CN113325063B - 胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置及方法，所述胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置包括离子源和质谱仪；隔离单元用于形成与外界隔离的液体通道，所述液体通道用于容纳所述试纸的检测线；洗脱单元用于提供洗脱液，并送入所述隔离单元形成的液体通道内；萃取单元用于容纳萃取液，并接收从所述隔离单元排出的洗脱液；所述萃取单元内的待测物送所述离子源。本发明具有自动化等优点。
Description
技术领域
本发明涉及胶体金免疫层析试纸检测，特别涉及胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置及方法。
背景技术
胶体金免疫层析技术主要利用了金颗粒具有高电子密度的特性，当这些标记物在相应的配体处大量聚集时，出现红色或粉红色斑点，通过肉眼观察试纸上的显色条带，比对标准比色卡，可以实现定性检测。将光敏电阻测量、反射光纤传感器测量反射光强、图像传感器采集图像等方法运用于胶体金免疫层析技术，则可实现定量分析。现有定量检测仪将检测线和质控线信号值之比T/C与样本浓度值关联起来，形成信号值与样本浓度值曲线关系图，以此计算样本实际浓度。
胶体金免疫层析技术在制备、保存、分析等各个环节都会受到种种因素的影响和制约。例如，胶体金的颗粒均匀性、分散度会影响试验的稳定性和重复性，如果金颗粒的形状不规则或粒径不均一，使得胶体金标记物容易解离和沉淀而产生金标扩散不完全、反应区底色过深；胶体金质量不好，胶体金结合物不能快速而完整的从玻璃纤维上解离。因此在某些情况下，胶体金免疫层析法的测量过程可能会出现漏检或检测失败的情况，如假阳性和假阴性，利用胶体金免疫层析试纸进行定量分析，准确性受到限制。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置，所述胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置包括离子源和质谱仪；所述胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置还包括：
隔离单元，所述隔离单元用于形成与外界隔离的液体通道，所述液体通道用于容纳所述试纸的检测线；
洗脱单元，所述洗脱单元用于提供洗脱液，并送入所述隔离单元形成的液体通道内；
萃取单元，所述萃取单元用于容纳萃取液，并接收从所述隔离单元排出的洗脱液；所述萃取单元内待测物的萃取物送所述离子源。
本发明的另一目的在于提供了应用上述验证装置的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
胶体金免疫层析试纸检测结果的验证方法，所述胶体金免疫层析试纸检测结果的验证方法为：
胶体金免疫层析试纸的检测线置于与外界隔离的液体通道内；
利用洗脱液洗脱所述通道内检测线上的待测物；
所述待测物进入萃取单元内，待测物被萃取，萃取物进入离子源；
萃取物被离子化，并送质谱仪分析；
利用质谱仪的输出结果去验证所述试纸的检测结果。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1．本方法将胶体金免疫层析试纸和质谱联用，同时发挥免疫学检测技术和质谱技术的优势；
通过胶体金免疫层析试纸可以快速对样品进行快速初筛，对于阳性或弱阳性或不确定样品，可以进行质谱验证，明确具体含量；
2．本装置可实现非接触操作，通过简单的装置结构实现待测物洗脱、萃取、转移等过程，操作简单，成本低；
萃取过程在密闭容器内进行，通入的液体具有扰动作用，萃取完全；
3．通过方法比对，可以优化试纸显色和样品浓度关系的数据模型；通过免疫层析试纸的多组平行试验验证，可以优化质谱参数，获得质谱最优检测参数条件，从而提高两个方法的样品检测准确性。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明实施例的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的隔离单元的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的萃取单元的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的离子进样装置的结构示意图；
