[發明專利]一種用于非均相免疫快速分析的自動化裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201210465463.6
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN102998472A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 方群;潘建章;易會;石曉彤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 唐銀益

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技術領域

本發明涉及分析化學的生物分析領域，特別涉及一種用于非均相免疫快速分析的裝置和方法。

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背景技術

免疫分析是利用抗原和抗體間的特異性反應對目標分析物進行檢測的分析方法，是檢測蛋白質最主要的方法。非均相免疫分析，如酶聯免疫吸附測定（Enzyme-linked?immunosorbent?assay,?ELISA）和熒光免疫分析（Fluorescence?immunoassay,?FIA），由于分析過程中加入了清洗過程，使得其特異性和靈敏度大大提高，目前已經成為臨床及實驗醫學進行定量免疫分析的主要技術，廣泛應用于心臟疾病、流行病、代謝疾病診斷等各領域。但是，當前基于多孔板的常規非均相免疫分析樣品周轉和免疫孵育時間長，從采集樣品到出具結果需要一到數天時間；并且，此法操作涉及樣品和多個試劑的量取、加入、反應孵育、清洗等復雜操作，過程繁瑣，通常在醫院或者醫療站的實驗室中由專業操作人員借助精密儀器完成。然而面對急性心肌梗塞等許多突發性疾病以及急性傳染病，耗時的實驗室檢測分析已不能滿足其需要。雖然免疫試紙條技術已成為成熟的便攜式現場免疫檢測，但該法因為只能給出定性或半定量結果而在需要準確定量的應用場合受到很大限制。因此，迫切需要建立一種簡單快速、能準確定量的便攜式免疫分析系統和方法，以實現免疫分析的現場快速準確定量。

微流控技術已應用于免疫分析系統的研究。但免疫分析涉及樣品和多個試劑的量取、加入、反應孵育、清洗等復雜操作，目前報道的能實現非均相免疫全過程集成的自動化微流控分析系統較主要采用集成微泵微閥系統、離心力驅動系統或電潤濕磁珠免疫分析系統等。這些非均相免疫快速自動分析方法，雖然已有效解決了以往存在孵育時間長的問題，但芯片加工、過程控制、樣品的現場引入等方面仍存在較大問題。尤其是，樣品和試劑通常要在同一時間裝入芯片，這限制了芯片的準備過程和使用過程的分離，使得其難以在分析現場使用，且上述工作均需借助微加工手段，成本高昂，離實用尚有不少距離。

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發明內容

本發明旨在針對現有技術的問題作出改進，采用毛細管系統和程控液體驅動技術，為非均相免疫分析提供一種現場快速自動分析的裝置和方法。

本發明的具體技術方案如下：

本發明是一種用于非均相免疫分析的快速自動化裝置，裝置包括毛細管、試劑管和程控微泵，毛細管、試劑管和程控微泵依次相連成一個通道，程控微泵驅動毛細管和試劑管通道內的所有液體。

本發明所述的毛細管是非均相免疫反應的固相載體，通過化學或物理方法在內壁表面固定抗原或者抗體。

本發明所述的毛細管是石英或玻璃或聚苯乙烯透明材料，以便于反應完成后利用光學檢測器直接對毛細管進行原位檢測，毛細管內徑在10微米–5000微米之間。選擇小內徑的毛細管，有助于提高通道的比表面積，提高反應效率，縮短免疫反應的孵育時間。

本發明所述的試劑管內以水相液段的形式封裝非均相免疫反應所需的所有水相試劑，包括免疫反應試劑、熒光標記抗原或抗體、酶標記抗原或抗體、酶催化底物、清洗液；按免疫分析的要求，將所需的不同水相試劑以液段形式順序裝入試劑管，不同的水相液段之間由與水不互溶的油相液段間隔，以防止不同試劑液段在封裝、儲存、運輸、分析驅動等過程中發生相互混合；油相液段是礦物油或烷烴或與水不互溶且生物相容性好的物質；試劑管兩端由石蠟或環氧乙烷或橡膠等密封，從而實現多個試劑、清洗液在管內的順序獨立存儲，冷藏有利于生化試劑的儲存。試劑管內徑在0.1毫米—50毫米范圍內，其材質是聚四氟乙烯，或聚丙乙烯，或聚苯乙烯，或玻璃，或石英等材料。

本發明所述的程控微泵具有雙向液體驅動能力，其泵速、運行時間可調，通過設定泵速和運行時間可確定其抽取或排出的液體體積，其操作過程能完全由程序控制自動完成。

本發明公開了一種用于非均相免疫分析的快速自動化裝置的操作方法，所述的操作過程分為兩個階段：階段一是毛細管和試劑管的準備階段，即完成抗原或抗體在毛細管內壁上的固定和所需的多個試劑在試劑管內的預封裝；階段二是連接毛細管、試劑管和程控微泵，開啟程控微泵，以預設程序全自動實現免疫分析液體操控的全部操作。

本發明所述的在操作過程的第一階段，進行抗原或抗體在毛細管內壁表面的固定操作，以及免疫分析所需的水相試劑液段和油相間隔液段在試劑管中的預先裝載操作。試劑和油相間隔液段的預封裝操作可由程序控制注射泵配合多孔板技術自動實現，準備好后冷藏備用。