CN107576802A - 一种荧光微量蛋白的检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种荧光微量蛋白的检测装置及检测方法，属于生物检测技术领域，其特征是：激发光源位于样品槽两侧，激发光探测单元位于激发光源与样品槽之间，荧光探测单元A、荧光探测单元B垂直位于样品槽与激发光光路的两侧。光传输通道为封闭式光传输通道。滤光片A、滤光片B分别位于激发光源A、激发光源B与样品槽之间，嵌于光传输通道内。检测方法是：一、将荧光试剂与磷酸盐缓冲液以1：198‑200混匀；二、取两个不同浓度的蛋白与磷酸盐缓冲液以1:18‑20混匀；三、将不同浓度的牛血清白蛋白溶液放入装置中，绘制标准曲线；四、得到标准曲线后，取待测样品与磷酸盐缓冲液以1‑20:180‑199比例混匀；五、读取与样本荧光强度相对应的蛋白浓度。有益效果是：荧光染料只有与蛋白靶分子结合时才会发射荧光信号，相比传统的紫外吸光法更加灵敏、更准确。
Description
技术领域
本发明属于生物检测技术领域。
背景技术
蛋白质的定量分析是生物化学和其它生命学科最常涉及的分析内容，是临床上诊断疾病及检查康复情况的重要指标，也是许多生物制品，药物、食品质量检测的重要指标。在生物实验中，对样品中的蛋白质进行准确可靠的定量分析，是经常进行的一项非常重要的工作。蛋白质是一种十分重要的生物大分子：它的种类很多，结构不均一，分子量又相差很大，功能各异，这样就给建立一个理想而又通用的蛋白质定量分析的方法代来了许多具体的困难。目前测定蛋白质含量的方法有很多种，下面列出根据蛋白质不同性质建立的一些蛋白质测定方法：物理性质：紫外分光光度法。化学性质：凯氏定氮法、双缩脲法、Lowry法，BCA法，胶体金法。染色性质：考马氏亮蓝染色法、银染法。其他性质：荧光法蛋白质测定的方法很多，但每种方法都有其特点和局限性，因而需要在了解各种方法的基础上根据不同情况选用恰当的方法，以满足不同的要求。例如凯氏定氮法结果最精确，但操作复杂，用于大批量样品的测试则不太合格；双缩脲法操作简单，线性关系好，但灵敏度差，样品需要量大，测量范围窄，因此在科研上的应用受到限制；而酚试剂法弥补了它的缺点，因而在科研中被广泛采用，但是它的干扰因素多；考马氏亮兰染色法因其简便开始重新受到关注；BCA法又以其试剂稳定，抗干扰能力较强，结果稳定，灵敏度高而受到欢迎，但检测成本较高。
发明内容
本发明的目的是：提供一种荧光微量蛋白的检测装置及检测方法，它采用荧光染料与特异性的靶分子结合，大大提升样品检测的灵敏度和准确性。
本发明的技术方案是：本装置包括：整机壳体、样品槽盖、触摸显示屏、硬件电路板、荧光检测光路。所述荧光检测光路包括：样品槽、激发光源、激发光探测单元、荧光探测单元、带通滤光片、光传输通道、屏蔽罩。
本发明的技术方案是：
本装置包括激发光源A、激发光源B、激发光探测单元A、激发光探测单元B、荧光探测单元A、荧光探测单元B、滤光片A、滤光片B、滤光片C、滤光片D、样品槽、光传输通道、信号检测单元、主控单元、激发光控制单元、液晶显示单元、电路板、壳体、样品槽盖、屏蔽罩。
激发光源A(1)位于样品槽(11)左侧，激发光源B(2)位于样品槽(11)右侧，分别焊接在电路板(17)上，嵌于光传输通道(12)内，用于激发样品中的荧光物质。
激发光探测单元A(3)位于激发光源A(1)与样品槽(11)之间，激发光探测单元B(4)位于激发光源B(2)与样品槽(11)之间，激发光探测单元B(4)与样品槽(11)高度均低于激发光源B(2)，激发光探测单元B(4)与样品槽(11)焊接在电路板(17)上，嵌于光传输通道(12)内，保证激发光可以照射到样品槽(11)内样品，用于对激发光的状态进行实时监测，确认激发光是否正常工作、光强度是否稳定。
