携带有胶体金颗粒的复合物大量聚集时便显出肉眼可辨识的红色。当质控线显示红色时，检测结果有效，但唾液中核连蛋白2含量较低，不足以使检测线显色，判定为不疲劳或疲劳程度较轻；当同时显示检测线和质控线时，则判定为疲劳或重度疲劳；当质控线未显示时，则为无效结果。

本实用新型的进样管下方设有活动薄片，活动薄片能够将进样管的下出口完全覆盖并紧密贴合，进样管的底部装有确定量的预处理液（如磷酸缓冲溶液），剩余部分的体积与需要添加的唾液样品体积一致，被测人可直接使唾液滴入或流入进样管，多余的唾液无法进入，将进样管上方的密封盖盖好后，可上下颠倒几次使唾液与预处理液充分混匀或再次打开密封盖用干净的牙签搅拌混匀，然后将活动薄片通过槽口处伸出的一端向外拉出，进样管中的待测液即可下渗到检测试纸的样品垫上，进样管的直径小于样品垫的宽度，进样管的容积与加样量完全一致。

本实用新型的进样管的设计能够集取样容器、混合预处理液的容器、量取设备的功能于一身，使样品处理步骤更加简便，无需用到量取体积和转移溶液的设备，降低了对操作技术和场所的要求。相比于以前的预处理过程需要从收集来的唾液中取出一定体积的样品，加入另外的容器中与一定体积的预处理液进行混合，再从中取出一定体积的待测液加至检测试纸上，本实用新型避免了额外量取设备、装样品及制备待测液的容器的使用，解决了需要多次使用微量移液器等对技能和场所的要求较高的问题，节省了成本，简化了繁琐的常规操作过程，减小了因操作引起的误差。

本实用新型的反应垫上的检测线的面积占反应垫与金标垫和吸样垫无重叠部分面积的1/4～2/3，检测线的长度为0.3～1cm，宽度为0.2～0.8cm，加大了检测线覆盖的区域，尤其在检测试纸的长度方向上的长度较长，使检测结果不仅能定性反映人体是否疲劳，还能通过检测线上显色区域的长度或面积判断疲劳的程度，当显色区域越长时，疲劳程度的等级越高。本实用新型反应垫正上方的外壳上设有显示窗，显示窗的边沿有至少两根表示疲劳程度的刻度线，该刻度线可通过用相同装置测定含有已知含量的核连蛋白2的唾液样品时，观察检测线显色区域的长度并标识得到。使用疲劳状态检测装置时，只需观察检测线显色区到达了哪条刻度线，即可判断被测者的疲劳程度等级，十分简便直观。

本实用新型的检测试纸具有一定的倾斜角度，样品垫高度稍高于反应垫的高度，最佳倾斜角度为5～20°。检测试纸倾斜角度的设计能够使样品垫的待测液能够借助一定的重力作用，使流速适当提高，由于检测线的区域较大，此设计能够使免疫胶体金与核连蛋白2形成的复合物与检测线上的抗体结合更加均匀、更加充分，使显色区域的长度与疲劳程度呈现更好的线性正相关关系，解决了复合物在流速过慢或检测线附着抗体密度过大时造成的显色区域过窄，大量复合物在检测线前段沉积，难以从区域面积上准确反映疲劳程度的问题。

本实用新型的样品垫上附着有抗坏血酸、α淀粉酶、β环糊精和聚乙烯吡咯烷酮，使唾液中的蛋白性质更加稳定，克服了唾液样品中所含的蛋白质（尤其是核连蛋白2）在检测过程中发生降解或构型发生改变的问题，避免对核连蛋白2与抗体发生特异性结合造成的不利影响，解决了唾液的粘稠度过高的问题和排除了多种干扰物质造成的误差，提高了检测的灵敏度和结果的准确性。

附图说明

图1是本实用新型疲劳状态检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型疲劳状态检测试纸的结构示意图；

图3是本实用新型疲劳状态检测装置的竖向剖面图；

图4是本实用新型疲劳状态检测装置进样管一端的横向剖面图；

其中，1-底板，2-样品垫，3-金标垫，4-反应垫，5-吸样垫，6-检测线，7-质控线，8-活动薄片，9-进样管，10-显示窗，11-外壳，12-槽口，13-密封盖，14-预处理液。

具体实施方式

下面是本实用新型的一些具体实施方式，用以作进一步详细说明，但并不以此对本实用新型的保护范围进行限制。

实施例1

一种人体疲劳状态检测装置，包括如图2所示的检测试纸，检测试纸由底板1、样品垫2、金标垫3、反应垫4和吸样垫5组成。底板位于最下层，支撑样品垫2、金标垫3、反应垫4和吸样垫5的底部。底板1的前端与样品垫2的前端贴合，样品垫2的末端与金标垫3的1/4上下搭接，金标垫3的末端1/4与反应垫4靠近检测线6的一端上下搭接，反应垫4靠近质控线7的一端与吸样垫5的1/5上下搭接，吸样垫5的末端与底板1的末端贴合。

