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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
chinesischen Patentanmeldung Nr. 201510717595.7 , die am 29. Oktober 2015 beim Staatlichen Amt für geistiges Eigentum der Volksrepublik China eingereicht wurde und den Titel „ELECTROCHEMILUMINESCENCE IMMUNOASSAY SYSTEM AND FLOW-THROUGH CELL COMPONENT THEREOF“ trägt und deren Offenbarungen hiermit durch Verweis aufgenommen sind.
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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Medizingerätetechnik, insbesondere ein Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-System und eine Durchflusszelleneinheit davon.
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HINTERGRUND
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ECL (Elektrochemilumineszenz) bezeichnet eine chemische Reaktion, die durch die Reaktionsprodukte auf der Elektrodenoberfläche oder zwischen den Reaktionsprodukten auf der Elektrodenoberfläche und einigen Komponenten im System erzeugt wird, nachdem eine konstante Spannung an die Elektrode angelegt wird. Der Reaktionsprozess weist drei Stufen auf: elektrochemischer Reaktionsprozess, Chemilumineszenz und Kreislaufprozess.
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Die Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-Technologie ist eine Kombination aus Elektrochemilumineszenz (ECL) und Immunoassay. Das Prinzip ihrer Lumineszenz des Markers unterscheidet sich von dem der regulären Chemilumineszenz (CL). Es handelt sich um eine Art spezifische Chemilumineszenzreaktion, die durch eine elektrochemische Reaktion auf der Elektrodenoberfläche ausgelöst wird, die eigentlich zwei Prozesse beinhaltet: Elektrochemie und Chemilumineszenz. Der Unterschied zwischen ECL und CL besteht darin, dass ECL eine Lumineszenzreaktion ist, die durch Elektrizität ausgelöst wird, während CL eine Lumineszenzreaktion ist, die durch die gemischten Verbindungen ausgelöst wird.
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ECL kann nicht nur bei sämtlichen Immunoassays eingesetzt werden, sondern auch beim Nachweis von DNA/RNA-Sonden. Es handelt sich um eine neue Generation der Technologie von markierten Immunoassays nach Radioimmunoassay (RIA), Enzymimmunoassay (EIA), Fluoreszenzimmunoassay (FIA), Chemilumineszenzimmunoassay. Die ECL-Technologie ist an das Prinzip vieler Arten von Immunreaktionen angepasst, und ihr eindeutiger Vorteil ermöglicht die Entwicklung einer großen Menge von Nachweisreagenzien, die auf ihrer Plattform aufbauen, für mehr als 100 Elemente wie etwa Hormone, Schilddrüsenfunktion, Tumormarker, Myokardmarker, Anämie, Infektionskrankheiten und so weiter.
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Der Behälter des herkömmlichen Elektrochemilumineszenzdetektors, in dem die Elektrochemilumineszenzreaktion stattfindet, umfasst derzeit hauptsächlich drei Typen, nämlich die Reaktionszelle, den Reaktionsbecher einer gedruckten Elektrode und die Durchflusszelle.
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Erstens ist für den Elektrochemilumineszenzdetektor, dessen elektrochemische Reaktion in der Reaktionszelle stattfindet, die Reaktionszelle nicht einfach zu reinigen und wiederzuverwenden. Darüber hinaus sind die Reaktionselektrode, die Gegenelektrode und die Referenzelektrode des Detektors in der Regel säulenförmig, was für Laboruntersuchungen mit einer geringen Menge an Proben geeignet ist, aber nicht für groß angelegte klinische Studien.
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Zweitens findet bei einem Elektrochemilumineszenzdetektor, bei dem drei Elektroden im Reaktionsgefäß gedruckt sind, eine Elektrochemilumineszenzreaktion auf den drei Elektroden im Reaktionsgefäß statt. Der Reaktionsbecher kann nur einmal verwendet werden, und aufgrund des relativ hohen Wertes des Elektrodenmaterials sind die Einwegkosten zu hoch. Zusätzlich sollte die Referenzelektrode vor und während des Gebrauchs in Flüssigkeit eingetaucht werden, um als Referenz zu dienen. Durch den Reaktionsbecher der gedruckten Elektrode wird die Referenzelektrode trockener Luft ausgesetzt, sodass sie anfällig für Oxidation oder Altern ist.