图5是根据本发明实施例的本体的左视图；
图6是根据本发明实施例的本体的右视图。
具体实施方式
图1-6和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了解释本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本发明实施例1的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置的结构图，如图1所示，所述胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置包括：
离子源，离子源是本领域的现有技术；隔离单元，所述隔离单元用于容纳所述试纸的检测线；洗脱单元，所述洗脱单元用于提供洗脱液，并送入所述隔离单元内，从而洗脱处于所述隔离单元内检测线上的待测物；萃取单元，所述萃取单元用于容纳萃取液，并接收从所述隔离单元排出的洗脱液；所述萃取单元内待测物的萃取物送所述离子源。
为了排除试纸其它部分的干扰，进一步地，所述隔离单元用于切割所述试纸的具有检测线的部分。
为了方便地形成隔离单元，进一步地，如图2所示，所述隔离单元包括：
第一部分11，所述第一部分11具有第一凹槽111，所述第一凹槽111的两侧设置密封件112；所述试纸3适于跨越所述第一凹槽111，并处于所述密封件112的上侧，所述试纸3的检测线31处于第一凹槽111内；第二部分12，所述第二部分12的下侧121与所述密封件112接触以实现密封。
为了在形成隔离单元的过程中切割试纸3，使得仅有检测线31进入隔离单元内，进一步地，所述第二部分12的下侧具有第二凹槽122，所述第二凹槽122的两侧用于切割处于所述密封件112上侧的试纸3；所述洗脱单元提供的洗脱液流过所述第一凹槽111和第二凹槽122形成的与外界隔离的液体通道。
为了萃取洗脱出试纸3检测线31上的待测物，进一步地，如图3所示，所述萃取单元包括：
容器20和第一输送管，所述第一输送管的一端连通所述液体通道的出口，另一端伸入所述容器20内，并处于所述容器20内的底部；第二输送管和阀门24，所述第二输送管的一端伸入所述容器20内，另一端连通所述离子源4；伸入所述容器20的第二输送管的底端的位置高于伸入所述容器20的第一输送管的底端的位置；所述阀门24设置在所述第二输送管上。
为了将萃取物输送至离子源，进一步地，所述萃取单元还包括：
蠕动泵，所述蠕动泵设置在所述第二输送管上。
质谱仪，所述质谱仪包括质量分析仪器和离子进样装置；
图4示意性地给出了本发明实施例的离子进样装置的结构图，如图4所示，所述离子进样装置包括：
离子漏斗61，所述离子漏斗61包括多个具有通孔的电极，沿着离子传输方向，所述通孔的直径逐渐变小； 本体41，如图5-6所示，所述本体41内具有至少二个贯穿本体41的直线通道81，所述直线通道81环绕所述本体41的中心轴线分布，从本体41的离子入射端411到离子出射端412，任意二个直线通道81间的距离逐渐变大；加热单元和测温单元，所述加热单元设置在所述本体41内，所述测温单元设置在所述本体41内；毛细管51，所述毛细管51设置在所述直线通道81内，从所述毛细管51出射的离子依次穿过所述离子漏斗61的各个通孔。
为了提高各个毛细管内加热均匀性，进一步地，所述直线通道81环绕所述加热单元设置。
为了提高离子传输效率，并提高去溶剂化能力，进一步地，所述直线通道81和通孔满足以下关系：
，△d1为所述直线通道81与所述本体41的中心轴线间最大距离和最小距离之差，△d2为所述通孔的最大直径和最小直径之差，L2为具有最大直径的通孔到具有最小直径的通孔间的距离，L1为所述毛细管51在所述本体41的中心轴线上投影的长度。
为了提高离子传输效率，并提高去溶剂化能力，进一步地，所述直线通道81还满足：。
为了提高去溶剂能力，进一步地，所述毛细管51全部或部分处于所述直线通道81内。
为了降低加工难度，进一步地，加热单元设置在所述本体41的第一盲孔71内，测温单元设置在所述本体41的第二盲孔91内，所述第一盲孔71和第二盲孔91的开口处于所述本体41的离子出射端412。
