CN104471392A - 生化检测盒 - Google Patents

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CN104471392A CN201380031541.4A CN201380031541A CN104471392A CN 104471392 A CN104471392 A CN 104471392A CN 201380031541 A CN201380031541 A CN 201380031541A CN 104471392 A CN104471392 A CN 104471392A
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赵周英
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Abstract

本发明涉及一种生化检测盒。更具体地，本发明提供了一种生化检测盒，其包括***式溶液盒和接收所述***式溶液盒的反应盒，其中所述溶液盒被***到所述反应盒中，以通过反应盒中的闩锁捕获突出的保护膜诱导单元、因此打破了所述保护膜诱导单元，并且用于密封连接到所述溶液盒上的反应溶液储存单元的保护膜自动脱离而使反应溶液从溶液盒中排到反应盒中。当待检测的样品被***到反应盒中时通过所述***式溶液盒而将本发明的生化检测盒自动注入到反应盒中，并且因此方便了使用者和改善了检测盒的可操作性。

Description

生化检测盒
技术领域
本发明公开内容涉及一种生化反应盒以及其检测方法，所述生化反应盒通过一种或多种检测试剂与少量的生物样品之间的液相反应以光学简单地检测特定样品的量和浓度，且特别地，涉及一种可用于即时检测(POCT)装置中的检测***。
背景技术
近来，在医学诊断领域中，为了对生物样品例如血液、血清、尿液和细胞液中所含的特定样品进行检测或定量，已采用了各种检测技术，例如酶检测法、免疫检测法、化学比色检测法、电化学检测法、荧光标记和检测以及化学发光标记和检测。所述检测技术被应用并用于大型设备中，例如医院临床试验中心所用的自动检测装置或者利用平台例如检测条和盒的即时检测(POCT)装置。
大型自动设备具有可快速处理大量样品并且测量值可靠性高的优点，但是存在机械结构复杂、且该装置仅能用在特殊检查室或中央实验室中的缺点，因此其合适的安装地点是有限的。进一步地，由于许多情况下需要对生物样品进行预处理过程、且各种类型的试剂和传感器需要周期性地更换以被使用，所以进行维护和管理非常麻烦。
同时，在即时检测装置的情形下，相比大型设备而言，其测量值的可靠性低，但是测量不受地理位置限制并且测量可迅速进行，因此即时检测装置被广泛用于医学诊断领域中。特别地，不像大型设备需要分别配备和安装各种类型的试剂和传感器，盒式即时检测装置由同处于一个盒中的生物样品供给单元、反应试剂和检测单元构成，因此测量期间对于用户的方便性是非常高的。进一步地，由于测量后生物样品因暴露而污染的可能性低，因此在医务人员的安全性方面是有利的。
同时，在糖尿病的诊断中，对糖化血红蛋白即时检测的需求与血糖测量一起上升。糖化血红蛋白(HbA1c)是一个术语，是指与葡萄糖分子反应并形成加合物的血红蛋白，并且血液中所含糖化血红蛋白的测量可被用作为患者过去3-4个月与患者进食和身体状况无关的平均血糖值指数，并评估患者所进行的血糖管理方法的效率，因此目前糖化血红蛋白的测量受到关注。实际上直到现在，用于测量血液中所含糖化血红蛋白的许多盒式即时检测装置才被报道和发布。