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Schließlich ist bei konventionellem ElektrochemilumineszenzDetektor installierte Durchflusszelle die Arbeitselektrode der Durchflusszelle in der Mitte der Elektrodenwanne angeordnet, wobei die Gegenelektrode die Arbeitselektrode am Rand umgibt. Diese beiden Elektroden befinden sich auf der gleichen horizontalen Ebene. Bei der Reinigung der Durchflusszelle mit dieser Struktur muss die Reinigungsflüssigkeit durch die Abstände zwischen Arbeits- und Gegenelektrode laufen. Die Reinigung ist schwer durchzuführen und das Reinigungsergebnis ist nicht gut, wodurch die beiden Elektroden leicht altern können, was die Genauigkeit des Messergebnisses beeinträchtigt und die Lebensdauer der Durchflusszelle verringert.
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Angesichts der Nachteile der obigen Durchflusszelle ist es dringend erforderlich, eine wiederverwendbare Durchflusszelle bereitzustellen, deren Elektrode nicht schnell altert und die genaue Messergebnisse liefert.
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KURZFASSUNG
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Um die oben genannten technischen Probleme zu lösen, ist die erste Aufgabe der vorliegenden Offenbarung die Bereitstellung einer Durchflusszelleneinheit für das Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-System. In der Durchflusszelle sind die Gegenelektrode und die Arbeitselektrode übereinander angeordnet, was für die Reinigung der Durchflusszelle praktisch ist und keinen toten Winkel hat, wodurch eine Alterung der Elektrode durch schlechte Reinigung vermieden wird und somit die Genauigkeit der Messergebnisse drastisch verbessert wird.
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Die zweite Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung eines Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-Systems, das die Durchflusszelleneinheit umfasst.
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Zur Lösung der ersten Aufgabe der vorliegenden Offenbarung stellt die vorliegende Offenbarung eine Durchflusszelleneinheit für ein Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-System dar, in dem eine Testflüssigkeit eine Elektrochemilumineszenzreaktion durchläuft, umfassend eine Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode, wobei die Arbeitselektrode und die Gegenelektrode übereinander angeordnet sind.
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Bei der vorliegenden Offenbarung sind die Arbeits- und die Gegenelektrode übereinander angeordnet. Wenn die Durchflusszelle gereinigt wird, muss die Reinigungsflüssigkeit nicht um die beiden Elektroden herumlaufen, so dass sie komfortabel gereinigt werden kann und keinen toten Winkel hat, so dass ein besseres Reinigungsergebnis erzielt wird, die Alterung der Elektrode durch schlechte Reinigung vermieden wird und die Genauigkeit des Messergebnisses erheblich verbessert wird.
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Optional umfasst die Gegenelektrode zwei über der Arbeitselektrode angeordnete Nadelelektroden und ist die Arbeitselektrode eine Plattenelektrode.
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Optional sind die Gegenelektrode und die Arbeitselektrode in der Durchflusszelleneinheit angeordnet, und die Durchflusszelleneinheit hat einen Flüssigkeitsströmungsweg, durch den die Flüssigkeit fließen kann.
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Die Durchflusszelleneinheit umfasst ferner eine Referenzelektrode, die auf einer Seite der Durchflusszelleneinheit angeordnet ist, wobei die Arbeitselektrode, die Gegenelektrode und die Referenzelektrode über einen Flüssigkeitsströmungsweg dazwischen in Strömungsverbindung stehen, und wobei die Referenzelektrode einen dritten Arbeitsabschnitt umfasst, der mit dem Flüssigkeitsströmungsweg in Strömungsverbindung steht und seine Verbindungsseite mit dem Flüssigkeitsströmungsweg mit einer porösen Struktur versehen ist.
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Optional ist die Durchflusszelleneinheit durch eine obere und eine untere Platte gebildet, die zueinander passen, wobei die obere Platte aus transparentem Material gebildet ist, die Gegenelektrode an der oberen Platte befestigt ist und die Arbeitselektrode an der unteren Elektrode befestigt ist.
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Optional ist eine Dichtung mit einem ersten Durchgangsloch zwischen der oberen Platte und der unteren Platte vorgesehen, wobei das erste Durchgangsloch, die untere Platte und die obere Platte eine Reaktionskammer bilden, wobei in der unteren Platte unter der Reaktionskammer ein Flüssigkeitseinlass und ein Flüssigkeitsauslass vorgesehen sind und wobei die Testflüssigkeit in der Reaktionskammer einer Elektrochemilumineszenzreaktion unterzogen wird.
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Optional sind in der oberen Platte, der Dichtung und der unteren Platte miteinander fluchtende Schraubenlöcher vorgesehen.
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Optional umfasst die Gegenelektrode einen ersten Arbeitsabschnitt, umfasst die Arbeitselektrode einen zweiten Arbeitsabschnitt und bilden der erste Arbeitsabschnitt und der zweite Arbeitsabschnitt einen Reaktionskreis.