在检测试纸的反应垫4上有检测线6和质控线7，检测线6上附着有核连蛋白2单克隆抗体，质控线7上附着有羊抗鼠IgG抗体。检测线6的面积占反应垫4与金标垫3和吸样垫5无重叠部分面积的1/4。检测线6的长度为0.3cm，宽度为0.2cm。类似图1所示，反应垫4正上方的外壳上设有显示窗10，显示窗10的边沿有一根表示质控线7的刻度线（C线）和一根表示检测线6区域的刻度线（T线），在检测线区域的不同位置表示疲劳程度的刻度线（至少有表示低等程度疲劳和高等程度疲劳的两根）。在检测试纸的金标垫3上附着有核连蛋白2单克隆抗体标记的免疫胶体金，免疫胶体金的粒径为25nm。样品垫2上附着有抗坏血酸、α淀粉酶、β环糊精和聚乙烯吡咯烷酮。

图3所示为疲劳状态检测装置的竖向剖面图，检测试纸的外部套有外壳11，外壳上设置有进样管9，进样管9位于样品垫2的正上方，进样管9下方出口与样品垫2之间设有活动薄片8，活动薄片8能完全覆盖进样管的下方出口。活动薄片的上表面紧贴进样管9，活动薄片的下表面紧贴样品垫2，进样管9的直径小于样品垫2的宽度。活动薄片8的两端通过外壳上的槽口12向外伸出，活动薄片8为硬质、无渗透性材质的光滑薄片，可从槽口12处灵活抽出。进样管9上方进口处设有密封盖13，进样管9的容积为0.3mL，进样管9底部装有预处理液14（磷酸缓冲溶液或Tris盐酸缓冲溶液），预处理液的体积占进样管9总容积的1/3。

如图2所示，检测试纸可以具有一定的倾斜角度，样品垫2的高度高于反应垫4的高度。胶体金试纸的不同部分倾斜的角度可以不同，样品垫和金标垫与水平线的夹角为15°，反应垫与水平线的夹角为5°。检测试纸的底板1为PVC材质，样品垫2为玻璃纤维膜材质，金标垫3为聚酯膜材质，反应垫4为硝酸纤维膜材质，吸样垫5为吸水滤纸材质。

实施例2

一种人体疲劳状态检测装置，包括如图2所示的检测试纸，检测试纸由底板1、样品垫2、金标垫3、反应垫4和吸样垫5组成。底板位于最下层，支撑样品垫2、金标垫3、反应垫4和吸样垫5的底部。底板1的前端与样品垫2的前端贴合，样品垫2的末端与金标垫3的1/3上下搭接，金标垫3的末端1/3与反应垫4靠近检测线6的一端上下搭接，反应垫4靠近质控线7的一端与吸样垫5的1/3上下搭接，吸样垫5的末端与底板1的末端贴合。

在检测试纸的反应垫4上有检测线6和质控线7，检测线6上附着有核连蛋白2单克隆抗体，质控线7上附着有羊抗鼠IgG抗体。检测线6的面积占反应垫4与金标垫3和吸样垫5无重叠部分面积的2/3。检测线6的长度为1cm，宽度为0.8cm。如图1所示，反应垫4正上方的外壳上设有显示窗10。显示窗10的边沿有一根表示质控线7的刻度线(C线)，一根表示检测线的刻度线（T线），在检测线区域的不同位置还对应有5根表示疲劳程度的刻度线L（低等）、M1（中Ⅰ等）、M2（中Ⅱ等）、H1（高Ⅰ等）和H2（高Ⅱ等），分别表示疲劳程度由低到高。在检测试纸的金标垫3上附着有核连蛋白2单克隆抗体标记的免疫胶体金，免疫胶体金的粒径为45nm。样品垫2上附着有抗坏血酸、α淀粉酶、β环糊精和聚乙烯吡咯烷酮。

图3所示为疲劳状态检测装置的竖向剖面图，检测试纸的外部套有外壳11，外壳上设置有进样管9，进样管9位于样品垫2的正上方，进样管9下方出口与样品垫2之间设有活动薄片8，活动薄片8能完全覆盖进样管的下方出口。活动薄片的上表面紧贴进样管9，活动薄片的下表面紧贴样品垫2，进样管9的直径小于样品垫2的宽度。活动薄片8的一端通过外壳上的槽口12向外伸出，另一端不露出外壳（与图有差异），活动薄片8为硬质、无渗透性材质的光滑薄片，可从槽口12处灵活抽出。进样管9上方进口处设有密封盖13，进样管9的容积为0.8mL，进样管9底部装有预处理液14（磷酸缓冲溶液或Tris盐酸缓冲溶液），预处理液的体积占进样管9总容积的1/4。

如图2所示，检测试纸具有一定的倾斜角度，样品垫2的高度高于反应垫4的高度。胶体金试纸的各部分与水平线的夹角为10°（与图有差异）。检测试纸的底板1为PVC材质，样品垫2为玻璃纤维膜材质，金标垫3为玻璃纤维膜材质，反应垫4为硝酸纤维膜材质，吸样垫5为吸水滤纸材质。