美国专利US 6,300,142B1公开了一种用于测量检测物质的盒，通过样品和第一种反应物经第一个入口进行反应，随后使该样品和第二种反应物经第二个入口进行反应以检测血液中存在的糖化血红蛋白。然而，在这种情形下，测量在时态间隔相继进行并且测量者应在检测步骤中介入，以便样品被相继注入而进行反应。进一步地，有一个问题是由于试剂溶液可能在检测过程中泄漏，因此检测结果的可靠性和可销售性降低，且还存在一旦需要滤珠和糖化血红蛋白相结合的过程、检测便复杂并且需要的时间长的缺点。而且，有一个问题是由于上文所述的工作需要使用者直接介入各个步骤，因此使用者可能感觉繁重、这样检测时间被自然地延长。
进一步地，美国专利US7,632,462 B2公开了一种检测盒，其包括至少两个孔间隙(well space)和一个吸液管，该吸液管可位于至少两个孔间隙中。在这种情形下，所述吸液管具有基座单元和末端单元，并且所述末端单元具有通过能够渗透液体的膜来关闭的结构，进一步地，公开了一种检测装置，所述装置包括：易于接受盒的支持物；用来操作以将所述吸液管定位在所述盒中所选孔间隙中的驱动单元；与吸液管相结合以使吸液管中的液体流体化通过膜的气压施加装置；检测来自待操作盒中孔间隙或吸液管中的辐射的辐射检测器；和电磁辐射源。该检测装置是盒式即时检测的检测装置，其对糖化血红蛋白具有高的定量特性，但是具有缺点、如上文所述为了体现驱动***、所述盒和检测装置的结构复杂，因此检测装置的成本增加。
因此，本发明人开发了一种生化检测盒，其包括用于供给生物样品和溶液试剂的***式溶液盒、具有固定一种或多种检测试剂的一个或多个反应单元并使所述检测试剂与所述溶液发生发生反应的反应盒，以及进行光学检测的检测窗口，从而完成了本发明。在这种情形下，本发明的生化检测盒包括当***式溶剂盒被***到反应盒中时自动供给生物样品和溶液试剂的单元。进一步地，提供了一种简单的驱动***，所述驱动***仅通过调节所述盒的角度利用重力而使由***式溶液盒供给的生物样品和溶液试剂沿所提供的流动路径连续流入每个反应单元。因此，开发了一种在检测中将测量者的介入程序最小化的生化检测盒，并且提供了相对简单和方便的盒式即时检测的检测装置。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种生化检测盒。
为了实现该目的，本发明提供了一种生化检测盒，其包括供给样品的***式溶液盒和接收所述***式溶液盒的反应盒，其中所述***式溶液盒包括毛细管型样品储存单元，毛细管型样品储存单元收集和储存液体相生物样品并且具有样品入口，所储存的生物样品通过样品入口供应到反应盒中；反应溶液储存单元，其储存与所述液体相生物样品发生反应的反应溶液；反应溶液保护膜，其被附着以防止反应溶液从反应溶液储存单元中泄露出来；以及保护膜脱离诱导单元，其被连接到反应溶液保护膜的末端并且当所述***式溶液盒被***到所述反应盒中时沿反应溶液保护膜方向移动以除去保护膜，并且所述反应盒包括***式溶液盒被***到其中以被接收的接收单元；与所述保护膜脱离诱导单元相接触的闩锁，当所述接收单元中的***式溶液盒被***到反应盒中以将所述保护膜脱离诱导单元朝保护膜方向移动并因此通过保护膜脱离诱导单元诱导除去保护膜；混合单元，其接收当保护膜被除去时所排出的反应溶液、并混合反应溶液与当反应溶液和***式溶液盒的样品入口相接触时所排出的生物样品、以形成混合溶液；试剂固定单元，其固定试剂以诱导试剂与混合单元的混合溶液发生反应；检测单元，其用于光学测定反应结果；以及微细流动路径，通过其将混合单元、试剂固定单元和检测单元相连接。
本发明的生化检测盒是有利的，因为当样品通过***式溶液盒***到反应盒中时，同时待检测的样品自动地被注射到反应盒中，并且因此可能提高使用者的便利性和检测盒的可操作性。
附图说明
图1是显示本发明的生化检测盒的等角透视图；