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Optional erstreckt sich mindestens ein Ende des ersten Arbeitsabschnittes längs in Richtung zur oberen Platte, um einen ersten Haken zu bilden, wobei in der oberen Platte eine dem ersten Haken entsprechende erste Hakennut vorgesehen ist und der erste Haken in die erste Hakennut eingehängt ist;
mindestens ein Ende des zweiten Arbeitsabschnittes erstreckt sich längs in Richtung zur unteren Platte, um einen zweiten Haken zu bilden, wobei ein zweites Durchgangsloch, das zum zweiten Haken passt, auf der unteren Platte vorgesehen ist, und der zweite Haken in dem zweiten Durchgangsloch eingehängt ist.
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Zur Lösung der zweiten Aufgabe der vorliegenden Offenbarung stellt die vorliegende Offenbarung ein Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-System zur Verfügung, das eine Durchflusszelleneinheit und eine Detektionseinheit zur Detektion der Durchflusszelleneinheit, und ferner eine Steuereinheit zur Steuerung des Betriebs der Durchflusszelleneinheit und eine Befestigungsplatte zur Fixierung der Durchflusszelleneinheit und der Steuereinheit umfasst, wobei die Durchflusszelleneinheit die oben genannte Durchflusszelleneinheit ist.
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Optional umfasst die Steuereinheit einen Dreharm und einen Schrittmotor; ein Ende des Dreharms ist an den Schrittmotor angelenkt, um die Drehung des Dreharms zu steuern; und das andere Ende des Dreharms ist mit einem Magneten verbunden, um die magnetischen Partikel in der Testflüssigkeit an die Arbeitselektrode anzuziehen.
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Figurenliste
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- 1 ist die Strukturdarstellung der Durchflusszelleneinheit.
- 2 ist eine Frontansicht von 1.
- 3 ist eine Unteransicht von 1.
- 4 ist eine Strukturdarstellung von 1, nachdem die obere Platte entfernt wurde.
- 5 ist eine Querschnittsansicht der Bezugselektrode in 1.
- 6 ist eine Querschnittsansicht von 2 in Richtung A-A.
- 7 ist eine Querschnittsansicht von 2 in Richtung B-B.
- 8 ist eine Strukturdarstellung des Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-Systems, die durch die vorliegende Offenbarung bereitgestellt wird.
- 9 ist die Vorderansicht von 8.
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In den 1 bis 9:
- 1 Durchflusszelleneinheit, 11 Gegenelektrode, 111 erster Arbeitsabschnitt, 112 erster Haken;
- 12 Arbeitselektrode, 121 zweiter Haken, 122 zweiter Arbeitsabschnitt;
- 13 Referenzelektrode, 131 Gehäuse der Referenzelektrode, 132 dritter Arbeitsabschnitt;
- 14 obere Platte, 15 untere Platte, 151 zweites Durchgangsloch;
- 16 Dichtung, 161 erstes Durchgangsloch, 162 Bogenstruktur, 17 Nut;
- 2 Steuereinheit, 21 Dreharm, 22 Schrittmotor, 23 Magnet;
- 3 Erfassungseinheit, 4 Befestigungsplatte.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Um dem Durchschnittsfachmann zu helfen, die technische Lösung der vorliegenden Offenbarung besser zu verstehen, wird die vorliegende Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Figuren und Beispielen weiter illustriert.
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Es wird auf die 1 bis 6 verwiesen, wobei 1 die Strukturdarstellung der Durchflusszelleneinheit ist; 2 eine Vorderansicht von 1 ist; 3 eine Unteransicht von 1 ist; 4 eine Strukturdarstellung von 1 ist, nachdem die obere Platte entfernt wurde; 6 eine Querschnittsansicht von 2 in Richtung A-A ist; 7 eine Querschnittsansicht von 2 in Richtung B-B ist.
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In einem konkreten Beispiel stellt die vorliegende Offenbarung eine Durchflusszelleneinheit 1 für das Elektrochemilumineszenz-Immunsystem bereit. Die Testflüssigkeit, die ein mit magnetischen Partikeln beschichtetes Antikörper-Antigen-Lumineszenzmittel enthält, wird in der Durchflusszelleneinheit 1 einer Elektrochemilumineszenzreaktion unterzogen. Die Durchflusszelleneinheit umfasst eine Arbeitselektrode 12 und eine Gegenelektrode 11, wobei die Arbeitselektrode 12 und die Gegenelektrode 11 übereinander angeordnet sind. Zusätzlich umfasst die Durchflusszelleneinheit 1 auch eine Referenzelektrode 13, die zusammen mit der Arbeitselektrode 12 und der Gegenelektrode 11 ein Dreifach-Elektrodensystem bildet. Die Arbeitselektrode 12 und die Gegenelektrode 11 bilden einen Reaktionskreis, die Arbeitselektrode 12 und die Referenzelektrode 13 einen Detektionskreis.