荧光探测单元A(5)、荧光探测单元B(6)分别垂直位于样品槽(11)与激发光光路的两侧，焊接于电路板(17)上，嵌于光传输通道(12)内。接收并检测由样本槽(11)内待测样本发出的荧光信号强度，均采用高精度、高灵敏度的光电二极管，可提高荧光检测精度，测量范围为300-1,000nm。这些荧光染料只有与这些靶分子结合时才会发射荧光信号，即使在浓度很低时，避免不准确测量带来的重复工作。发射通道：绿光510–580nm、红光665–720nm。选择蓝光激发时，读取绿色或远红外通道的荧光。当激发光为红光时，只读取远红外通道的荧光。
光传输通道(12)为封闭式光传输通道，底部通过膨胀螺栓固定于电路板(17)上，将光路各个组件进行了很有效的保护，收集激发光源A(1)、激发光源B(2)发射光，分别通过滤光片A(7)、滤光片B(8)到达样品槽(11)，并收集激发的荧光信号，通过滤光片C(9)、滤光片D(10)到达荧光探测单元A(5)、荧光探测单元B(6)。能有效消除外界杂散光的干扰，而且可以阻止灰尘对光路组件的污染，使光传输更洁净，大大提高了检测的准确性及灵敏度。
滤光片A(7)、滤光片B(8)分别位于激发光源A(1)、激发光源B(2)与样品槽(11)之间，嵌于光传输通道(12)内，用于滤除激发光之外的杂散光；所述滤光片C(9)、滤光片D(10)分别位于样品槽(11)与荧光探测单元A(5)、荧光探测单元B(6)之间，用于滤除荧光之外的杂散光。
信号检测单元(13)焊接在电路板(17)上，用于将荧光探测单元A(5)、荧光探测单元B(6)转换的电信号，进行前置放大、解调、滤波、采集。
主控单元(14)焊接在电路板(17)上，采用的双核处理器，5秒内快速准确地定量DNA，RNA和蛋白。将结果数据显示到液晶显示屏(16)，并存储。
激发光控制单元(15)焊接在电路板(17)上，用于控制激发光源A(1)、激发光源B(2)输出光强度。
液晶显示单元(16)镶嵌于壳体(18)上表面，通过通讯线缆与电路板(17)连接，用于人机交互，功能选择，数据存储。
样品槽盖(19)位于样品槽(11)之上，采用不透光材料制作，检测时将其盖严，用于减少环境中的杂散光对实验结果的影响。
屏蔽罩(20)罩位于光传输通道(12)之上，采用薄铝材料，用于屏蔽电磁信号干扰，可有效提高信噪比。
检测方法是：
步骤一：将荧光试剂pico orange与磷酸盐缓冲液以1：198-200混匀；
步骤二：分别取两个不同浓度的牛血清白蛋白与磷酸盐缓冲液以1:18-20混匀；
步骤三：分别将混合后的不同浓度的牛血清白蛋白溶液放入装置中，室温孵育15分钟，进行两点定标，绘制标准曲线(蛋白浓度-荧光强度)；
步骤四：得到标准曲线后，取待测样品与磷酸盐缓冲液以1-20:180-199比例混匀；
步骤五：放入样品槽内，室温孵育15分钟，读取与样本荧光强度相对应的蛋白浓度。
本发明的有益效果是：这些荧光染料只有与这些蛋白靶分子结合时才会发射荧光信号，即便是在浓度很低时也能发出荧光信号。相比传统的紫外吸光法更加灵敏、更准确，尤其克服了DNA核酸紫外吸收的干扰。因此本发明装置特别适用于以下情况：当样品十分稀有且难以处理；样品中蛋白含量很少；因此使用本发明方法，荧光染料与蛋白分子特异结合，将大大提升样品检测的灵敏度和准确性。
附图说明
图1是本发明外观整体结构图。
图2是本发明整体结构局剖图。
图3是本发明结构及工作原理示意图。
图4本发明荧光强度-蛋白浓度标准曲线图。
具体实施方式
实施例1
下面结合附图和实施例对本发明专利做进一步详细说明。