图2是显示本发明的反应盒的下表面的前透视图；
图3是显示本发明的反应盒的上表面的前透视图；
图4是显示本发明的溶液盒的前透视图；
图5是显示本发明的溶液盒的侧部的图；
图6是显示其中附有反应溶液保护膜的本发明的溶液盒的图；
图7是显示当***本发明的***式溶液盒时可自动除去的反应溶液保护膜的原理图；以及
图8是显示本发明的生化检测盒的检测过程的示意图。
具体实施方式
为了详细地描述本发明，下文将参考附图描述本发明的最优选实施方案，使本发明所属领域的技术人员可容易地体现本发明的技术精神。首先，应当注意的是，在给附图中元件指定附图编号时，尽管该元件显示在不同的附图中，但是所有附图中相同的附图编号表示相同的元件。此外，在本发明公开内容的描述中，公知的相关组成或其功能的详细描述可忽略，如果它们使本发明的主旨不清楚的话。
本发明提供了一种生化检测盒，所述生化检测盒包括供给样品的***式溶液盒和接收所述***式溶液盒的反应盒，其中所述***式溶液盒包括毛细管型样品储存单元，毛细管型样品储存单元收集和储存液体相生物样品并且具有样品入口，所储存的生物样品通过样品入口供应到反应盒中；反应溶液储存单元，其储存与液体相生物样品发生反应的反应溶液；反应溶液保护膜，其被附着以防止反应溶液从反应溶液储存单元中泄露出来；以及保护膜脱离诱导单元，其被连接到反应溶液保护膜的末端并且当***式溶液盒被***到反应盒中时沿反应溶液保护膜方向移动以除去保护膜，并且反应盒包括***式溶液盒被***到其中而被接收的接收单元；与所述保护膜脱离诱导单元相接触的闩锁，当所述接收单元中的***式溶液盒被***到反应盒中以使所述保护膜脱离诱导单元朝保护膜方向移动并因此通过保护膜脱离诱导单元诱导除去保护膜；混合单元，其接收当保护膜被除去时所排出的反应溶液、并且将反应溶液与当反应溶液与***式溶液盒的样品入口相接触时所排出的生物样品相混合、以形成混合溶液；试剂固定单元，其固定试剂以诱导试剂与混合单元的混合溶液发生反应；测量单元，其光学测定反应结果；以及微细流动路径，通过其将混合单元、试剂固定单元和测量单元相连接。
通过附图详细地描述本发明的生化检测盒。
参考图1-5，本发明的生化检测盒包括用于供给样品的***式溶液盒10和其中***并接收所述***式溶液盒的反应盒20。在这种情形下，所述***式溶液盒10包括毛细管型样品储存单元14，所述单元14收集进行检测所希望量的生物样品并储存所述生物样品，样品储存单元中所储存的生物样品通过样品储存单元14中提供的样品入口13被注射到反应盒20中。在这种情形下，生物样品的量可通过根据样品储存单元14的毛细管的内径和高度调节内体积来调节，并且样品储存单元的结构不限于毛细管结构，只要结构易于排出生物样品即可。
进一步地，***式溶液盒10包括反应溶液储存单元16，所述单元16储存可与生物样品发生反应的反应溶液，以防止反应溶液泄露直到所述***式溶液盒10被***到反应盒20中，反应溶液保护膜17被附到反应溶液储存单元16，以密封反应溶液储存单元。
而且，***式溶液盒10中所提供的保护膜脱离诱导单元15被连接到反应溶液保护膜17的末端上。这被设置成当***式溶液盒10被***到反应盒20中时诱导保护膜的自动脱离。因此，当***式溶液盒10被***到反应盒20中时保护膜脱离诱导单元15的保护膜17脱离掉，这样使用者分别注入反应溶液的方法可以被省略。
同时，反应盒20包括混合单元24，所述单元24混合从溶液盒10中排出的反应溶液和生物样品。进一步地，反应盒20包括一个或多个试剂固定单元23，在其中化学试剂与混合单元24中被混合的反应溶液和生物样品进行反应，以诱导酶反应和抗原/抗体反应，并且所述生物样品可通过检测区26中的紫外/可见(US/VIS)光学检测进行检测，检测试剂固定单元23中进行的反应的结果。