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Im vorliegenden Beispiel sind die Arbeitselektrode 12 und die Gegenelektrode 11 übereinander angeordnet. Wenn die Durchflusszelleneinheit gereinigt wird, muss die Reinigungsflüssigkeit nicht um die beiden Elektroden herumlaufen, was einfach zu reinigen ist und keinen toten Winkel hat, so dass der Reinigungseffekt besser ist, wodurch die Alterung der Elektrode durch schlechte Reinigung vermieden, die Lebensdauer der Durchflusszelleneinheit verlängert und die Genauigkeit des Messergebnisses erheblich verbessert werden. Dadurch dass die Arbeitselektrode 12 und die Gegenelektrode 11 übereinander angeordnet sind, sind die Bauteile in der Durchflusszelleneinheit dicht angeordnet, was den Platzbedarf reduziert und die Produktionskosten senkt.
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Insbesondere umfasst die Gegenelektrode 11, wie in 4 gezeigt, zwei Nadelelektroden, die über der Arbeitselektrode 12 angeordnet sind, die eine Plattenelektrode ist. Im Betrieb legen die beiden Nadelelektroden gleichzeitig die Spannung an, bilden gemeinsam eine Kathode für die Elektrochemilumineszenzreaktion und bilden mit der Arbeitselektrode 12 einen Reaktionskreis, so dass der Strom der Arbeitselektrode 12 kontinuierlich ist und das Auftreten und Wiederauftreten der Elektrochemilumineszenzreaktion an der Arbeitselektrode 12 gewährleistet ist, ohne die Reaktion an der Arbeitselektrode 12 zu beeinflussen.
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Im vorliegenden Beispiel ist die Arbeitselektrode 12 eine rechteckige Plattenelektrode mit glatter Oberfläche. Wenn die mit magnetischen Partikeln beschichtete Antikörper-Antigen-Lumineszenzmittel enthaltende Testflüssigkeit entlang fließt, kann mehr Testflüssigkeit auf die Oberfläche der Arbeitselektrode 12 aufgebracht und gleichmäßig verteilt werden. Wenn die Elektrochemilumineszenzreaktion stattfindet, wird die Effizienz der Elektrochemilumineszenzreaktion verbessert. Wenn der Nachweis nach der Reaktion erfolgt, ist der gleichmäßig verteilte Analyt leicht zu steuern, was die Genauigkeit des Messergebnisses verbessert.
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Gleichzeitig ist die Gegenelektrode 11 eine Nadelelektrode, die mit einem darüberliegenden Photomultiplier verbunden ist, durch den die an der Arbeitselektrode 12 erzeugten Photonen gemessen werden. Daher kann die nadelförmige Gegenelektrode 11 das Blockieren des optischen Weges zwischen der Arbeitselektrode 12 und dem Photomultiplierrohr vermeiden und so die Messgenauigkeit gewährleisten. Um zusätzlich eine ausreichend große Fläche der Gegenelektrode 11 zu gewährleisten, umfasst die Gegenelektrode 11 zwei zusammenwirkende Nadelelektroden.
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Zusätzlich sind die Gegenelektrode 11 und die Arbeitselektrode 12 innerhalb der Durchflusszelle angeordnet, die über einen Durchflussweg für die Flüssigkeit verfügt. Die Referenzelektrode 13 ist auf einer Seite der Durchflusszelle angeordnet, wobei die Arbeitselektrode 12, die Gegenelektrode 11 und die Referenzelektrode 13 über einen Flüssigkeitsströmungsweg dazwischen in Strömungsverbindung stehen, und wobei die Referenzelektrode 13 einen dritten Arbeitsabschnitt 132 aufweist, der mit dem Flüssigkeitsströmungsweg in Strömungsverbindung steht und dessen Kommunikationsseite mit dem Flüssigkeitsströmungsweg mit einer porösen Struktur versehen ist, die verhindert, dass die Flüssigkeit mit Säure-Base-Komponenten im Flüssigkeitsweg die Referenzelektrode 13 erodiert, unter der Annahme einer Signalverbindung.
