CN116381220A - 电化学免疫传感微流控检测卡盒 - Google Patents
电化学免疫传感微流控检测卡盒 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116381220A CN116381220A CN202310204133.XA CN202310204133A CN116381220A CN 116381220 A CN116381220 A CN 116381220A CN 202310204133 A CN202310204133 A CN 202310204133A CN 116381220 A CN116381220 A CN 116381220A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- detection
- cartridge
- microfluidic
- electrochemical
- bin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 173
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 49
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims abstract description 45
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 90
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 55
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 37
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 claims description 23
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 8
- 239000012945 sealing adhesive Substances 0.000 claims description 6
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 7
- 239000003292 glue Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 36
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 14
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 4
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012502 diagnostic product Substances 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003547 immunosorbent Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000012994 photoredox catalyst Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012764 semi-quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
- G01N33/54386—Analytical elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Hematology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
本发明提供了一种电化学免疫传感微流控检测卡盒,包括:检测卡盒主体,嵌入在检测卡盒主体中的注血环、过滤膜、气阀接头和电极片,以及粘结在检测卡盒主体的相对表面上的封口胶贴和封板膜,其中,检测卡盒主体包括电化学信号检测单元,电化学信号检测单元的流道底部分布有多个液体分散微柱,电极片的传感区域全部被电化学信号检测单元覆盖,电极片的传感区域包括工作电极、对电极和参比电极。本发明的电化学免疫传感微流控检测卡盒将电化学免疫传感器和微流控芯片相结合,实现了“样本进,结果出”,无须搭载复杂仪器即可快速灵敏定量待测物,使其广泛应用于现场快速诊断。
Description
技术领域
本发明涉及体外诊断领域,尤其涉及一种电化学免疫传感微流控检测卡盒。
背景技术
目前市面上的微流控体外诊断产品,例如:化学发光产品、酶联免疫产品、荧光免疫产品等,大多采用光学检测方法(化学发光、紫外、荧光、折射率等),通过光强信号间接定性或定量待测物。由于涉及光学信号的采集,那么在加工微流控芯片时,材料的透光率是首要考虑因素。在微流控芯片常用的加工材料(玻璃、PMMA、PC、PS、PP等)中,玻璃和PMMA的透光性较好,透光率分别为89%~92%和90%~92%。即使选用透光率较好的材料加工微流控芯片,在光学信号采集时,也会损失大约10%的有效光学信息,使得检测的灵敏度等参数有所下降。此外,将透光率作为选材的首要依据,势必缩小了微流控芯片加工材料的选择范围。
基于光学的信号检测方式常常依赖于精密的仪器和严格的信号采集环境,配套仪器硬件的研发涉及光电转换器件(光电倍增管、光电二极管、电荷耦合器件)的选型和光路结构(斜射式、正交式、透射式)的选择,这不仅增加了研发周期和成本,而且仪器内部的光路检测模块,使得仪器的体积略有增大,不利于现场检测的实现,而且灵敏度难以进一步提高。
随着新技术发展和多学科交叉融合,将电化学免疫传感器和微流控芯片相结合,构建一种电化学免疫传感微流控检测卡盒。
电化学免疫传感器(ElectrochemicalImmunosensor)是电化学生物传感器的子类。根据2001年国际纯粹与应用化学联合会对生物传感器的分类标准,电化学免疫传感器是基于抗原抗体反应的,可进行特异性的定量或半定量分析的自给式的集成器件,其中抗原/抗体是分子识别元件,且与电化学传感元件直接接触,并通过传感元件把某种或者某类化学物质浓度信号转变为相应的电信号。