本发明实施例的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证方法，也即本实施例的验证装置的工作方法，所述胶体金免疫层析试纸检测结果的验证方法为：
胶体金免疫层析试纸3的检测线31置于与外界隔离的液体通道内；利用洗脱液洗脱所述通道内检测线31上的待测物；所述待测物进入萃取单元内，待测物被萃取，萃取物进入离子源4；萃取物被离子化，并送质谱仪分析；利用质谱仪的输出结果去验证所述试纸的检测结果。
为了形成与外界隔离的并适于洗脱液通过的液体通道，进一步地，所述液体通道的形成方式为：
第一部分11具有第一凹槽111，所述第一凹槽111的两侧设置密封件112；所述试纸3适于跨越所述第一凹槽111，并处于所述密封件112的上侧，所述试纸3的检测线31处于第一凹槽111内；第二部分12的下侧121与所述密封件112接触，在所述第二部分12下侧和第一凹槽111间形成与外界隔离的的液体通道。
为了在形成通道的过程中完成对试纸3的切割，使得检测线31处于通道内，进一步地，所述第二部分12的下侧具有第二凹槽122，所述第二凹槽122的两侧用于切割处于所述密封件112上侧的试纸3，并与所述密封件112保持密封；所述洗脱单元提供的洗脱液流过所述第一凹槽111和第二凹槽122形成的液体通道。
为了萃取进入容器内的待测物，进一步地，所述待测物的萃取方式为：
关闭容器20的输出，包含待测物的洗脱液进入容器20内底部，容器20内液面上升，液面上侧的气体被压缩，待测物被容器20内的萃取液萃取；打开所述容器20的输出，萃取物排出所述容器20，并送离子源4。
实施例2：
根据本发明实施例1的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置及方法的应用例。
在本应用例中，如图2所示，在隔离单元中，第一部分11具有开口朝上的呈半圆柱形的第一凹槽111，所述第一凹槽111的两侧设置密封件112；胶体金免疫层析试纸3适于跨越所述第一凹槽111，并处于所述密封件112的上侧，二个密封件112间的距离为检测线31的宽度加上2-10mm，检测线31处于二个密封件112间的中央位置；第二部分12的下侧具有开口向下的呈半圆柱形的第二凹槽122，所述第二凹槽122的两侧为刀片状，用于切割处于所述密封件112上侧的试纸3；
洗脱单元提供的洗脱液，所述洗脱液为含有酸根离子的水溶液、盐溶液、有机溶液或混合溶液，所述酸根离子包括硫酸根、盐酸根、硝酸根、碳酸根、醋酸根或草酸根；洗脱液流过所述第一凹槽111和第二凹槽122形成空心圆柱形的液体通道；
如图3所示，所述萃取单元包括：
容器20和第一输送管，所述第一输送管包括第一管道27和第一玻璃管21，第一管道27和第一玻璃管21间具有接口22，第一管道27的一端连通所述液体通道的出口，第一玻璃管21的一端伸入所述容器20内的液面下，并处于所述容器20内的底部；容器20容量为1mL~10mL，内部装有固定体积（0.5mL~8mL）的萃取液26，所述萃取液26包括丙酮、甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙腈或乙酸乙酯；所述洗脱液28为酸性水溶液，所述萃取液26密度大于所述洗脱液28，且所述萃取液26和所述洗脱液28不互溶；
第二输送管和阀门24，所述第二输送管包括第二管道25和第二玻璃管23，所述第二玻璃管23的一端伸入所述容器20内，第二管道25的一端连通离子源4；伸入所述容器20的第二玻璃管23的底端的位置高于伸入所述容器20的第一玻璃管21的底端的位置；所述阀门24设置在所述第二管道25和第二玻璃23管的连接处；
在离子进样装置中，如图4所示，本体41和离子漏斗61设置在真空腔32内；
如图5-6所示，本体41的离子出射端412处具有第一盲孔71和第二盲孔91，所述本体41的中心轴线与第一盲孔71的中心轴线共线，本体41内还具有环绕所述第一盲孔71均匀分布的多个（如2个、4个、7个或8个等）贯穿本体41的直线通道81，从本体41的离子入射端411到离子出射端412，任意二个直线通道81间的距离逐渐变大；电加热单元设置在所述第一盲孔71内，测温单元设置在所述第二盲孔91内；
如图1所示，毛细管51的内径为0.3-0.4mm，设置在各个直线通道81内，毛细管51和直线通道81间设置密封材料，毛细管51的两端均延伸到直线通道81外，其中一端处于所述真空腔32外，另一端延伸到直线通道81外的真空腔32内，且伸入到离子漏斗61内；
