TWM557263U - 膠體金酵素反應器 - Google Patents

Abstract

一種膠體金酵素反應器，係包括一檢測試片、一光學裝置、以及一檢測單元所構成，其中該檢測試片上檢測試劑所採用膠體金係一種直徑在1nm至150nm之間的分散相粒子，依據粒子大小的不同可呈現出橘紅（2nm至20nm）到紫紅色（30nm至80nm）之顏色，不具放射性或毒性，且所需試劑或樣品量少，因此適合用於檢測試劑之製作。藉此，本創作利用膠體金與酵素或探針進行共價結合，並吸附結合在一擴散性載體上之裝置，透過樣品溶液加入與膠體金反應產生不同溶膠顆粒大小懸浮於溶液中，溶膠顆粒大小不同光散射隨之不同，溶液的顏色產生改變，可定性或定量地應用檢測試劑的反應，並可微小化，使本創作所提裝置可以大量進行樣品的分析。

Description

膠體金酵素反應器

本創作係有關於一種膠體金酵素反應器，尤指涉及一種利用膠體金與酵素或探針進行共價結合，並吸附結合在一擴散性載體上之裝置，特別係指透過樣品溶液加入與膠體金反應產生不同溶膠顆粒大小懸浮於溶液中，溶膠顆粒大小不同光散射隨之不同，溶液的顏色產生改變，可定性或定量地應用檢測試劑之反應，並可微小化而可大量進行樣品分析者。

親和性反應分析技術已發展多年，其主要利用檢體及受體之親和性結合反應，及放射性物質，螢光物質，或其他可產生呈色反應之物質作為標幟，以測定標幟物質產生之訊號而判定檢體中之待測物質（或稱標的物質）之有無。 習知方法中，曾揭示點式免疫結合分析法（dot-immunobinding assay），其係用於偵測單株抗體或其他抗體，包含將抗原之稀釋液或懸浮液點在硝化纖維濾紙條上，將該濾紙條與待測之抗體培養，再與經酵素標幟之可與上述抗體結合之第二抗體培養，再進行酵素與基質之呈色反應，觀察該濾紙條是否呈色以判定待測抗體是否為所欲者。惟此方法反應步驟繁複，涉及多個培養、沖洗步驟，甚至多達二十個步驟，導致耗時久，甚至長達二十小時以上。 鑑於傳統之檢測分析方法具有敏感性與特異性不高、費時、操作繁瑣、鑑定時間長且需大量設備等缺點。近年來亦利用DNA探針及其相關技術所發展之微生物快速檢驗方法，包括聚合□連鎖反應（Polymerase chain reaction, PCR）、DNA定序法等；另外目前更有利用高密度之生物晶片進行快速檢測，但前者需克服面臨大量樣品時之操作方便性；後者雖具有可一次同時檢測多種微生物之優勢，但其技術層次與成本太高，專業訓練人力不足，此外，在資料判讀，尤其若晶片採用螢光呈色之方法時，更需昂貴之實驗設備，因此影響生物晶片技術不能普及。故，ㄧ般習用者係無法符合使用者於實際使用時之所需。