如图所示，1是激发光源A、2是激发光源B、3是激发光探测单元A、4是激发光探测单元B、5是荧光探测单元A、6是荧光探测单元B、7是滤光片A、8是滤光片B、9是滤光片C、10是滤光片D、11是样品槽、12光传输通道、13是信号检测单元、14是主控单元、15是激发光控制单元、16是液晶显示单元、17是电路板、18是壳体、19是样品槽盖、20是屏蔽罩。
所述激发光源A(1)位于样品槽(11)左侧，激发光源B(2)位于样品槽(11)右侧，分别焊接在电路板(17)上，嵌于光传输通道(12)内，用于激发样品中的荧光物质。
所述激发光探测单元A(3)位于激发光源A(1)与样品槽(11)之间，激发光探测单元B(4)位于激发光源B(2)与样品槽(11)之间，两者高度均低于激发光源，焊接于电路板(17)上，嵌于光传输通道(12)内，保证激发光可以照射到样品槽(11)内样品，用于对激发光的状态进行实时监测，确认激发光是否正常工作、光强度是否稳定；
所述荧光探测单元A(5)、荧光探测单元B(6)分别位于以样品槽(11)为垂足，与激发光光路垂直的两侧，焊接于电路板(17)上，嵌于光传输通道(12)内。接收并检测由样本槽(11)内待测样本发出的荧光信号强度，均采用高精度、高灵敏度的光电二极管，可提高荧光检测精度，测量范围为300-1,000nm。这些荧光染料只有与这些靶分子结合时才会发射荧光信号，即使在浓度很低时，避免不准确测量带来的重复工作。发射通道：绿光510–580nm、红光665–720nm。选择蓝光激发时，读取绿色或远红外通道的荧光。当激发光为红光时，只读取远红外通道的荧光。
所述光传输通道(12)，为封闭式光传输通道，底部通过膨胀螺栓固定于电路板(17)上，将光路各个组件进行了很有效的保护，收集激发光源A(1)、激发光源B(2)发射光，分别通过滤光片A(7)、滤光片B(8)到达样品槽(11)，并收集激发的荧光信号，通过滤光片C(9)、滤光片D(10)到达荧光探测单元A(5)、荧光探测单元B(6)。能有效消除外界杂散光的干扰，而且可以阻止灰尘对光路组件的污染，使光传输更洁净，大大提高了检测的准确性及灵敏度。
所述滤光片A(7)、滤光片B(8)分别位于激发光源A(1)、激发光源B(2)与样品槽(11)之间，嵌于光传输通道(12)内，用于滤除激发光之外的杂散光；所述滤光片C(9)、滤光片D(10)分别位于样品槽(11)与荧光探测单元A(5)、荧光探测单元B(6)之间，用于滤除荧光之外的杂散光。
所述信号检测单元(13)焊接于电路板(17)上，用于将荧光探测单元A(5)、荧光探测单元B(6)转换的电信号，进行前置放大、解调、滤波、采集。
所述主控单元(14)焊接于电路板(17)上，采用的双核处理器，5秒内快速准确地定量DNA，RNA和蛋白。将结果数据显示到液晶显示屏(16)，并存储。
所述激发光控制单元(15)焊接于电路板(17)上，用于控制激发光源A(1)、激发光源B(2)输出光强度。
所述液晶显示单元(16)镶嵌于壳体(18)上表面，通过通讯线缆与电路板(17)连接，用于人机交互，功能选择，数据存储。
所述样品槽盖(19)位于样品槽(11)之上，采用不透光材料制作，检测时将其盖严，用于减少环境中的杂散光对实验结果的影响。
所述屏蔽罩(20)罩于光传输通道(12)之上，采用薄铝材料，用于屏蔽电磁信号干扰，可有效提高信噪比。
本实例中，双激发光源包括蓝光LED和红光LED，可以根据需要手动选择。当选择蓝光激发时，该装置读取绿色或远红外通道的荧光。当激发光为红光时，只读取远红外通道的荧光。
本实例中，上述激发光探测单元，可以对激发光的状态进行实时监测并由激光输出单元进行补偿。当未探测到激发光则在显示屏幕上提示报警；当激发光强度存在偏差时，则进行激发光补偿。