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Der dritte Arbeitsabschnitt 132 ist in einem Gehäuse 131 der Referenzelektrode gehalten. Darüber hinaus ist im Gehäuse 131 der Referenzelektrode auch leitfähige Lösung wie Kaliumchlorid oder Natriumchlorid enthalten. Um die Oxidation des dritten Arbeitsabschnittes 132 durch Langzeitanwendung zu verhindern, muss der dritte Arbeitsabschnitt 132 lange Zeit in die leitfähige Lösung eingetaucht sein. Um sicherzustellen, dass der dritte Arbeitsabschnitt in die leitfähige Lösung eingetaucht werden kann, wenn sich weniger leitfähige Lösung im Gehäuse 131 der Referenzelektrode befindet, ist der dritte Arbeitsabschnitt 132 spiralförmig ausgebildet (siehe 5) oder eine Elektrode mit einem Querschnitt aus Wellenform, Dreieck oder anderen Formen vorgesehen, so dass die Oxidation des dritten Arbeitsabschnitts 132 wirksam verhindert wird, wodurch der Referenzwert während der Untersuchung stabil und zuverlässig ist und die Genauigkeit eines Messergebnisses weiter verbessert und die Lebensdauer der Durchflusszelleneinheit erhöht sind.
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In der Praxis sind die Strukturen der Arbeitselektrode 12, der Gegenelektrode 11 und der Referenzelektrode 13 nicht auf das obige beschränkt. Der Querschnitt der Arbeitselektrode 12 kann auch beliebige andere geometrische Formen wie einen Kreis oder ein Polygon haben. Der Querschnitt der Gegenelektrode 11 kann auch beliebige andere geometrische Formen wie eine Platte oder eine Spirale haben, und der dritte Arbeitsabschnitt 132 der Referenzelektrode 13 kann auch eine konventionelle Nadelelektrode im Fachbereich sein. Ausgehend von dem Ziel, die Effizienz der Elektrochemilumineszenzreaktion zu verbessern, ohne die Signalerfassung zu beeinflussen und die Elektrodenoxidation zu verhindern, werden die Strukturen im Beispiel als die Strukturen der Arbeitselektrode 12, der Gegenelektrode 11 und der Referenzelektrode 13 bevorzugt.
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Zusätzlich können die Arbeitselektrode 12, die Gegenelektrode 11 und die Referenzelektrode 13 aus Materialien wie Gold, Platin, Graphit, Silber, Silberchlorid usw. hergestellt sein. Da Platin eine relativ gute Dehnbarkeit aufweist und sich zu verschiedenen Formen verarbeiten lässt, werden im Beispiel Platinelektroden bevorzugt, um die Flexibilität der Elektrodenstrukturen zu verbessern. Die poröse Struktur an der Verbindungsfläche zwischen dem dritten Arbeitsabschnitt 132 und dem Flüssigkeitsstromweg kann eine konventionelle poröse Struktur wie eine poröse Keramik usw. sein.
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Weiterhin umfasst die Durchflusszelleneinheit 1, wie in 1 bis 6 gezeigt, auch eine obere Platte 14 und eine untere Platte 15, die zueinander passen und die Durchflusszelleneinheit bilden. Darin besteht die obere Platte 14 aus einem transparenten optischen Glas, durch das das von der Elektrochemilumineszenzreaktion emittierte Licht übertragen wird. Gleichzeitig ist die Gegenelektrode 11 an der oberen Platte 14 befestigt und die Arbeitselektrode 12 an der unteren Platte 15 befestigt. Zwischen der Arbeitselektrode 12 und der Gegenelektrode 11 besteht ein vertikaler Abstand, der den Flüssigkeitsstromweg zwischen der Arbeitselektrode 12 und der Gegenelektrode 11 bildet.
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Wie in 4 dargestellt, umfasst die Durchflusszelleneinheit 1 weiterhin eine auf der Oberfläche der Arbeitselektrode 12 angeordnete Dichtung 16, an der ein erstes Durchgangsloch 161 vorgesehen ist. Das erste Durchgangsloch 161, die untere Platte 15 und die obere Platte 14 bilden eine Reaktionskammer, die durch die Dichtung 16 abgedichtet ist und somit ein Austreten von Flüssigkeit verhindert. Gleichzeitig hat das erste Durchgangsloch 161 eine Spindelform mit einem Querschnitt von zwei kleinen Enden und einer großen Mitte. Zusätzlich sind an den beiden Enden des spindelförmigen ersten Durchgangslochs 161 jeweils ein Flüssigkeitseinlass und ein Flüssigkeitsauslass angeordnet, und die Prüf- und Spülflüssigkeit strömen durch die spindelförmige Reaktionskammer.
