CN101625357A - 用于快速检测的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测在全血样品中的目标物质的装置，其包括，用于接收并过滤全血样品以产生滤过的血样的第一部件，用于接收该滤过的血样并且检测是否存在目标物质的第二部件，其中第一部件包括反应膜，以及通过毛细作用将滤过的血样从第一部件中转移至第二部件的第三部件，其中第一部件位于第二部件的上方。

Description

用于快速检测的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于快速诊断检测的装置和方法，并且尤其但不限于用于适合在没有保健专业人员或实验技术人员的协助下在临床和家庭中实施的免疫检测。

背景技术

传统上，已经有很多方法用于检测，例如，在从患者获得的全血样品中是否存在分析物或目标物质。用于检测分析物的更复杂的方法可包括获得全血样品并将样品送至很远的实验室进行分析。由于这种分析类型的复杂性，所以需要受过训练的专业人员并且经常要花费几个小时甚至几天去完成一项分析。

随着医学技术的进步，已经有许多不同的方法实施医疗检测。一些医疗检测涉及相对小型的手持式或便携式装置，该装置容易使用，使得未受过训练的业外人士，例如在自己家中的患者，也可以使用。例如，有许多种这样的装置被糖尿病患者使用。这种装置的使用很简单——患者戳破其手指并获得一滴血，之后将血滴装载入装置上提供的槽中。该装置对血滴进行分析并且提供血糖水平的指征。虽然这种装置类型很有用并且容易使用，但因为它们使用全血样品，因而它们的应用受到限制。

还有其他类型的具有更广应用范围的装置，例如一步法快速检测和横流免疫检测，然而，这些装置的不足之处在于他们无法可靠地处理全血样品并且需要预处理的样本，例如血清。要知道，从全血样中获得血清不是能方便地在小型诊所或在患者家中轻易实施的工作。

本发明寻求解决上述问题，或至少为公众提供有用的替代品。

发明内容

按照本发明的第一方面，本发明提供一种用于检测全血样品中目标物质的装置，该装置包括第一部件，该部件用于接收和过滤全血样品，从全血样品中除去红血细胞并得到滤过的血样；第二部件，该部件用于接收滤过的血样，使得形成免疫复合物并且通过检测免疫复合物的存在与否来检测目标物质是否存在，其中第二部件包括反应膜；以及通过毛细作用将滤过的血样从第一部件转移到第二部件的第三部件；其中第一部件位于第二部件上方，并且第二部件包括用于接收缓冲液的末端(end)和显示窗口，其中第二部件具有细长的结构，使得缓冲液从缓冲液接收末端移出并且经过显示窗口。第三部件可位于第一部件和第二部件之间。

在一个实施方式中，该装置可以是细长的测试棒形式。这种测试棒型装置可以是一次性的并且适合在家中使用。或者，该装置可以是具有多排测试区的平板形式。一次可以进行多个检测。这种平板型装置可以适合在诊所或实验室中使用。

适宜地，在滤过的血样被第二部件接收后，第一部件和第三部件可以从第二部件中移除。滤过的血样可以是血浆或血清。

第三部件可以包括纱布状材料层和/或由纤维网状物制成的材料层(具有用于毛细作用的孔)。在一个实施方式中，第三部件可以包含聚酯或由聚酯制成。

优选地，该装置可以进一步包括非渗透构件，该构件位于第三部件的正下方并且沿第三部件的实际(substantial)长度延伸。该非渗透构件可以是3M胶带。

第三部件可以接触或接近第二部件。在一个实施方式中，并且研究已经表明，第三部件可以位于第二部件上方约3mm至4mm处。

该装置的反应膜可以位于在装置一端的缓冲接收区和在装置相对一端的吸收区之间。具体地，该装置可以进一步包括位于反应膜上邻近缓冲接受区位置的干燥的反应试剂。该试剂可以包含被标记的(conjugated)金颗粒，即，与抗体标记的金颗粒。而且，该装置可进一步包括测试线，该测试线位于反应膜上的干燥的反应试剂和吸收区之间。测试线可以包括用于捕获目标物质的捕获抗原/抗体。

根据本发明的第二方面，本发明提供一种使用一次性装置检测在全血样品中是否存在目标物质的方法，该方法包括以下步骤：(i)获得全血样品，(ii)将全血样品直接添加在滤膜上，使用滤膜过滤全血样品，从全血样中分离红血细胞并产生滤过的血样，(iii)经由具有毛细管的材料层或通过毛细作用，将滤过的血样转移至测试膜，(iv)提供缓冲液并溶解(liquidify)在反应膜上的反应试剂，用于与滤过的血样反应，如果有的话，并形成免疫复合物，和(v)捕获免疫复合物(例如，在测试线存在的地方)并且提供颜色指示剂指示与所述目标物质或免疫复合物是否存在有关的目标物质是否存在。完成检测(或者分离红血细胞)仅仅需要少量的全血样。研究表明仅仅25μL全血样可能就足够了。