离子漏斗61包括多个（如30个）具有通孔的电极，电极间距为1.2mm，沿着离子传输方向，所述通孔的直径逐渐变小；
直线通道81满足条件，△d1为所述直线通道81与所述本体41的中心轴线间最大距离和最小距离之差，L1为所述毛细管51在所述本体41的中心轴线上投影的长度；
所述直线通道81和通孔满足以下关系：
，△d1为所述直线通道81与所述本体41的中心轴线间最大距离和最小距离之差，△d2为所述通孔的最大直径和最小直径之差，L2为具有最大直径的通孔到具有最小直径的通孔间的距离，L1为所述毛细管51在所述本体41的中心轴线上投影的长度。
本实施例中，具体参数为：毛细管51的尾端部分距离最近的离子漏斗61内的电极径向距离在4mm—10mm内；
离子漏斗61中，电极间距为1.2mm，沿着离子传输方向，所述通孔的直径逐渐变小，相邻电极之间的通孔直径差为1mm；
，△d为离子漏斗61中各电极的通孔的最大半径和最小半径的差，L为离子漏斗61中第一个电极到最后一个电极间的距离；所述通孔的最大直径为60mm和最小直径为1.5mm，即所述最大直径和最小直径之差为58.5mm；所述通孔的最大直径到最小直径的通孔间的距离为76mm。
直线通道81中的毛细管51与本体41的中心轴线间的夹角为1°-2.5°，直线通道81与所述本体41的中心轴线间最大距离和最小距离之差为2.5mm—5mm，所述毛细管51在所述本体41的中心轴线上的投影的长度为4.5mm—6mm。
本发明实施例的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证方法，也即本发明实施例的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置的工作方法，所述验证方法为：
具有待测物的试纸3铺在第一部分11上侧，其中试纸3的检测线31处于二个密封件112间的中央位置，检测线31到密封件112的距离为1-5mm；
第二部分12自上而下地接触密封件112以保持密封，在接触过程中，二个刀片状结构切割密封件112上侧的试纸3，第一凹槽111和第二凹槽122组合为液体通道，使得检测线31处于该液体通道内；
关闭第二输送管上的阀门24，洗脱液进入所述液体通道；
检测线31上的待测物随着洗脱液进入第一输送管，之后进入容器20内的底部；容器20内液面上升，液面上侧的气体被压缩；
洗脱液28在容器20内上移，在上移过程中待测物被萃取液26萃取；
进入容器20的洗脱液28体积为0.5-5mL后，液体通道内停止进洗脱液28，打开阀门24；
萃取物通过第二输送管排出容器20，送离子源4离子化，最后送质谱仪分析；
以质谱检测结果为标准结果，修正试纸显色信号值与样本浓度值的关系模型，提高胶体金免疫层析试纸对实际样品的定量准确性；
此外，也可通过多组平行进样，以胶体金显色结果为基准，调节质谱检测参数，获得质谱对特定样品的最优检测参数条件。
在本实施例中，由于采用了不同于现有技术的离子进样装置，达到的技术效果在于：
1．后续分析灵敏度高、离子漏斗污染小；
相比于单根无倾斜角度毛细管来说，离子的通量增大，且相比于离轴的单毛细管来说，离子的损失较少，提高了传输离子的信号强度，相应地提高了后续分析灵敏度，对后级的离子漏斗电极片的污染减少；
2．去溶剂化能力强；
相比于传统的无倾斜多毛细管进样，在耐污染性方面大大提升和去溶剂化能力上得到增强；
3．维护方便；
鉴于传统的多毛细管进样是整体加工而成，不便于拆卸清洁，该装置不仅易于清洁且替换方便；
4．质谱检测的灵敏度高；
当直线通道以及离子漏斗采用限定后，如、，由本体41中的毛细管中进入到漏斗的中性离子得到很好抑制，避免了对后级的质量分析器的检测污染，进一步提升质谱仪器的检测灵敏度。
实施例3：
根据本发明实施例1的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置及方法的应用例，与实施例2不同的是：
1.蠕动泵设置在所述第二输送管上，利用蠕动泵将容器内的萃取物输送到离子源；
2.毛细管均完全处于直线通道内；
3.在本体和离子漏斗之间设置漂移管，本体的部分伸入到漂移管内。
Claims (8)
