CN100562739C - 基于免疫磁珠的目标自动分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于免疫磁珠的目标自动分离装置。包括混合单元、分离单元和控制单元。将待检测样品和免疫磁珠加入到样品管中，样品管在匀速旋转、变速旋转、静止富集或正反向旋转状态的不同组合下，样品管中的被检测样品中的目标和免疫磁珠上已固定的抗体产生特异性反应；在固定磁场下，把免疫磁珠和已经被免疫磁捕获的被检测样品中的目标吸附在样品管内壁；收集免疫磁珠和已经被免疫磁捕获的被检测样品中的目标，用于生物检测或铺盘。本发明通过样品管中的被检测目标和免疫磁珠上已固定的抗体产生特异性反应可以准确分离和筛选目标检测物，并且通过不同混合模式的组合来达到最优的混合效果，广泛用于样品的前处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于免疫磁珠的目标自动分离装置。
背景技术
众所周知，样品前处理是一个非常重要的手段，它的成功与否对样品的检测至关重要。利用免疫磁性颗粒(磁珠)来筛选和分离在食品、临床、土壤以环境中的微生物、细胞、化学元素等目标的方法得到越来越多的肯定。由于免疫磁珠分离/筛选方法的快速、高浓缩比、对设备要求简单等优点，在实际中应用非常广。目前，免疫磁珠分离/筛选方法一般由两步组成：混合和分离。一般的混合器只能按一个方向旋转，并且旋转速度为手动调节，混合时间只能由人为控制；分离设备一般由永久磁铁和支架组成，分离时间也是由人工来控制。由于这两个关键步骤是单独操作，使得分离效果受到诸多方面的影响，而且必须购买多个设备才能完成一次分离操作，这些因素使得前处理效果受到很大的影响。
发明内容
本发明提供了一种基于免疫磁珠用于自动分离被检测目标的装置。
本发明采用的技术方案如下：
一、基于免疫磁珠的目标分离方法，该方法的步骤如下：将待检测样品和免疫磁珠加入到样品管中，样品管在匀速旋转、变速旋转、静止富集或正反向旋转状态的不同组合下，样品管中的被检测样品中的目标和免疫磁珠上已固定的抗体产生特异性反应；在固定磁场下，把免疫磁珠和已经被免疫磁捕获的被检测样品中的目标吸附在样品管内壁，吸取上清液后清洗样品管并加入小体积的缓冲液；收集免疫磁珠和已经被免疫磁捕获的被检测样品中的目标，用于生物检测或铺盘。
二、基于免疫磁珠的目标分离装置，包括混合单元、分离单元和控制单元；其中：
1)混合单元，n个样品管分别固定在混合样品板上各自的样品孔中，混合电机通过第一连轴器和混合样品板转动连接；混合电机通过控制电缆与控制单元电气相连；
2)分离单元，n块分离磁铁分别固定在分离传动板上，n块分离磁铁与固定在混合传动板上n个样品管一一相对应，分离电机通过第二连轴器和分离传动板转动连接；分离电机通过控制电缆与控制单元电气相连；
3)控制单元，单片机分别与液晶显示器、键盘、缓冲驱动电路、晶振电路、参数存储器、通讯接口、警报单元相连；缓冲驱动电路分别接混合电机和分离电机；通讯接口经USB通讯线与计算机相连，电源电路分别与电源输入、单片机、分离电机和混合电机相连。
AT89C52单片机的X1、X2口与晶振电路连接；单片机的P0口经由74HC573芯片和ULN2803A芯片组成的缓冲驱动电路分别与混合电机和分离电机相连；单片机的P2口和P3.4、P3.6、P3.7通过扩展芯片74HC595与GDM12864液晶显示器相连；单片机的P1口与4×4键盘相连；单片机的RXD、TXD口与通讯接口相连；单片机的P3.2、P3.3口与参数存储器相连；单片机的P3.5口与警报单元相连。
本发明具有的有益效果是：通过样品管中的被检测目标和免疫磁珠上已固定的抗体产生特异性反应可以准确分离和筛选目标检测物，并且通过不同混合模式的组合来达到最优的混合效果，广泛用于样品的前处理。
附图说明
图1是分离装置的整体示意图。
图2是分离装置的整体和控制盒以及样品混合板旋转90度的示意图。
图3是分离装置的整体组成结构图。
图4是分离装置的控制电路组成图。
图5是分离装置的控制电路原理图。
图中：1、混合单元；2、分离单元；3、控制单元；101、102、103、104、样品管；105、106、107、108、样品孔；109、混合电机；110、轴承；111、混合样品板；112、连轴器；201、202、203、204、分离磁铁；205、分离传动板；206、轴承；207、连轴器；208、分离电机；301、302、绝缘支撑件；303、控制电缆；304、液晶显示器；305、键盘；306、控制电路板；307、缓冲驱动电路；308、电源输入；309、电源电路；310、单片机；311、晶振电路；312、参数存储器；313、通讯接口；314、警报单元；315、USB通讯线；316、计算机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括混合单元1、分离单元2和控制单元3；其中：
1)混合单元1，4个样品管101、102、103、104，分别固定在混合样品板111上各自的105、106、107、108样品孔中，混合样品板111的一端和混合电机109通过第一连轴器112相连，混合样品板111的另一端通过轴承110与外壳相连；混合电机109通过控制电缆303与控制单元3电气相连；
2)分离单元2，4块分离磁铁分别固定在分离传动板205上，4块分离磁铁与固定在混合样品板111上4个样品管一一相对应，分离传动板205的一端通过连轴器207与分离电机208相连，分离传动板205的另一端通过轴承206与外壳相连；分离电机208通过控制电缆303与控制单元3电气相连；