而且，反应盒20可以进一步包括用于收集检测区26中所检测的废液的废液处理单元27。废液作为一种医疗废物可被收集并通过废液处理单元27分别被处理，并且由废液处理单元来收集废液可通过加入棉絮、吸收滤光器以及由对废液处理单元27具有强吸附性的聚合物制成的吸附原材料来吸收废液而进行。
进一步地，反应盒20还可包括出气口28。出气口28是用于顺利移动废液和吸收原材料的吸收的结构，废液可由此更顺利地移动到废液处理单元27并且可由此更顺利地进行吸收而用于收集废液。
在这种情形下，在混合单元24中混合的反应溶液和生物样品可以通过混合单元中的24中的流动路径25、一个或多个试剂固定单元23、检测区26和废液处理单元27进行移动，并且对流动路径25的结构没有限制，只要该结构被设计成当倾斜反应盒20时在重力作用下移动反应溶液和生物样品即可。
参考图6和7，通过附着反应溶液保护膜17将溶液盒10的反应溶液储存单元16密封，并且将具有设置在反应溶液储存单元16下端的具有突起结构的保护膜脱离诱导单元15附着到反应溶液储存单元16所附着的保护膜的末端。因此，当溶液盒10被***到反应盒20中时，保护膜脱离诱导单元15与反应盒20提供的闩锁29相接触，并且由于闩锁29而朝溶液盒10的***方向相反的方向弯曲。进一步地，如果随溶液盒10***过程中施加附加力时，保护膜脱离诱导单元15被打破而与溶液盒10分开。也就是说，由于闩锁29而阻碍其被***的保护膜脱离诱导单元15朝与***方向相反的方向弯曲，并且所述保护膜脱离诱导单元由于施加额外的***力而被打破从而与所贴附的膜一起朝与***方向相反的方向移动。如上文所述，通过将溶液盒10和保护膜脱离诱导单元15分开，附在膜脱离贴附诱导单元15的保护膜贴和反应溶液储存单元16自动脱离，并且反应溶液储存单元16中储存的反应溶液在重力作用下排出并自然而言地转移到反应盒20的混合单元24中。
将***式溶剂盒***到反应盒中时、实施这一系列过程，最终当将***式溶液盒***到反应盒中时、反应溶液被转移到混合单元24中。
如上文所述，通过将溶液盒10***到反应盒20中而从反应溶液储存单元16中自动排出的反应溶液与溶液盒10的样品储存单元14相接触，由于通过反应盒20的混合单元24的样品入口的接触、毛细管中的生物样品被排出以与反应溶液混合。也就是说，对于本发明的生化检测盒而言，可以看出，即使检测者并不介入样品注入过程和反应溶液注入过程，生物样品和反应溶液的仍可自动被注入并混合，从而方便了使用者并且可操作性优良。
同时，溶液盒10和反应盒20可以进一步分别包括溶液盒手柄11和反应盒手柄21。手柄被设计成容易运输和利用溶液盒10和反应盒20，并且对其结构没有特别限制。
进一步地，当溶液盒10被***到反应盒20中时，为了固定溶液盒10，可在溶液盒的一侧上设置夹具12并且可在反应盒的接收单元上设置固定槽22。夹具12与固定槽22可相啮合以将所***的溶液盒10固定在反应盒10中，并且即使本发明的生化检测盒旋转，仍可防止进行检测时溶液盒的移动或分开。
参考图8，通过本发明的生化检测盒进行的检测如下。
溶液盒10被***到反应盒20中以自动将反应溶液排到混合单元24中，样品储存单元14被容纳在混合单元24中，并且所排出的反应溶液与样品储存单元14的样品入口13相接触以与样品储存单元中的生物样品进行混合。所混合的反应溶液和生物样品与固定于试剂固定单元23上能够与所述反应溶液和生物样品发生反应的试剂进行反应。所述反应可以是例如，包含反应溶液和生物样品互相混合的混合溶液中的底物与试剂中的酶之间的酶反应，或者包含反应溶液和生物样品互相混合的混合溶液中的抗原和试剂中的抗体之间的抗原-抗体反应。然而，该反应并不局限于此，并且光学检测所需的合适的反应可被诱导以进行检测。