本創作之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種利用膠體金與酵素或探針進行共價結合，並吸附結合在一擴散性載體上之裝置，透過樣品溶液加入與膠體金反應產生不同溶膠顆粒大小懸浮於溶液中，溶膠顆粒大小不同光散射隨之不同，溶液的顏色產生改變，可定性或定量地應用檢測試劑的反應，並可微小化，使本創作可以大量進行樣品分析之膠體金酵素反應器。 本創作之次要目的係在於，提供一種膠體金之直徑在1nm至150nm之間的分散相粒子，依據粒子大小的不同可呈現出橘紅（2nm至20nm）到紫紅色（30nm至80nm）之顏色，不具放射性或毒性，且所需試劑或樣品量少，因此適合用於檢測試劑之製作之膠體金酵素反應器。 為達以上之目的，本創作係一種膠體金酵素反應器，係包括：一檢測試片，係於一擴散性載體上設有一樣品區、一吸收區、及一介於該樣品區與該吸收區之間之反應區，當一樣品溶液經由該樣品區滴入該檢測試片內，係藉由毛細現象流動，而與塗佈固定於該反應區上之檢測試劑進行反應，以形成含有不同溶膠顆粒大小之樣品懸浮液，該樣品懸浮液再藉由毛細現象流動至該吸收區，其中該檢測試劑為膠體金以及酵素或探針共價結合者；一光學裝置，其外表面設置有一顯示單元、一供插入該檢測試片之試片插槽、以及一控制單元，其中該控制單元係包括一電源開關、及一分析確認按鈕；以及一檢測單元，係設置於該光學裝置內部，該檢測單元係包括一具有開孔之光學檢測室、一與該光學檢測室相鄰而設之訊號接收模組、及一分別與該訊號接收模組及該顯示單元電性連接之訊號處理器，該訊號接收模組係包括有數個光源、及至少一個光偵測器，其中該些光源發射之光線係經過該光學檢測室之開孔，使光線與該吸收區內的樣品懸浮液中不同溶膠顆粒大小相交，因而該樣品懸浮液流可散發光線，該樣品懸浮液藉由不同溶膠顆粒大小散射的光線再經由該些開孔被至少一個光偵測器接收偵測後，產生一對應所測得散射光之特徵的感測訊號並傳遞至該訊號處理器進行分析，該訊號處理器再將該感測訊號所示特徵之變化程度所表示之分析結果傳遞至該顯示單元顯示。 於本創作上述實施例中，該光學裝置之外表面係進一步設置有一輸出單元，該輸出單元係電性連接該訊號處理器，係用以將該檢測試劑之反應分析結果輸出。 於本創作上述實施例中，該輸出單元係為有線傳輸裝置或無線傳輸裝置其中之一。 於本創作上述實施例中，該有線傳輸裝置係為USB介面、Mini USB介面、Micro USB介面或電腦傳輸線其中之一。 於本創作上述實施例中，該無線傳輸裝置係為藍芽收發器或紅外線收發器其中之一。 於本創作上述實施例中，該些光源係為一發光二極體。 於本創作上述實施例中，該光偵測器係為接受光通量密度之照度計、光電晶體或光二極體其中之一。 於本創作上述實施例中，該擴散性載體係為硝化纖維、玻璃纖維、玻璃或塑膠。 於本創作上述實施例中，該膠體金之粒徑係介於1nm至150nm之間。 於本創作上述實施例中，更包括一殼體，用以固定該檢測試片，且該殼體具有兩開口分別裸露該樣品區及該吸收區。