实施例3

一种人体疲劳状态检测装置，包括如图2所示的检测试纸，检测试纸由底板1、样品垫2、金标垫3、反应垫4和吸样垫5组成。底板位于最下层，支撑样品垫2、金标垫3、反应垫4和吸样垫5的底部。底板1的前端与样品垫2的前端贴合，样品垫2的末端与金标垫3的2/7上下搭接，金标垫3的末端2/7与反应垫4靠近检测线6的一端上下搭接，反应垫4靠近质控线7的一端与吸样垫5的1/4上下搭接，吸样垫5的末端与底板1的末端贴合。

在检测试纸的反应垫4上有检测线6和质控线7，检测线6上附着有核连蛋白2单克隆抗体，质控线7上附着有羊抗鼠IgG抗体。检测线6的面积占反应垫4与金标垫3和吸样垫5无重叠部分面积的1/2。检测线6的长度为0.6cm，宽度为0.4cm。类似图1所示，反应垫4正上方的外壳上设有显示窗10，显示窗10的边沿有一根表示质控线7的刻度线（C线）和一根表示检测线6区域的刻度线（T线），在检测线区域的不同位置还标有三根表示低等程度疲劳、中等程度疲劳和高等程度疲劳的刻度线。在检测试纸的金标垫3上附着有核连蛋白2单克隆抗体标记的免疫胶体金，免疫胶体金的粒径为35nm。样品垫2上附着有抗坏血酸、α淀粉酶、β环糊精和聚乙烯吡咯烷酮。

图3所示为疲劳状态检测装置的竖向剖面图，检测试纸的外部套有外壳11，外壳上设置有进样管9，进样管9位于样品垫2的正上方，进样管9下方出口与样品垫2之间设有活动薄片8，活动薄片8能完全覆盖进样管的下方出口。活动薄片的上表面紧贴进样管9，活动薄片的下表面紧贴样品垫2，进样管9的直径小于样品垫2的宽度。活动薄片8的两端通过外壳上的槽口12向外伸出，活动薄片8为硬质、无渗透性材质的光滑薄片，可从槽口12处灵活抽出。进样管9上方进口处设有密封盖13，进样管9的容积为0.5mL，进样管9底部装有预处理液14（磷酸缓冲溶液或Tris盐酸缓冲溶液），预处理液的体积占进样管9总容积的1/5。

如图2所示，检测试纸可以具有一定的倾斜角度，样品垫2的高度高于反应垫4的高度。胶体金试纸的不同部分倾斜的角度可以不同，样品垫和金标垫与水平线的夹角为25°，反应垫与水平线的夹角为20°。检测试纸的底板1为PVC材质，样品垫2为玻璃纤维膜材质，金标垫3为玻璃纤维膜材质，反应垫4为硝酸纤维膜材质，吸样垫5为吸水滤纸材质。

Claims (10)

1.一种人体疲劳状态检测装置，包括由底板（1）、样品垫（2）、金标垫（3）、反应垫（4）和吸样垫（5）组成的检测试纸，反应垫（4）上设置检测线（6）和质控线（7），其特征在于：金标垫（3）上附着有核连蛋白2单克隆抗体标记的免疫胶体金，检测线（6）上附着有核连蛋白2单克隆抗体，质控线（7）上附着有羊抗鼠IgG抗体。

2.根据权利要求1所述的一种人体疲劳状态检测装置，其特征在于：检测试纸外部套有外壳（11），外壳上设置有进样管（9），进样管（9）位于样品垫（2）的正上方，进样管（9）下方出口与样品垫（2）之间设有活动薄片（8）。

3.根据权利要求2所述的一种人体疲劳状态检测装置，其特征在于：进样管（9）下方出口被活动薄片（8）完全覆盖且紧密贴合，进样管（9）的直径小于样品垫（2）的宽度，活动薄片（8）至少一端通过外壳上的槽口（12）向外伸出。

4.根据权利要求3所述的一种人体疲劳状态检测装置，其特征在于：进样管（9）底部装有预处理液（14），进样管（9）上方进口处设有密封盖（13），进样管（9）的容积为0.3～0.8mL。

5.根据权利要求1所述的一种人体疲劳状态检测装置，其特征在于：检测线（6）的面积占反应垫（4）与金标垫（3）和吸样垫（5）无重叠部分面积的1/4～2/3。

6.根据权利要求5所述的一种人体疲劳状态检测装置，其特征在于：检测线（6）的长度为0.3～1cm，宽度为0.2～0.8cm。

7.根据权利要求5所述的一种人体疲劳状态检测装置，其特征在于：反应垫（4）正上方的外壳上设有显示窗（10），显示窗（10）的边沿有一根表示质控线（7）的刻度线和至少两根表示疲劳程度的刻度线。

8.根据权利要求1所述的一种人体疲劳状态检测装置，其特征在于：检测试纸具有倾斜角度，样品垫（2）的高度高于反应垫（4）的高度。

9.根据权利要求8所述的一种人体疲劳状态检测装置，其特征在于：胶体金试纸的倾斜角度为与水平线呈5～25°夹角。

10.根据权利要求1所述的一种人体疲劳状态检测装置，其特征在于：样品垫（2）上附着有抗坏血酸、α淀粉酶、β环糊精和聚乙烯吡咯烷酮。