根据检测目标和检测方法可提供一个或多个试剂固定单元23中的多个，并且试剂固定单元23中进行的反应的结果可以在检测区26中进行光学检测。
同时，按如图8所示的顺序，按照本发明的生化检测盒的旋转、混合单元24中混合的反应溶液和生物样品在重力作用下沿流动路径向所述检测区和试剂固定单元移动，并因此进行反应溶液与生物样品的反应和检测。在这种情形下，图8所示的流动路径的结构和检测顺序是作为进行生物样品检测的实施例进行说明，并且本发明的生化检测盒并不限于此。
本发明的生化检测盒可用于各种生物样品的检测的目的，优选血液检测的目的，并且更优选糖化血红蛋白定量检测的目的。
例如，将具体地描述使用本发明的生化检测盒通过酶法进行的糖化血红蛋白定量检测。
用于糖化血红蛋白定量检测的酶法主要由四个化学反应构成。
第一个反应是血液样品的溶血反应，是指通过使用反应溶液破坏血液中的红细胞以分离血红蛋白的反应。在这种情形下，用于溶血反应目的的反应溶液可通过各种方法制备，例如调节pH和使用表面活性剂。
第二个反应是指通过使用蛋白水解酶而切割糖化血红蛋白分子的反应，并且各种酶例如蛋白酶A、蛋白酶N、分散酶、链霉蛋白酶、中性蛋白酶、Glu-C、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶均可使用。
第三个反应是指通过蛋白水解酶切割产生的糖化肽或糖化氨基酸分子被称为FPOX(果糖基肽氧化酶)的氧化酶氧化而由此可产生过氧化氢的反应。
第四个反应是显色反应，是指通过第三个反应产生的过氧化氢(H2O2)被过氧化物酶(POD)氧化且显色剂和底物由于氧化所发射的电子而被还原褪色的化学反应。
为了通过酶法进行糖化血红蛋白的定量检测，在本发明的生化检测盒中进行这四个反应，并且以通过图1-8所示的盒的结构和操作方法作为实施例详细地描述糖化血红蛋白的定量检测。
为了进行检测，收集血液并储存在***式溶液盒10的样品储存单元14中，并将可发生血液溶血的表面活性剂储存在反应溶液储存单元16中作为反应溶液。***式溶液盒10被***到反应盒20以自动使突出的保护膜脱离诱导单元15与反应盒中的闩锁相接触，所述保护膜脱离诱导单元由于连续施加力而被打破以从溶液盒中除去，并且附着在反应溶液储存单元上的保护膜因额外的***过程而一起脱离以排出反应溶液并使反应溶液移至混合单元中。所排出的反应溶液和血液样品进行混合以发生溶血反应。发生溶血反应后，在第一个化学试剂固定单元23-A中固定蛋白水解酶、FPOX和POD的一种类型试剂，由血液样品溶解所固定的试剂，并可由此诱导酶反应。
溶血反应在混合单元24中进行，并且通过盒的旋转使通过完成在第一个化学试剂固定单元23-A中进行的酶反应而得到的反应溶液在重力作用下移动，如图8显示了通过反应盒中的流动路径25至检测区26的盒的操作原理。转移到检测区的反应溶液中总溶血血红蛋白的浓度利用紫外可见分光光度计在535nm呈现出的吸光度来测定。
通过盒的旋转将通过完成总血红蛋白检测而得到的反应溶液转移到第二个化学试剂固定单元23-B中。第二个化学试剂固定单元23-B具有面对面的结构，其中包含互相混合的残留的两种酶(而不是固定到第一个化学试剂固定单元23-A中的酶)的试剂和显色剂被固定，并且这两种酶的试剂和显色剂彼此面对面。
转移到所述第二个化学试剂固定单元23-B中的反应溶液进行酶反应和显色反应，并通过盒的转动将经完成酶反应和显色反应得到的反应溶液转回到检测区26中。随后，通过显色反应着色的糖化血红蛋白的浓度利用紫外可见分光光度计在660nm左右呈现出的吸光度来测量。