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Im Beispiel hat die spindelförmige Reaktionskammer ein kleines Volumen, so dass beim Durchfluss von Prüf- und Spülflüssigkeit in der Reaktionskammer die Flüssigkeit nahezu geradlinig und ohne Verwirbelung fließt. Daher kann die Testflüssigkeit während der Reaktion ausreichend mit der Arbeitselektrode 12 und der Gegenelektrode 11 in Kontakt kommen, was für einen reibungslosen Ablauf der Reaktion hilfreich ist. Noch wichtiger ist, dass beim Spülen der Elektrode die Spülflüssigkeit über den Flüssigkeitseinlass einströmt und gleichmäßig aus dem Flüssigkeitsauslass ausströmt. Die Reinigungsflüssigkeit fließt nahezu geradlinig in den Reaktionsraum und spült ohne toten Winkel, wodurch eine Alterung der Elektrode wirksam verhindert wird.
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Das erste Durchgangsloch 161 der Dichtung 16 ist nicht auf eine spindelförmige Struktur mit zwei kleinen Enden und einer großen Mitte beschränkt, sondern kann auch eine rechteckige Struktur sein, die einen gleichmäßigen Querschnitt entlang der Strömungsrichtung hat. Wenn jedoch das erste Durchgangsloch 161 spindelförmig ist, sind die Querschnittsflächen des Flüssigkeitseinlasses und des Flüssigkeitsauslasses im Vergleich zu anderen Teilen kleiner, so dass die Strömungsgeschwindigkeiten am Flüssigkeitseinlass und am Flüssigkeitsauslass zunehmen und die Testflüssigkeit und die Spülflüssigkeit schnell in den und aus dem Reaktionsraum fließen.
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Wie in 4 dargestellt, haben die obere Platte 14, die Dichtung 16 und die untere Platte 15 mehrere Schraubenlöcher, die mit Schrauben zusammenwirken. Dabei verbinden einige Schrauben die obere Platte 14, die Dichtung 16 und die untere Platte 15 miteinander, um die Durchflusszelleneinheit 1 zu bilden. Einige andere Schrauben verbinden die Durchflusszelleneinheit 1 und die über der Durchflusszelleneinheit 1 angeordnete Detektionseinheit 3 miteinander. Die Erfassungseinheit 3 misst das durch die obere Platte hindurchtretende Licht 14.
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Zusätzlich hat, wie in 4 dargestellt, die Mitte der Dichtung 16 eine spindelförmige Struktur, in deren Mitte das spindelförmige erste Durchgangsloch 161 vorgesehen ist. Die äußere Umfangswand des ersten Durchgangslochs 161 ragt nach außen und bildet eine Vielzahl von Bogenstrukturen 162, in denen die Schraubenlöcher vorgesehen sind. Im Beispiel in 1 sind an der oberen Platte 14, der unteren Platte 15 und der Dichtung 16 vier Schraubenlöcher vorgesehen. Darin werden zwei zur Verbindung der oberen Platte 14, der unteren Platte 15 und der Dichtung 16 verwendet, die anderen beiden werden zur Verbindung der Durchflusszelleneinheit 1 mit der Detektionseinheit 3 verwendet. In der Praxis ist die Anzahl der Schraubenlöcher und die Position nicht darauf beschränkt, sondern kann je nach Bedarf eingestellt werden und ist hier nicht begrenzt.
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Darüber hinaus ist die Form der Dichtung 16 nicht auf diese beschränkt, die auf die obere Platte 14 und die untere Platte 15 abgestimmt rund sein kann. Darin ist das spindelförmige erste Durchgangsloch 161 in der Mitte der runden Struktur und mehrere Schraubenlöcher an zwei Seiten des ersten Durchgangslochs 161 vorgesehen. Allerdings benötigt die Dichtung 16 im Beispiel das geringste Material, und was noch wichtiger ist, sie verringert die Lichtabsorption durch die Dichtung 16 maximal, so dass die Genauigkeit der Messergebnisse verbessert wird.
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Andererseits umfasst, wie in 4 gezeigt, die Gegenelektrode 11 einen ersten Arbeitsabschnitt 111, umfasst die Arbeitselektrode 12 einen zweiten Arbeitsabschnitt 122, und bilden der erste Arbeitsabschnitt 111 und der zweite Arbeitsabschnitt 122 einen Reaktionskreis. Außerdem ist die Fläche des zweiten Arbeitsabschnitts 122 kleiner als die des ersten Durchgangslochs 161. Durch diese Ausbildung wird die Größe der Komponenten in der Durchflusszelleneinheit 1 weiter verkleinert, was zur Miniaturisierung des Gerätes beiträgt.
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Währenddessen ist der erste Arbeitsabschnitt 111 mit einem ersten Haken 112 verbunden, der sich längs in Richtung der oberen Platte 14 erstreckt. Entsprechend ist auf der oberen Platte 14 eine erste Hakennut passend zum ersten Haken 112 vorgesehen. Der erste Haken 112 ist in die erste Hakennut eingehakt, so dass die Gegenelektrode 11 an der oberen Platte 14 befestigt ist.