本实例中，光传输通道将光路各个组件进行了很有效的保护，并能有效消除外界杂散光的干扰，而且可以阻止灰尘对光路组件的污染，使光传输更洁净，大大提高了检测的准确性及灵敏度。
本实例中，带通滤光片针对两种激发光源，分别采用了钬玻璃和钕镨玻璃材质的滤光片，提高激发光波的准确度。
本实例中，荧光探测单元采用高精度、高灵敏度的光电二极管，提高了荧光检测精度，由信号检测单元将光电二极管转换的电信号发送到主控单元进行数据处理，并显示与显示屏幕上，且数据可以保存。
本实例中，光传输通道将光路各个组件进行了很有效的保护，并能有效消除外界杂散光的干扰，而且可以阻止灰尘对光路组件的污染，使光传输更洁净，大大提高了检测的准确性及灵敏度。
本实例中，光传输通道将光路各个组件进行了很有效的保护，并能有效消除外界杂散光的干扰，而且可以阻止灰尘对光路组件的污染，使光传输更洁净，大大提高了检测的准确性及灵敏度。
本实例中，荧光微量蛋白的检测装置，其使用方法包括如下步骤：
步骤一：将1ul荧光试剂pico orange与磷酸盐缓冲液199ul混匀；
步骤二：取190μL磷酸盐缓冲液，分别加入10μL 0.1mg/ml牛血清白蛋白、1mg/ml牛血清白蛋白混匀；
步骤三：分别将混合后的0.1mg/ml牛血清白蛋白和1mg/ml牛血清白蛋白放入装置中，室温孵育15分钟，进行两点定标，绘制标准曲线(蛋白浓度-荧光强度)；
步骤四：得到标准曲线后，取待测样品10μL与190μL磷酸盐缓冲液混匀；
步骤五：放入本发明装置样品槽内，室温孵育15分钟，读取与样本荧光强度相对应的蛋白浓度。
Claims (3)
1.一种荧光微量蛋白的检测装置，其特征是：
激发光源A位于样品槽左侧，激发光源B位于样品槽右侧，分别焊接在电路板上，嵌于光传输通道内，用于激发样品中的荧光物质；激发光探测单元A位于激发光源A与样品槽之间，激发光探测单元B位于激发光源B与样品槽之间，激发光探测单元B与样品槽高度均低于激发光源B，激发光探测单元B与样品槽焊接在电路板上，嵌于光传输通道内，保证激发光能照射到样品槽内样品；
荧光探测单元A、荧光探测单元B分别垂直位于样品槽与激发光光路的两侧，焊接在电路板上，嵌于光传输通道内；
光传输通道为封闭式光传输通道，底部通过膨胀螺栓固定于电路板上；
滤光片A、滤光片B分别位于激发光源A、激发光源B与样品槽之间，嵌于光传输通道内；
信号检测单元焊接在电路板上，用于将荧光探测单元A、荧光探测单元B转换的电信号，进行前置放大、解调、滤波、采集；
主控单元焊接在电路板上；
激发光控制单元焊接在电路板上；
液晶显示单元镶嵌于壳体上表面，通过通讯线缆与电路板连接。
2.如权利要求1所述的一种快速荧光定量装置，其特征是：
荧光探测单元A、荧光探测单元B分别垂直位于样品槽与激发光光路的两侧，焊接于电路板上，嵌于光传输通道内；测量范围为300-1,000nm；发射通道为绿光510–580nm、红光665–720nm；选择蓝光激发时，读取绿色或远红外通道的荧光；当激发光为红光时，只读取远红外通道的荧光。
3.一种荧光微量蛋白的检测方法，其方法是：
步骤一，将荧光试剂pico orange与磷酸盐缓冲液以1：198-200混匀；
步骤二，分别取两个不同浓度的牛血清白蛋白与磷酸盐缓冲液以1:18-20混匀；
步骤三，分别将混合后的不同浓度的牛血清白蛋白溶液放入装置中，室温孵育15分钟，进行两点定标，绘制标准曲线；
步骤四：得到标准曲线后，取待测样品与磷酸盐缓冲液以1-20:180-199比例混匀；
步骤五：放入样品槽内，室温孵育15分钟，读取与样本荧光强度相对应的蛋白浓度。
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