請參閱『第１圖』所示，係本創作膠體金酵素反應器一較佳實施例之系統外觀示意圖。如圖所示：本創作係一種膠體金酵素反應器，係包括一檢測試片１、一光學裝置２、以及一檢測單元３所構成。 上述所提之檢測試片１係於一擴散性載體１１上設有一樣品區１１１、一吸收區１１２、及一介於該樣品區１１１與該吸收區１１２之間之反應區１１３，該反應區１１３包含塗佈固定在其上之一檢測試劑１２，而該檢測試劑１２為膠體金以及酵素或探針共價結合者；其中該擴散性載體１１係為硝化纖維、玻璃纖維、玻璃或塑膠等其中之一種，而該膠體金之粒徑係介於1nm至150nm之間，且酵素種類係視檢測對象作變化；在本創作一較佳實施例中，更包括一殼體１３，用以固定該檢測試片１，且該殼體１３具有兩開口１３１分別裸露該樣品區１１１及該吸收區１１２。 該光學裝置２外表面設置有一顯示單元２１、一供插入該檢測試片１之試片插槽２２、以及一控制單元２３，其中該控制單元２３係包括一電源開關２３１、及一分析確認按鈕２３２；在本創作一較佳實施例中，該光學裝置２之外表面係可進一步設置有一輸出單元２４，該輸出單元２４係電性連接訊號處理器３３，係用以將該檢測試劑１２之反應分析結果輸出，其中該輸出單元２４係為有線傳輸裝置或無線傳輸裝置等其中之一種，有線傳輸裝置係為USB介面、Mini USB介面、Micro USB介面或電腦傳輸線等其中之一種裝置，而無線傳輸裝置係為藍芽收發器或紅外線收發器等其中之一種裝置。 該檢測單元３係設置於該光學裝置２內部，該檢測單元３係包括一具有開孔３１１之光學檢測室３１、一與該光學檢測室３１相鄰而設之訊號接收模組３２、及一分別與該訊號接收模組３２及該顯示單元２１電性連接之訊號處理器３３，該訊號接收模組３２係包括有數個光源３２１、及至少一個光偵測器３２２，其中該數個光源３２１係為一發光二極體，而該光偵測器３２２係為接受光通量密度之照度計、光電晶體或光二極體等其中之一種。如是，藉由上述揭露之裝置構成一全新之膠體金酵素反應器。 當運用時，將一樣品溶液４經由樣品區１１１滴入一檢測試片１內，係藉由毛細現象流動，而與塗佈固定於反應區１１３上之檢測試劑１２進行反應，以形成含有不同溶膠顆粒大小之樣品懸浮液，該樣品懸浮液再藉由毛細現象流動至吸收區１１２。接著，使用者可以將該檢測試片１經由試片插槽２２插入一光學裝置２內；首先，按壓電源開關２３１以開放該光學裝置２之電源，確認該光學裝置２正常運作後，將上述沾取樣品溶液４之檢測試片１插入該試片插槽２２，使該檢測試片１之吸收區１１２位在具有開孔３１１之光學檢測室３１內，插妥後按壓分析確認按鈕２３２，內建於光學裝置２內之檢測單元３即開始進行反應檢測，其中訊號接收模組３２數個光源３２１發射之光線係經過該光學檢測室３１之開孔３１１，使光線與該吸收區１１２內的樣品懸浮液中不同溶膠顆粒大小相交 ，因而該樣品懸浮液流可散發光線，該樣品懸浮液藉由不同溶膠顆粒大小散射的光線再經由該些開孔３１１被至少一個光偵測器３２２接收偵測後，產生一對應所測得散射光之特徵的感測訊號並傳遞至該訊號處理器３３進行分析，而該訊號處理器３３再將該感測訊號所示特徵之變化程度所表示之分析結果傳遞至該顯示單元２１顯示；此外，該光學裝置２亦可藉由進一步於其外表面設置之輸出單元２３，透過該輸出單元２３係電性連接該檢測單元３之訊號處理器３３，用以將反應之分析結果對外輸出。 於一具體實施例中，當欲檢測樣品溶液是否含有果糖時，本創作係將膠體金與能吸收果糖之酵素結合在一起，形成檢測試劑，然後把樣品溶液（例如：蘋果液體）滴進檢測試片中與檢測試劑反應產生不同溶膠顆粒大小懸浮於溶液中，使溶液的顏色產生改變，再利用光學裝置偵測由不同顆粒大小的溶膠懸浮溶液所產生的光散射訊號 ，分析所測得散射光之特徵，由此特徵產生的顏色變化，確認該樣品溶液含有果糖。 本創作所採用膠體金係一種直徑在1nm至150nm之間的分散相粒子，依據粒子大小的不同可呈現出橘紅（2nm至20nm）到紫紅色（30nm至80nm）之顏色，不具放射性或毒性，且所需試劑或樣品量少，因此適合用於檢測試劑之製作。藉此，本創作利用膠體金與酵素或探針進行共價結合，並吸附結合在一擴散性載體上之裝置，透過樣品溶液加入與膠體金反應產生不同溶膠顆粒大小懸浮於溶液中，溶膠顆粒大小不同光散射隨之不同，溶液的顏色產生改變，可定性或定量地應用檢測試劑的反應，並可微小化，使本創作所提裝置可以大量進行樣品的分析。 綜上所述，本創作係一種膠體金酵素反應器，可有效改善習用之種種缺點，利用膠體金與酵素或探針進行共價結合，並吸附結合在一擴散性載體上之裝置，透過樣品溶液加入與膠體金反應產生不同溶膠顆粒大小懸浮於溶液中，溶膠顆粒大小不同光散射隨之不同，溶液的顏色產生改變，可定性或定量地應用檢測試劑的反應，並可微小化，使本創作所提裝置可以大量進行樣品的分析，進而使本創作之□生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合新型專利申請之要件，爰依法提出專利申請。 惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍；故，凡依本創作申請專利範圍及新型說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。

１‧‧‧檢測試片
１１‧‧‧擴散性載體
１１１‧‧‧樣品區
１１２‧‧‧吸收區
１１３‧‧‧反應區
１２‧‧‧檢測試劑
１３‧‧‧殼體
１３１‧‧‧開口
２‧‧‧光學裝置
２１‧‧‧顯示單元
２２‧‧‧試片插槽
２３‧‧‧控制單元
２３１‧‧‧電源開關
２３２‧‧‧分析確認按鈕
２４‧‧‧輸出單元
３‧‧‧檢測單元
３１‧‧‧光學檢測室
３１１‧‧‧開孔
３２‧‧‧訊號接收模組
３２１‧‧‧光源
３２２‧‧‧光偵測器
３３‧‧‧訊號處理器
４‧‧‧樣品溶液

