[發(fā)明專利]非標(biāo)定型檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410474295.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104515740B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李光立;魏培坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中央研究院
• 主分類號(hào): G01N21/25
• 分類號(hào): G01N21/25;G01N21/552;G01B11/06
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 湯在彥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種用于檢測(cè)化學(xué)物質(zhì)的非標(biāo)定型檢測(cè)系統(tǒng)，以及使用前述非標(biāo)定型檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行非標(biāo)定型檢測(cè)的方法。

背景技術(shù)

定點(diǎn)照護(hù)檢測(cè)(point-of-care testing，POCT)指在患者接受照護(hù)的地點(diǎn)來(lái)進(jìn)行醫(yī)療檢測(cè)，也稱為床邊檢測(cè)(bedsite test)。目前普遍應(yīng)用于定點(diǎn)照護(hù)檢測(cè)的技術(shù)之一是橫向側(cè)流免疫色譜分析(Lateral-flow immunochromatographic assay or Lateral-flow assay)，這種技術(shù)常用于一次性的定性檢測(cè)，其中最普遍的商業(yè)化產(chǎn)品是應(yīng)用于驗(yàn)孕檢測(cè)，每年生產(chǎn)驗(yàn)孕試劑的數(shù)量高于10⁷劑。如圖1所示，典型的橫向側(cè)流分析通過(guò)表面層的毛細(xì)力來(lái)傳遞待測(cè)樣品，從放置區(qū)(sample application pad)經(jīng)標(biāo)定物結(jié)合區(qū)(conjugate release pad)至檢測(cè)區(qū)(detection zone)進(jìn)行檢測(cè)辨識(shí)，最后抵達(dá)吸水區(qū)(absorbent pad)。當(dāng)待測(cè)樣品(例如一特定抗體)流經(jīng)標(biāo)定物結(jié)合區(qū)時(shí)，會(huì)與修飾有標(biāo)定物的抗原結(jié)合，而常被使用的標(biāo)定物為具有顏色或熒光的納米小球，如膠體金球、量子點(diǎn)、酵素標(biāo)記、塑膠小球等，且標(biāo)定物大小約在15至800nm。而在檢測(cè)區(qū)，不同的特定抗體事先被修飾在檢測(cè)線區(qū)(T line)與控制線區(qū)(C line)，當(dāng)待測(cè)樣品流經(jīng)此二區(qū)，樣品內(nèi)已結(jié)合標(biāo)定物抗原的抗體將與檢測(cè)區(qū)上的抗體結(jié)合，因標(biāo)定物的聚集形成一條線，而控制線區(qū)上的抗體將與樣品中的標(biāo)定物抗原結(jié)合形成另一條線，所以陽(yáng)性的檢測(cè)為兩條線。反之，當(dāng)檢測(cè)樣品內(nèi)無(wú)特定抗體時(shí)，則只會(huì)在控制線區(qū)形成一條線。因此，橫向側(cè)流分析通過(guò)雙線或單線的觀察來(lái)進(jìn)行樣品定性的分析。此外，也可以通過(guò)具有電荷耦合元件(charge-coupled device，CCD)的相機(jī)或平板掃描器及專用軟體分析檢測(cè)線的顏色深淺，以判定待測(cè)樣品的濃度，進(jìn)行樣品定量分析。

另外，Yanik等人利用周期性納米金屬孔洞結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生菲諾共振(Fano resonance)的特性，發(fā)展出一種可直接憑借肉眼觀察來(lái)判定單層生物分子的技術(shù)。所謂菲諾共振是由一寬波段的共振與一窄波段的共振系統(tǒng)互相干涉產(chǎn)生的耦合共振現(xiàn)象，其共振波段比一般的共振系統(tǒng)更窄，可提供更高的強(qiáng)度檢測(cè)靈敏度。Yanik等人使用一白光光源、窄頻濾光片及納米金屬孔洞結(jié)構(gòu)晶片來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，在待測(cè)樣本(如含有抗原的溶液)與晶片上的檢測(cè)物質(zhì)(如抗體)結(jié)合后，可直接觀測(cè)吸附分子造成孔洞結(jié)構(gòu)在特定波長(zhǎng)的穿透強(qiáng)度變化，如圖2所示。此一簡(jiǎn)易的非標(biāo)定檢測(cè)方法通過(guò)測(cè)量特定波長(zhǎng)的穿透強(qiáng)度變化來(lái)進(jìn)行定點(diǎn)照護(hù)診斷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種非標(biāo)定型檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)的方法，其中，非標(biāo)定檢測(cè)晶片由數(shù)個(gè)不同周期的金屬結(jié)構(gòu)陣列組成，在窄頻光源入射后，每個(gè)陣列會(huì)產(chǎn)生不同共振波長(zhǎng)，且這些共振波長(zhǎng)的范圍涵蓋前述窄頻光源的波長(zhǎng)，之后利用量測(cè)晶片上穿透光譜影像的光譜位移量來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。其結(jié)果可直接以肉眼判斷，也可通過(guò)影像感測(cè)器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，具有定性與定量的效果。與先前技術(shù)相較之下，現(xiàn)有的強(qiáng)度量測(cè)法的動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍(dynamic range)由共振波峰的頻寬寬窄決定，但本發(fā)明的光譜影像量測(cè)法的動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍可以通過(guò)改變金屬結(jié)構(gòu)陣列的周期范圍來(lái)調(diào)變，故其動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍較大。此外，強(qiáng)度檢測(cè)易受燈源穩(wěn)定度的影響，而本發(fā)明的檢測(cè)方法觀測(cè)光譜影像變化，可免除燈源不穩(wěn)的干擾。

本發(fā)明的一目的是提供一種能以肉眼直接觀測(cè)的非標(biāo)定型檢測(cè)系統(tǒng)，其可用于檢測(cè)化學(xué)物質(zhì)。

本發(fā)明的又一目的是提供一種使用如前文所述的非標(biāo)定型檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行非標(biāo)定型檢測(cè)的方法。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種用于檢測(cè)化學(xué)物質(zhì)的非標(biāo)定型檢測(cè)系統(tǒng)，其包括：一非標(biāo)定型檢測(cè)晶片，其包含多組具有不同周期長(zhǎng)度的周期性金屬結(jié)構(gòu)；以及一窄頻光源。

在本發(fā)明的較佳具體實(shí)施態(tài)樣中，前述周期性金屬結(jié)構(gòu)選自單層或多層周期性金屬孔狀結(jié)構(gòu)、或單層或多層周期性金屬狹縫結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的較佳具體實(shí)施態(tài)樣中，前述周期性金屬孔狀結(jié)構(gòu)為圓形或多邊形的孔狀結(jié)構(gòu)；較佳者，前述多邊形的孔狀結(jié)構(gòu)為方形、三角形或長(zhǎng)方形。