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Insbesondere, wie in 4 und 5 gezeigt, erstrecken sich zwei Enden des ersten Arbeitsabschnitts 111 längs in Richtung zur oberen Platte 14 und bilden zwei erste Haken 112. Auf der oberen Platte 14 sind zwei erste Hakennuten passend zu den ersten Haken 112 vorgesehen. Der erste Haken 112 ist ein inverser Haken vom Typ „L“, entsprechend ist die erste Hakennut eine inverse Hakennut vom Typ „L“, die mit dem inversen Haken vom Typ „L“ zusammenpasst.
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Da es sich bei der Gegenelektrode 11 um zwei Nadelelektroden handelt, deren Material in der Regel Platin ist, kann sie gebogen und zu einer Vielzahl von Formen gefaltet sein. Bei der Befestigung an der oberen Platte 14 werden die beiden Enden jeweils zu einem inversen Haken vom Typ „L“ gebogen, wodurch die Gegenelektrode 11 fest mit der oberen Platte 14 verbunden ist, so dass die Stabilität der Elektrochemilumineszenzreaktion gewährleistet ist.
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Weiterhin ist, wie in 2 dargestellt, am Außenumfang der oberen Platte 14 und der unteren Platte 15 eine Nut 17 vorgesehen. Die beiden ersten Hakennuten erstrecken sich nach oben bis zur Oberseite der oberen Platte 14, und jede der beiden ersten Hakennuten erstreckt sich zur Nut 17, so dass sich ein Ende der Gegenelektrode 11 bis zur Nut 17 erstreckt, durch die die Gegenelektrode 11 mit einer äußeren Stromquelle in Kontakt kommt, die Spannung an die Gegenelektrode 11 legt.
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Im Beispiel in 4 und 6 ist die Arbeitselektrode 12 senkrecht zum ersten Durchgangsloch 161 der Dichtung 16. Der zweite Arbeitsabschnitt 122 erstreck sich längs in Richtung zur unteren Platte 15 nach unten und bildet einen zweiten Haken 121. Entsprechend ist auf der unteren Platte 15 ein zweites Durchgangsloch 151 passend zum zweiten Haken 121 vorgesehen, und der zweite Haken 121 ist in das zweite Durchgangsloch 151 eingehakt, so dass die Arbeitselektrode 12 an der Oberseite der unteren Platte 15 befestigt ist. Zusätzlich kontaktiert durch das zweite Durchgangsloch 151 der zweite Haken 121 die äußere Stromquelle, die die Arbeitselektrode 12 mit Spannung versorgt.
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Es wird davon ausgegangen, dass die Form des ersten Hakens 112 und des zweiten Hakens 121 nicht darauf beschränkt ist, und es kann jede andere konventionelle Form auf dem Fachgebiet sein, solange sie die Verbindung zwischen der Gegenelektrode 11 und der oberen Platte 14 sowie der Gegenelektrode 12 und der unteren Platte 15 realisiert. In der Praxis sind die Verbindungen zwischen der Gegenelektrode 11 und der oberen Platte 14 sowie der Arbeitselektrode 12 und der unteren Platte 15 nicht auf das Einhaken beschränkt, sondern können jede andere Anschlussart sein. Somit gibt es keine Beschränkung auf die Verbindungsart und -form sowie die Lage der beiden Haken.
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Zusätzlich sind die untere Platte 15 und das Gehäuse 131 der Referenzelektrode im Beispiel aus korrosionsbeständigem Peek-Material zum Schutz der Elektroden gefertigt.
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Bitte beziehen Sie sich weiterhin auf die 7 und 8, darin ist 8 eine Strukturdarstellung des Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-Systems der vorliegenden Offenbarung; 9 ist die Frontansicht von 8.
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Wie in 8 und 9 dargestellt, stellt die vorliegende Offenbarung ein Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-System dar, das die Durchflusszelleneinheit 1 und eine Detektionseinheit 3 zur Analyse der Durchflusszelleneinheit 1 sowie eine Steuereinheit 2 zur Steuerung der Durchflusszelleneinheit 1 und eine feste Basis 4 zur Befestigung der Durchflusszelleneinheit 1 und der Steuereinheit 2 umfasst, wobei die Durchflusszelleneinheit 1 in einem der oben genannten Beispiele die Durchflusszelleneinheit 1 ist. Da die Durchflusszelleneinheit 1 die oben genannten technischen Effekte hat, hat auch das Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-System aus der Durchflusszelleneinheit 1 die gleichen technischen Effekte, die hier nicht wiederholt werden.