检测结束后，通过旋转所述盒而将废液转移至废液处理单元27中，并且废液通过废液处理单元27中的吸收原料的吸收而被收集。
如上文所述，为了进行糖化血红蛋白定量检测，分光光度法需要检测两次，因为糖化血红蛋白是指糖化血红蛋白与总血红蛋白浓度的比例。也就是说，这是繁重的，因为需要实施的检测工序包含多个步骤，例如由检测者对血液样品预处理的过程和贴标记物的过程。然而，当利用本发明的生化检测盒进行糖化血红蛋白的检测时，如图8所示，可进行酶反应、并且可通过旋转所述盒除去反应溶液而在一个盒中检测总血红蛋白和糖化血红蛋白的绝对浓度。特别是，当***式型溶液盒10被***到反应盒20中时，反应溶液(糖化血红蛋白检测过程中的溶血试剂)可自动排到反应盒的混合单元中，因此检测过程中进行检测的人员的直接介入可降至最低并且可防止检测时间延长或检测精密度降低的问题。
已以示例性方式描述了本发明，并且应当理解的是，所用术语旨在描述性质而不是限制。鉴于上文的教导可对本发明进行许多修改和变动。因此，应当理解的是，可在所附权利要求的范围内实施本发明，除非另外具体说明。

Claims (10)

1.一种生化检测盒，其包括用于供给样品的***式溶液盒和接收所述***式溶液盒的反应盒，其中
所述***式溶液盒包括：
毛细管型样品储存单元，用于收集和储存液体相生物样品，其具有用于将所储存的生物样品供给所述反应盒的样品入口；
反应溶液储存单元，用于储存可与所述液体相生物样品发生反应的反应溶液；
反应溶液保护膜，其附着以防止所述反应溶液从所述反应溶液储存单元中泄露出来；以及
保护膜脱离诱导单元，其附着于所述反应溶液保护膜的末端，其中当所述***式溶液盒被***到所述反应盒中时所述保护膜脱离诱导单元朝所述反应溶液保护膜移动以除去所述保护膜，以及
所述反应盒包括：
接收单元，所述***式溶液盒被***到其中以被接收；
闩锁，与所述保护膜脱离诱导单元相接触，当所述接收单元中的***式溶液盒被***到所述反应盒中以将所述保护膜脱离诱导单元朝所述保护膜方向移动并因此通过所述保护膜脱离诱导单元诱导除去所述保护膜；
混合单元，接收当保护膜被除去时所排出的反应溶液、并将反应溶液与通过反应溶液和***式溶液盒的样品入口相接触所排出的生物样品相混合、以形成混合溶液；
试剂固定单元，用于固定试剂以诱导所述试剂与所述混合单元的混合溶液发生反应；
检测单元，用于光学测定反应结果；以及
微细流动路径，通过其将所述混合单元、所述试剂固定单元和所述检测单元相连接。
2.权利要求1所述的生化检测盒，其中当***式溶液盒被***到反应盒中时、反应溶液移动至混合单元中。
3.权利要求1所述的生化检测盒，其中当***式溶液盒被***到反应盒中时、混合单元接收样品储存单元。
4.权利要求1所述的生化检测盒，其中所述反应盒包括多个试剂固定单元。
5.权利要求1所述的生化检测盒，其中所述反应是混合溶液中的底物和试剂中的酶之间的酶反应，或者混合溶液中的抗原和试剂中的抗体之间的抗原-抗体反应。
6.权利要求1所述的生化检测盒，其中所述生化样品和反应溶液的混合溶液由旋转整个生化检测盒形成的重力和离心力作用而沿流动路径移动至检测区或试剂固定单元。
7.权利要求1所述的生化检测盒，其中所述生化检测盒的反应盒进一步包括废液处理单元，用于处理检测后的生化样品、反应溶液和化学试剂的混合溶液。
8.权利要求7所述的生化检测盒，其中所述生化检测盒的反应盒进一步包括用于废液顺利移动和收集的出气口。
9.权利要求1所述的生化检测盒，其中所述生化检测盒是用于血液检测的生化检测盒。
10.权利要求1所述的生化检测盒，其中所述生化检测盒是用于糖化血红蛋白定量检测的生化检测盒。
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