第１圖，係本創作膠體金酵素反應器一較佳實施例之系統外觀示意圖。

1‧‧‧檢測試片

11‧‧‧擴散性載體

111‧‧‧樣品區

112‧‧‧吸收區

113‧‧‧反應區

12‧‧‧檢測試劑

13‧‧‧殼體

131‧‧‧開口

2‧‧‧光學裝置

21‧‧‧顯示單元

22‧‧‧試片插槽

23‧‧‧控制單元

231‧‧‧電源開關

232‧‧‧分析確認按鈕

24‧‧‧輸出單元

3‧‧‧檢測單元

31‧‧‧光學檢測室

311‧‧‧開孔

32‧‧‧訊號接收模組

321‧‧‧光源

322‧‧‧光偵測器

33‧‧‧訊號處理器

4‧‧‧樣品溶液

Claims (10)

1. 一種膠體金酵素反應器，係包括： 一檢測試片，係於一擴散性載體上設有一樣品區、一吸收區、及一介於該樣品區與該吸收區之間之反應區，當一樣品溶液經由該樣品區滴入該檢測試片內，係藉由毛細現象流動，而與塗佈固定於該反應區上之檢測試劑進行反應，以形成含有不同溶膠顆粒大小之樣品懸浮液，該樣品懸浮液再藉由毛細現象流動至該吸收區，其中該檢測試劑為膠體金以及酵素或探針共價結合者； 一光學裝置，其外表面設置有一顯示單元、一供插入該檢測試片之試片插槽、以及一控制單元，其中該控制單元係包括一電源開關、及一分析確認按鈕；以及 一檢測單元，係設置於該光學裝置內部，該檢測單元係包括一具有開孔之光學檢測室、一與該光學檢測室相鄰而設之訊號接收模組、及一分別與該訊號接收模組及該顯示單元電性連接之訊號處理器，該訊號接收模組係包括有數個光源、及至少一個光偵測器，其中該些光源發射之光線係經過該光學檢測室之開孔，使光線與該吸收區內的樣品懸浮液中不同溶膠顆粒大小相交，因而該樣品懸浮液流可散發光線，該樣品懸浮液藉由不同溶膠顆粒大小散射的光線再經由該些開孔被至少一個光偵測器接收偵測後，產生一對應所測得散射光之特徵的感測訊號並傳遞至該訊號處理器進行分析，該訊號處理器再將該感測訊號所示特徵之變化程度所表示之分析結果傳遞至該顯示單元顯示。
2. 依申請專利範圍第１項所述之膠體金酵素反應器，其中，該光學 裝置之外表面係進一步設置有一輸出單元，該輸出單元係電性連接該訊號處理器，係用以將該檢測試劑之反應分析結果輸出。
3. 依申請專利範圍第２項所述之膠體金酵素反應器，其中，該輸出 單元係為有線傳輸裝置或無線傳輸裝置其中之一。
4. 依申請專利範圍第３項所述之膠體金酵素反應器，其中，該有線 傳輸裝置係為USB介面、Mini USB介面、Micro USB介面或電腦傳輸線其中之一。
5. 依申請專利範圍第３項所述之膠體金酵素反應器，其中，該無線 傳輸裝置係為藍芽收發器或紅外線收發器其中之一。
6. 依申請專利範圍第１項所述之膠體金酵素反應器，其中，該些光 源係為一發光二極體。
7. 依申請專利範圍第１項所述之膠體金酵素反應器，其中，該光偵 測器係為接受光通量密度之照度計、光電晶體或光二極體其中之一。
8. 依申請專利範圍第１項所述之膠體金酵素反應器，其中，該擴散 性載體係為硝化纖維、玻璃纖維、玻璃或塑膠。
9. 依申請專利範圍第１項所述之膠體金酵素反應器，其中，該膠體 金之粒徑係介於1nm至150nm之間。
10. 依申請專利範圍第１項所述之膠體金酵素反應器，更包括一殼 體，用以固定該檢測試片，且該殼體具有兩開口分別裸露該樣品區及該吸收區。