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Darin umfasst die Steuereinheit, wie in 7 und 8 dargestellt, einen Dreharm 21, wobei ein Ende des Dreharms 21 über ein Gelenk mit einem Schrittmotor 22 und das andere Ende des Dreharms 21 mit einem Magneten 23 verbunden ist. Dementsprechend ist an der Unterseite der unteren Platte der Durchflusszelleneinheit 1 eine Nut vorgesehen. Wenn sich der Dreharm 21 unter der Steuerung des Schrittmotors 22 zur Nut dreht, bewegt sich der Magnet 23 in die Nut unter der Arbeitselektrode 12 und beeinflusst die magnetischen Partikel in der an der Arbeitselektrode 12 aufzubringenden Testflüssigkeit, um die Elektrochemilumineszenzreaktion auszulösen. Darüber hinaus ist der Magnet 23 ein Dauermagnet, um eine ausreichende Anzahl von magnetischen Partikeln an der Arbeitselektrode 12 zu gewährleisten.
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In der Praxis braucht die Steuereinheit 2 nicht durch den den Dreharm 21 ansteuernden Schrittmotor 22 realisiert zu sein, sondern kann auch ein konventioneller Kurbelstangenmechanismus sein. Das Steuergerät 2 im Beispiel kann jedoch die Bewegungsbahn des Dreharms 21 durch den Schrittmotor 22 genau steuern und somit die Genauigkeit des Gerätes verbessern.
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Wenn das Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-System arbeitet, wird zunächst der Dreharm 21 unter Steuerung des Schrittmotors 22 der Steuereinheit 2 zur Unterseite der Arbeitselektrode 12 gedreht; die Testflüssigkeit wird durch den Magneten 23 am Dreharm 21 an der Oberfläche der Plattenarbeitselektrode 12 angezogen; der mit einem Marker, z. B. Ruthenium, gebundene Komplex wird durch das Magnetfeld von dem freien Marker getrennt. In der Zwischenzeit wird eine Lösung mit TPA oder DBAE (Dibutylamino-ethanol) zugegeben und eine Spannung angelegt, um die ECL-Reaktion zu starten. Lumineszierendes Substrat Pyridin-Ruthenium (II) und TPA geben ein Elektron ab und werden auf der Oberfläche der Arbeitselektrode 12 zu Pyridin-Ruthenium (III) und zum kationisch angeregten Zustand TPA+ oxidiert. Gleichzeitig gibt der kationisch angeregte Zustand TPA+ ein Proton ab und wird zum angeregten TPA mit starker Reduzierbarkeit. Das Pyridin-Ruthenium (III) mit starker Oxidierbarkeit und der angeregte Zustand TPA mit starker Reduzierbarkeit werden einer Redox-Reaktion unterzogen, so dass das Pyridin-Ruthenium (III) zu angeregtem Pyridin-Ruthenium (II) reduziert wird. Das angeregte Pyridin-Ruthenium (II) zerfällt in einem fluoreszierenden Mechanismus, setzt Energie frei, indem es ein 620nm-Photon emittiert und wird zum Grundzustand des lumineszierenden Substrats Pyridin-Ruthenium (II).
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Dieser Vorgang wiederholt sich auf der Oberfläche der Elektrode und erzeugt viele Photonen. Die Lichtintensität wird durch das Photomultiplierrohr in der Detektionseinheit 3 gemessen und anschließend durch einen Computer verstärkt und analysiert. Darin ist die Lichtintensität linear mit der Konzentration von Pyridin-Ruthenium verknüpft, und die Konzentration des Antigens in der Testflüssigkeit wird auf Basis der vom Pyridin-Ruthenium an der Arbeitselektrode 12 emittierten Lichtintensität umgerechnet. Das Prinzip des DBAE-Reaktionssystems entspricht dem des oben beschriebenen TPA-Reaktionssystems.
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Im Vorangehenden sind ein Elektrochemilumineszenz-Immunoassay-System, das durch die vorliegende Offenbarung bereitgestellt wird, und eine Durchflusszelleneinheit davon detailliert beschrieben. Konkrete Beispiele werden hier verwendet, um die Prinzipien und Umsetzungsmodalitäten der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben, und die Beschreibung des Beispiels soll lediglich helfen, die Methode und die Kerngedanken der vorliegenden Offenbarung zu verstehen. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Durchschnittsfachmann verschiedene Verbesserungen und Änderungen an der vorliegenden Offenbarung vornehmen kann, ohne vom Grundsatz der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und dass solche Verbesserungen und Änderungen in den Schutzbereich der Ansprüche der vorliegenden Erfindung fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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