该方法可以包括除去具有捕获有红血细胞的滤膜的步骤。

该方法可以包括在测试膜的一端添加缓冲液的步骤。

优选地，免疫复合物可以被抗原和/或抗体捕获。

在一个实施方式中，进行本方法中从获得全血样品的步骤到捕获免疫复合物的步骤需要的时间大约是二十分钟或更少。在另一个实施方式中，这个时间可被缩短到5分钟。

根据本发明的第三个方面，本发明提供用于检测全血样中是否存在目标物质的试剂盒。该试剂盒包括上述装置。该试剂盒可以包括添加到装置中或用于溶解干燥的反应试剂的一种或多种缓冲液。

根据本发明的第四个方面，本发明提供一种处理全血样品的装置，该装置包括用于接收和过滤全血样品并且产生基本上不含有红血细胞的滤过的血样(即，血清或血浆)的部件，以及转移部件，该转移部件用于通过毛细作用将滤过的血样从接收和过滤部件转移到用于检测滤过的血样中是否存在目标物质的部件。该转移部件包括用于毛细作用的纱布状材料层、由具有孔洞的纤维网状物制成的材料层和/或聚酯材料或纤维层，其中接收和过滤部件位于检测部件的上方并且被可移动地连接至检测部件。优选地，接收和过滤部件以及转移部件都可以是薄层、片状物或条状物，并且在使用中接收和过滤部件位于转移部件的上方。

根据本发明的第五个方面，本发明提供一种从全血样品中分离红血细胞的方法，该方法包括以下步骤：将全血样品传送到过滤全血样的部件，从而分离所含的红血细胞，和通过毛细作用将滤过的血样转移至用于接滤过的血样并检测血样中是否存在目标物质的部件。

附图说明

本发明中的某些实施方式将通过实施例并参考相应的附图加以描述，其中：

图1是本发明的检测装置的分解示意图；

图2是图1中所示检测装置的示意图，但其上部以侧视图表示；

图3是图1和2中所示检测装置的示意图，但是该装置的顶部和底部都以侧视图表示；

图4是本发明的另一检测装置的照片；

图5是图4中所示的装置的另一个照片；并且

图6和图7是显示生物学检测反应在下部如何进行的例子的示意图；具体地，图中所示为当目标物质是抗体时反应如何进行的原理。

具体实施方式

本发明涉及快速免疫诊断检测领域的技术。“快速”意味着该检测能在大约20分钟或者更少时间内完成。在某些应用中，其可在5分钟或更少时间内完成。要注意的是，用于在快速诊断检测中的技术与受过训练的实验室工作人员或技术人员在实验室的样品分析中使用的技术有很大不同。

具体地，本发明的一方面涉及用于接收全血样品的装置和方法。该装置和方法也用于过滤全血样品并传送滤过的血样以用于进一步的生物学检测。特别地，全血样品中的红血细胞被与全血样品分离或从全血样品中除去。因此，可以理解为该装置被用作血液分离器。

图1所示为根据本发明的一个方面的检测装置的实施方式的总体结构(总体表示为1)。装置1尺寸很小并且大体包括上部2和下部4，上部2包括许多片状材料层。上部2用作用于接收全血样品并用于过滤全血样品的区域。具体地，在本实施方式中，该上部2包括第一(过滤)膜6，该膜是多孔膜，并且孔的尺寸大小为当红血细胞通过滤膜6时可从全血样品中过滤红血细胞。在此实施方式中，滤膜6由Paul Life Science(Catalog No.BTS-SP300，PartNo.955912001901)提供，但是可使用任何用于从样本中分离红血细胞的合适的滤膜。在全血样被直接接收在滤膜6的上表面后，红血细胞保留在其上，而滤过的血样(血清或血浆)通过至滤膜6的另一侧。要注意的是，在其他实施方式中，滤过的血样是否是血清或血浆，或滤过的血液是否含有纤维蛋白原，取决于所用的滤膜的类型。无论如何，这并不影响发明的进行。还要注意的是，因为全血是直接加到装置上，不需要任何溶剂，这使得它更容易使用。因为当使用不合适的溶剂时可能发生溶血并且因为发明的进行不依赖于用以预处理的溶剂的使用，所以使得全血溶血现象被最小化。

滤膜6向上的表面在其相对的末端被胶带8、10覆盖，尽管在中间的区域或窗口12没有被覆盖。胶带8、10的功能之一是界定其间用于接收全血样品的区域12。因为胶带8、10实际上是粘性的，所以它们可方便地被附着至滤膜6。

