[發明專利]多波長時間分辨熒光測量裝置

在審

• 申請號: 202011566752.6
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112649411A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 高廣興;徐正平
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/01
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 汪清

本發明公開了一種多波長時間分辨熒光測量裝置，包括入光路組件、測量暗室基座組件、測量暗室上座板組件、樣本鏡組件、光子計數組件五部分，入光路組件通過螺釘連接于測量暗室基座組件安裝在一起，測量暗室上座板組件通過螺釘連接與測量暗室基座組件安裝在一起，接觸面設計成階梯形式，保證測量暗室的避光性；樣本鏡組件通過螺釘連接于測量暗室基座組件安裝在一起，測量暗室中裝有濾光片切換裝置，由旋轉電機驅動，同步帶傳動，做旋轉運動來完成不同波長濾光片的切換，再由安裝在測量暗室上座板組件上方的光子計數組件采集兩種不同的光信號，以檢測出抗原的濃度。本裝置結構緊湊，避光性好，檢測結果精確可靠。

技術領域

本發明屬于體外診斷醫療器械技術領域，特別是一種多波長時間分辨熒光測量裝置。

背景技術

半個多世紀以來，主流的免疫檢測技術歷經放射免疫分析、酶聯免疫分析、化學發光免疫分析等階段，放射免疫分析由于放射性問題目前用量已經很少，酶聯免疫分析由于檢測時間長正逐漸被替代，化學發光免疫分析是目前的主流免疫分析技術。在急診等即時檢測領域，化學發光由于技術復雜和成本高而難以廣泛運用，這些需求催生了即時檢測類免疫檢測技術，如膠體金免疫分析、熒光層析免疫分析、膠體比濁免疫分析等，但是即時檢測免疫分析技術存在精度差的共同問題，僅能作為輔助初篩檢測手段，最終還需要化學發光免疫分析來確認。化學發光免疫分析技術誕生于上世紀七十年代，采用的主流技術是磁微粒化學發光，其核心假設在于“通過磁分離一定可以實現特異性免疫復合物和生物基質的分離”，但在臨床實際應用中，由于臨床標本的多樣性，不可避免出現磁分離失效的案例，例如纖維蛋白黏連引起非特異性吸附導致的“跳值”現象，以及異嗜性抗體導致的假陽性等。對儀器自身而言，一半的故障是磁清洗故障引起的。因此免清洗的免疫分析技術近二三十年一直是研究熱點，西門子、貝克曼等公司都有相關技術儲備，國內企業北京科美生物公司基于西門子專利光激化學發光技術推出一系列高通量免疫分析系統，首次實現了免清洗檢測在臨床的應用，這一技術存在的問題在于發射光在不同樣本中透過率存在較大差異，當檢測溶血、高血脂樣本時準確度較差。

時間分辨熒光共振能量轉移免疫分析技術(time-resolved FRET,TR-FRET)，最早由德國勃拉姆斯(brahms)公司基于法國諾貝爾化學獎得主Jean-Marie Lehn發現的超分子稀土穴醚探針開發而成，克服了均相檢測中由于溶血、高血脂、黃疸等樣本異常對準確度的影響。與其他免疫檢測技術相比具有眾多優勢，該技術無需固相載體與固相探針，精密度和準確度好，操作簡單，易于自動化和微型化等等。

時間分辨熒光共振能量轉移方法的核心是兩個熒光分子，分別叫供體和受體，其中供體可以吸收激發光，自身可以發出熒光，也可以通過熒光共振能量轉移方式傳遞給受體，由受體發出熒光。具體而言，其是利用具有穴狀結構的稀土元素的螯合標記物作為熒光供體，以及與熒光供體具有良好光譜重疊的短壽命熒光分子作為熒光受體，在稀土元素穴狀化合物的供體與受體(第二熒光標記物)之間發生熒光共振能量轉移(FRET)。在熒光共振能量轉移中，受體發射熒光的壽命接近供體的發射熒光的壽命。因為供體熒光衰減周期較長，所以供體會誘導受體長時間地發射熒光，受體激發后產生的熒光便能持續較長時間，這樣通過時間分辨就可以區分那些短壽命的自身散射的熒光，這樣從短壽命熒光背景中就很容易區分出FRET信號。

熒光供體和受體可以共價連接到不同的配對分子上，例如，蛋白二聚體、DNA互補鏈、抗原和抗體、配體和受體等。傳統的FRET熒光化合物容易受到樣品(血清、血漿、緩沖液、蛋白質、化學物質和細胞裂解液)背景熒光干擾。這種背景熒光的壽命極短(10-9秒量級)，很容易通過時間分辨的方法去除這種干擾。時間分辨熒光共振能量轉移(time-resolvedFRET,TR-FRET)技術結合了FRET技術和時間分辨熒光測量，去除了極短壽命的背景熒光。瞬時的光激發后，延遲50-150微秒后非特異性短壽命發射光降為零。而TR-FRET熒光團發出長壽命熒光參與FRET過程。因此長壽命受體發射光代表了分子結合時的能量轉移。

發明內容