1.胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置，所述胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置包括离子源和质谱仪；其特征在于，所述胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置还包括：
隔离单元，所述隔离单元用于形成与外界隔离的液体通道，所述液体通道用于容纳所述试纸的检测线；
洗脱单元，所述洗脱单元用于提供洗脱液，并送入所述隔离单元形成的液体通道内；
萃取单元，所述萃取单元用于容纳萃取液，并接收从所述隔离单元排出的洗脱液；所述萃取单元内待测物的萃取物送所述离子源；
所述质谱仪包括离子进样装置，所述离子进样装置包括离子漏斗，所述离子漏斗包括多个具有通孔的电极，沿着离子传输方向，所述通孔的直径逐渐变小；所述离子进样装置还包括：
本体，所述本体内具有至少二个贯穿本体的直线通道，所述直线通道环绕所述本体的中心轴线分布，从本体的离子入射端到离子出射端，任意二个直线通道间的距离逐渐变大；
加热单元和测温单元，所述加热单元设置在所述本体内，所述测温单元设置在所述本体内；
毛细管，所述毛细管设置在所述直线通道内，从所述毛细管出射的离子依次穿过所述离子漏斗的各个通孔；
所述直线通道和通孔满足以下关系：
△d1为所述直线通道与所述本体的中心轴线间最大距离和最小距离之差，L1为所述毛细管在所述本体的中心轴线上投影的长度，△d2为所述通孔的最大直径和最小直径之差，L2为具有最大直径的通孔到具有最小直径的通孔间的距离。
2.根据权利要求1所述的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置，其特征在于，所述隔离单元用于切割所述试纸的具有检测线的部分。
3.根据权利要求2所述的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置，其特征在于，所述隔离单元包括：
第一部分，所述第一部分具有第一凹槽，所述第一凹槽的两侧设置密封件；所述试纸跨越所述第一凹槽，并处于所述密封件的上侧，所述试纸的检测线处于第一凹槽内；
第二部分，所述第二部分的下侧与所述密封件接触。
4.根据权利要求3所述的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置，其特征在于，所述第二部分的下侧具有第二凹槽，所述第二凹槽的两侧用于切割处于所述密封件上侧的试纸；所述洗脱单元提供的洗脱液流过所述第一凹槽和第二凹槽形成的与外界隔离的液体通道。
5.根据权利要求4所述的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置，其特征在于，所述萃取单元包括：
容器和第一输送管，所述第一输送管的一端连通所述液体通道的出口，另一端伸入所述容器内，并处于所述容器内的底部；
第二输送管和阀门，所述第二输送管的一端伸入所述容器内，另一端连通所述离子源；伸入所述容器的第二输送管的底端的位置高于伸入所述容器的第一输送管的底端的位置；所述阀门设置在所述第二输送管上。
6.根据权利要求5所述的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证装置，其特征在于，所述萃取单元还包括：
蠕动泵，所述蠕动泵设置在所述第二输送管上。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的验证装置的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证方法，其特征在于，所述胶体金免疫层析试纸检测结果的验证方法为：
胶体金免疫层析试纸的检测线置于与外界隔离的液体通道内；
利用洗脱液洗脱所述液体通道内检测线上的待测物；
所述待测物进入萃取单元内，待测物被萃取，萃取物进入离子源；
萃取物被离子化，并送质谱仪分析；
利用质谱仪的输出结果去验证所述试纸的检测结果。
8.根据权利要求7所述的胶体金免疫层析试纸检测结果的验证方法，其特征在于，所述待测物的萃取方式为：
关闭容器的输出，包含待测物的洗脱液进入容器内底部，容器内液面上升，液面上侧的气体被压缩，待测物被容器内的萃取液萃取；
打开所述容器的输出，萃取物排出所述容器，并送离子源。
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