又如图2所示，在滤膜6的正下方提供纱布状材料层14。该纱布状材料层14由聚酯纤维网状物制成。该纤维网状物形成材料14的孔洞并且这些孔洞起到毛细管的作用。随着全血样品在滤膜6中被过滤，并且滤过的血液(血清或血浆)通过滤膜6并到达纱布状(例如，聚酯纤维)材料14的上表面，滤过的血样经毛细作用通过孔洞。在滤膜6正下方由另外一个沿其实际长度的胶带16支撑，尽管下窗18未受胶带16支撑。该下窗18提供了在纱布状材料14中的通道，滤过的血样在此处通向装置1的下部4。上部2相对的末端设有色码板(colorcode sheet)20、22。这些色码板20、22被提供用来改进上部2的整体轮廓，使得易于操作。要理解的是，滤膜6和纱布状材料14共同充当分离器，以除去红血细胞并向下转移滤过的血样。

装置的下部4是细长的且为测试棒的形式，或通常在本领域被描述为检测盒(cassette)。测试棒具有外部塑料护套(图1未示出)。在该塑料护套的上表面设有两个窗口，第一个窗口呈环状并位于塑料护套的一端而另一个窗口呈细长形状并位于棒的中间区域。测试棒容置有细长材料条24。材料条24通常由三段组成，第一段作为接收缓冲液的缓冲区26并且位于具有环状窗口的塑料护套的区域内。在相对一端设有作为吸收区域28的第二段。在第一段和第二段之间提供有第三段，其被称为反应膜30。在本实施方式中，反应膜30是由硝酸纤维素制成，尽管尼龙膜或任何其他合适的材料都可被使用。细长条的三段通过重叠区域被连结在一起。

如图3所示，胶体金测试条32被支撑在反应膜30上邻近缓冲区26的一个末端。胶体金测试条32含有标记的金颗粒。标记的金颗粒是指金颗粒与例如抗体结合。测试线34被支撑在反应膜30的中间区域。抗原或抗体被固定在测试线34上。将被使用的确切抗原或抗体取决于要被检测的目标物质以及所使用的标记的金颗粒。下窗18位于反应膜30上方并且在胶体金测试条32和测试线34之间。

如图1中可看出，装置1的上部2或者血液分离器，可以通过简单地抬起而从下部4轻易移除。

在使用中，将1至2滴(约25至50μL)全血加载在滤膜6的上窗12上，从而开始红血细胞的分离过程。当红血细胞从滤膜6被分离之后，滤液(即血清或血浆)到达纱布状材料14。由于毛细作用，滤液通过纱布状材料14经由窗口18到达反应膜30。通常，红血细胞的分离以及滤液到达反应膜30需要约5分钟。在滤液已到达反应膜30后，上部2将被移除。然后将缓冲液(例如，磷酸盐缓冲液中的0.5％小牛血清白蛋白)添加到在环状窗口的缓冲区。随着缓冲区域通过毛细作用从缓冲区26向吸收区24迁移，其横向地通过或流过胶体金测试条32并溶解在那里的标记的金颗粒。随着溶解的标记的金颗粒与缓冲液一起向吸收区28迁移，标记的金颗粒与滤液接触。如果目标物质存在于血清或血浆中，那么标记的金颗粒与目标物质形成免疫复合物。该免疫复合物(如有)将被在测试线34上固定的抗原/抗体捕获并且通过可视的有色线来指示。从将全血样品加载到装置上到提供颜色指示所需要的全部时间通常少于20分钟。未形成免疫复合物的任何多余的标记的金颗粒将横向通过测试线34并达到吸收区28。由于装置中引入了红血细胞的分离，标记的金颗粒的溶解不被干扰，并且免疫复合物的形成不受影响，这导致产生高度精确的结果。

所使用的确切抗原/抗体取决于哪一种目标物质将被检测。如果目标物质是抗原，优选需要在抗原上具有两个不同结合位点的一对抗体，从而与抗原的两个不同反应位点反应。其中一个抗体用于捕获(固相)，而另一个抗体用于信号标记(液相)。一个实施例为：如果将被检测的目标物质是抗HIV IgG，那么被固定在测试线的抗原可以是用于捕获的重组蛋白gp41(固相)，而另一个鼠抗人IgG抗体用于信号标记(液相)。

下面两个表格提供了可被使用的抗原/抗体的组合的更多的实施例。

表1

将被检测的疾病	目标抗体	捕获抗原	标记试剂
				AIDS	抗-HIV抗体	HIV的重组蛋白	金-鼠抗人IgG
西尼罗病毒病	抗-西尼罗病毒	西尼罗病毒的重组蛋白	金-鼠抗人IgG
				鼻咽癌	IgA抗-EBV衣壳抗原	EBV的重组衣壳蛋白	金-鼠抗人IgA