3)控制单元3，单片机310分别与液晶显示器304、键盘305、缓冲驱动电路307、晶振电路311、参数存储器312、通讯接口313、警报单元314相连；缓冲驱动电路307分别接混合电机109和分离电机208；通讯接口313经USB通讯线315与计算机316相连，电源电路309分别与电源输入308、单片机310、分离电机208和混合电机109相连，控制电路板306用301和302绝缘支撑件搁在壳体上。
如图5所示，AT89C52单片机310的X1、X2口与晶振电路311连接；单片机310的P0口经由74HC573芯片和ULN2803A芯片组成的缓冲驱动电路307分别与混合电机109和分离电机208相连；单片机310的P2口和P3.4、P3.6、P3.7通过扩展芯片74HC595与GDM12864液晶显示器304相连；单片机310的P1口与4×4键盘305相连；单片机310的RXD、TXD口与通讯接口313相连；单片机310的P3.2、P3.3口与参数存储器312相连；单片机310的P3.5口与警报单元314相连。液晶显示器304，它可以显示英文字符和中文字符。
本发明的工作过程如下：
(1)把免疫磁珠和被检测样品加入到样品管101、102、103、104中，并合上盖子；
(2)把样品管101、102、103、104***样品孔105、106、107、108中；
(3)在键盘305上输入混合时间、分离时间和混合模式等参数，液晶显示器304就会显示具体值；输入完毕后，按键盘305上的启动按钮；
(4)控制电路板306输出信号控制混合电机109，驱动混合样品板111并带动样品管101、102、103、104按设定的模式旋转；旋转运动使得样品管101、102、103、104内的免疫磁珠和被检测样品内的目标物充分混合；
(5)混合步骤结束后，控制电路板306输出信号使得样品管101、102、103、104处于初始垂直位置，控制电路板306输出信号控制分离电机208，驱动分离传动板205并带动固定在板上的分离磁铁201、202、203、204到达样品管101、102、103、104的外壁，并停止转动；被免疫磁珠所捕获的被检测样品内的目标物在分离磁铁201、202、203、204的磁场作用下与溶液分离并逐渐往样品管101、102、103、104的内壁在靠近磁场方向聚集，并且开始成团；
(6)待分离步骤结束后，操作员打开样品管101、102、103、104的盖子并用移液枪取走上清液；取走上清液后，按键盘305上的结束按钮；
(7)控制电路板306输出信号控制分离电机208，驱动分离传动板205并带动分离磁铁201、202、203、204离开样品管101、102、103、104的外壁；并恢复到初始位置；
(8)取下样品管101、102、103、104中，加入小体积的缓冲液就可以得到被免疫磁珠捕获的目标物溶液。这样可以得到浓缩分离后的样品，它可以用于生物传感器检测、ELISA、PCR等后续检测，为它们提供了非常有效的样品与处理手段，并提高了检测限。
图4是分离装置的控制电路组成图。为了使计算机316控制磁分离装置，通过USB通讯线315将磁分离装置和计算机316连接。计算机软件控制磁分离装置的运行操作，并且实时监控磁分离装置的状态，方便用户管理。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1、一种基于免疫磁珠的目标自动分离装置，其特征在于包括混合单元(1)、分离单元(2)和控制单元(3)；其中：
混合单元(1)，n个样品管分别固定在混合样品板(111)上各自的样品孔中，混合电机(109)通过第一连轴器(112)和混合样品板(111)转动连接；混合电机(109)通过控制电缆(303)与控制单元(3)电气相连；
分离单元(2)，n块分离磁铁分别固定在分离传动板(205)上，n块分离磁铁与固定在混合样品板(111)上的n个样品管一一相对应，分离电机(208)通过第二连轴器(207)和分离传动板(205)转动连接；分离电机(208)通过控制电缆(303)与控制单元(3)电气相连；
控制单元(3)，单片机(310)分别与液晶显示器(304)、键盘(305)、缓冲驱动电路(307)、晶振电路(311)、参数存储器(312)、通讯接口(313)、警报单元(314)相连；缓冲驱动电路(307)分别接混合电机(109)和分离电机(208)；通讯接口(313)经USB通讯线(315)与计算机(316)相连，电源电路(309)分别与电源输入(308)、单片机(310)、分离电机(208)和混合电机(109)相连。
2、根据权利要求1所述的一种基于免疫磁珠的目标自动分离装置，其特征在于：单片机(310)的X1、X2口与晶振电路(311)连接；单片机(310)的P0口经由74HC573芯片和ULN2803A芯片组成的缓冲驱动电路(307)分别与混合电机(109)和分离电机(208)相连；单片机(310)的P2口和P3.4、P3.6、P3.7通过扩展芯片74HC595与GDM12864液晶显示器(304)相连；单片机(310)的P1口与4×4键盘(305)相连；单片机(310)的RXD、TXD口与通讯接口(313)相连；单片机(310)的P3.2、P3.3口与参数存储器(312)相连；单片机(310)的P3.5口与警报单元(314)相连。
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