表2

疾病	目标抗原	捕获抗体	标记试剂
				***癌	***特异性抗原(PSA)	鼠抗PSA	金-鼠抗PSA
妊娠测试	人绒毛膜***(HCG)	羊抗HCGα亚单位	金-鼠抗HCGβ亚单位
				心肌梗塞(MI)	肌钙蛋白-I	鼠抗肌钙蛋白-I	金-鼠抗肌钙蛋白-I

图4所示为本发明的装置的另一个实施方式。如图所示，该装置具有用于接收全血样品的条状形式的上部2。图5显示，上部2在滤液已到达反应膜30后可被移除。图6和图7显示了生物学检测反应如何进行的例子。

Claims (18)

1、一种用于检测在全血样品中的目标物质的装置，其包括：

第一部件，该部件用于接收并过滤全血样品、从全血样品中除去红血细胞并且得到滤过的血样；

第二部件，该部件用于接收滤过的血样，使得形成免疫复合物并且通过检测是否存在免疫复合物来检测是否存在目标物质，其中所述第二部件包括反应膜；和

第三部件，该部件用于通过毛细作用将滤过的血样从所述第一部件转移到所述第二部件；其中

所述第一部件位于所述第二部件的上方；并且其中

所述第二部件包括接收缓冲液的末端和显示窗口，所述第二部件为细长结构，使得缓冲液从缓冲液接收端开始迁移并且通过显示窗口。

2、如权利要求1所述的装置，其中所述装置为细长测试棒的形式。

3、如权利要求1所述的装置，其中所述第一部件和所述第三部件可从所述第二部件移除。

4、如权利要求1所述的装置，其中所述第三部件包括纱布状材料层。

5、如权利要求1所述的装置，其中所述第三部件包括由纤维网状物制成的材料，该纤维网状物具有用于毛细作用的孔洞。

6、如权利要求1所述的装置，其中所述第三部件包含聚酯或由聚酯制成。

7、如权利要求1所述的装置，所述装置进一步包括非渗透构件，所述构件位于所述第三部件的正下方并沿所述第三部件的实际长度延伸。

8、如权利要求1所述的装置，其中所述第三部件接触或接近于所述第二部件。

9、如权利要求1所述的装置，其中所述反应膜位于在所述装置一端的缓冲液接收区与在所述装置相对一端的吸收区之间。

10、如权利要求9所述的装置，所述装置进一步包括干燥的反应试剂，所述试剂位于紧靠所述缓冲区的反应膜上。

11、如权利要求10所述的装置，所述装进一步包括测试线，所述测试线位于干燥的反应试剂和吸收区之间的所述反应膜上。

12、一种检测全血样品中是否存在目标物质的方法，其包括以下步骤：

获得全血样品；

将全血样品直接加在滤膜上，使用滤膜过滤全血样，从全血样中分离红血细胞，并且得到滤过的血样；

经由具有毛细管的材料层或通过毛细作用，将滤过的血样转移到反应膜上；

提供缓冲液并溶解在反应膜上的反应试剂，用于与滤过的血样反应，并且如果有的话，形成免疫复合物；

捕获免疫复合物并且提供颜色指示剂，该颜色指示剂指示是否存在免疫复合物，所述免疫复合物是否存在与目标物质是否存在有关。

13、如权利要求12所述的方法，其包括除去捕获有红血细胞的滤膜的步骤。

14、如权利要求12所述的方法，其中所述缓冲液被加到所述反应膜的一端。

15、如权利要求12所述的方法，其中所述免疫复合物被抗原和/或抗体捕获。

16、如权利要求12所述的方法，其中从实施所述获得全血样的步骤到所述捕获免疫复合物的步骤所需时间大约是二十分钟或更少。

17、一种处理全血样品的装置，其包括：

第一部件，该部件用于接收并过滤全血样并且得到基本不含红血细胞的滤过的血样的部件；以及

第二部件，该部件通过毛细作用将滤过的血样从所述接收和过滤装置转移到检测滤过的血样中是否存在目标物质的部件，所述第二部件包括纱布状材料层、由具有孔洞的纤维网状物制成的材料层，和/或聚酯材料或纤维层，以实现毛细作用；

其中所述第一部件位于检测部件的上方并且可移除地附着至检测部件。

18、一种从全血样品中分离红血细胞的方法，其包括：

传送全血样品，接收并过滤全血样品，分离其中含有的红血细胞并且转移滤过的血样；以及

通过毛细作用将滤过的血样转移至用于接收滤过的血样并检测血样中是否存在目标物质的部件。

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