微流控(Microfluidics)是指使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为微升、纳升甚至阿升)的***所涉及的科学和技术,其在医疗诊断、环境监测、食品安全、司法鉴定、石油化工等领域均有应用。微流控的优点诸多,例如:样本和试剂消耗少、集成小型化和自动化、高通量和高效率、污染少等,将微流控技术应用于体外诊断领域,促进体外诊断技术的革新。
发明内容
本发明提供了一种电化学免疫传感微流控检测卡盒,将电化学免疫传感器和微流控芯片相结合,实现了“样本进,结果出”,无须搭载复杂仪器即可快速灵敏定量待测物,使其广泛应用于现场快速诊断。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:
本发明的电化学免疫传感微流控检测卡盒,包括:检测卡盒主体,嵌入在检测卡盒主体中的注血环、过滤膜、气阀接头和电极片,以及粘结在检测卡盒主体的相对表面上的封口胶贴和封板膜,其中,检测卡盒主体包括电化学信号检测单元,电化学信号检测单元的流道底部分布有多个液体分散微柱,电极片的传感区域全部被电化学信号检测单元覆盖,电极片的传感区域包括工作电极、对电极和参比电极。
可选地,在上述电化学免疫传感微流控检测卡盒中,检测卡盒主体包括样本仓、清洗液仓、底物试剂仓、检测抗体试剂仓、样本转移流道、清洗液转移流道、底物试剂转移流道和检测抗体试剂转移流道以及设置在检测卡盒主体侧面的气阀接头进位孔,其中,气阀接头***气阀接头进位孔并通过气阀接头进位孔分别与清洗液仓、底物试剂仓和检测抗体试剂仓连通,样本仓、清洗液仓、底物试剂仓和检测抗体试剂仓分别通过样本转移流道、清洗液转移流道、底物试剂转移流道和检测抗体试剂转移流道与电化学信号检测单元连通。
可选地,在上述电化学免疫传感微流控检测卡盒中,检测卡盒主体还包括用于放置电极片的电极片安置槽和用于放置注血环和过滤膜的注血环安置槽。
可选地,在上述电化学免疫传感微流控检测卡盒中,样本仓底部和注血环安置槽底部均匀分布有多个进样通孔,样本仓底部通过进样通孔与注血环安置槽连通。
可选地,在上述电化学免疫传感微流控检测卡盒中,封口胶贴完全密封注血环安置槽。
可选地,在上述电化学免疫传感微流控检测卡盒中,检测卡盒主体还包括废液仓,用于封存反应后的废弃溶液,废液仓设有吸水棉和排气孔。
可选地,在上述电化学免疫传感微流控检测卡盒中,检测卡盒主体还包括质控单元,质控单元的流道壁面包被有捕获检测抗体的二抗且使用封闭液进行封闭,质控单元和电化学信号检测单元构成试剂反应/检测单元。
可选地,在上述电化学免疫传感微流控检测卡盒中,检测卡盒主体还包括弹簧针进位孔,弹簧针可通过弹簧针进位孔与电极片的导电触片接触,以及弹簧针进位孔包括弹簧针进位孔的孔体、弹簧针进位孔的入口、弹簧针进位孔的出口。
可选地,在上述电化学免疫传感微流控检测卡盒中,弹簧针进位孔的孔体与电极片成一角度,且弹簧针进位孔的入口偏向气阀接头进位孔一侧。
本发明的有益效果为:
一方面,本发明的电化学免疫传感微流控检测卡盒,在单片基板上集成了试剂储存仓、试剂转移流道、试剂反应/检测单元、器件安置槽、器件进位孔。此设计可免去键合工艺,有效降低了检测卡盒的加工复杂度和加工成本。
另一方面,本发明的电化学免疫传感微流控检测卡盒,可实现“样本进,结果出”,仅需一次样本加入,即可获取检测结果,降低人为因素对检测结果的干扰。此外,电化学传感检测方式由于具有成本低、检测灵敏度高、易于集成等优势,使得整套检测***小巧、便携,无须搭载复杂仪器即可快速灵敏定量待测物,使其广泛应用于现场快速诊断,有利于现场快速诊断的实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例的电化学免疫传感微流控检测卡盒的***图;
图2是本发明实施例的电化学免疫传感微流控检测卡盒的叠加图;
图3是本发明实施例的电化学免疫传感微流控检测卡盒主体部分的仰视图;
图4是本发明实施例的电化学免疫传感微流控检测卡盒主体部分的俯视图;
图5是本发明实施例的电化学免疫传感微流控检测卡盒过滤模块的***图;
图6是本发明实施例的电化学免疫传感微流控检测卡盒传感模块的***图;
图7是本发明实施例的电化学免疫传感微流控检测卡盒传感模块的仰视图;
图8是本发明实施例的电化学免疫传感微流控检测卡盒的外形示意图;
图9是本发明实施例的电化学免疫传感微流控检测卡盒的另一视角外形示意图。
其中,附图标记为:
1、封口胶贴;2、注血环;3、过滤膜;4、检测卡盒主体;5、气阀接头;6、电极片;7、吸水棉;8、封板膜;
2-1、注血孔;4-1、清洗液仓;4-2、底物试剂仓;4-3、检测抗体试剂仓;4-4、样本仓;4-5、电化学信号检测单元;4-6、质控单元;4-7、废液仓;4-8、液体分散微柱;4-9、样本转移流道;4-10、检测抗体试剂转移流道;4-11、底物试剂转移流道;4-12、清洗液转移流道;4-13、电极片安置槽;4-14、弹簧针进位孔;4-15、注血环安置槽;4-16、进样通孔;4-17、气阀接头进位孔;4-18、排气孔;6-1、工作电极;6-2、对电极;6-3、参比电极;6-4、导电触片;
4-14-1、弹簧针进位孔的孔体;4-14-2、弹簧针进位孔的入口;4-14-3、弹簧针进位孔的出口。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的电化学免疫传感微流控检测卡盒作进一步详细说明。
如图1至图4所示,本发明的电化学免疫传感微流控检测卡盒包括:检测卡盒主体4,嵌入在检测卡盒主体4中的注血环2、过滤膜3、气阀接头5、电极片6和吸水棉7,以及粘结在检测卡盒主体4的相对表面上的封口胶贴1和封板膜8。其中,检测卡盒主体4上设置有试剂储存仓、试剂转移流道、试剂反应/检测单元、器件安置槽、器件进位孔,其中,试剂储存仓包括清洗液仓4-1、底物试剂仓4-2、检测抗体试剂仓4-3、样本仓4-4和废液仓4-7;试剂转移流道包括样本转移流道4-9、检测抗体试剂转移流道4-10、底物试剂转移流道4-11和清洗液转移流道4-12。气阀接头5***气阀接头进位孔并通过气阀接头进位孔4-17分别与清洗液仓4-1、底物试剂仓4-2、检测抗体试剂仓4-3连通,样本仓4-4、清洗液仓4-1、底物试剂仓4-2、检测抗体试剂仓4-3分别通过样本转移流道4-9、清洗液转移流道4-12、底物试剂转移流道4-11和检测抗体试剂转移流道4-10与电化学信号检测单元4-5连通。
试剂反应/检测单元包括电化学信号检测单元4-5和质控单元4-6。器件安置槽包括用于放置电极片6的电极片安置槽4-13和用于放置注血环2和过滤膜3的注血环安置槽4-15;器件进位孔包括弹簧针进位孔4-14和设置在检测卡盒主体侧面的气阀接头进位孔4-17。
电化学信号检测单元4-5的流道底部分布有多个液体分散微柱4-8,电极片6的传感区域全部被电化学信号检测单元4-5覆盖,电极片6的传感区域包括工作电极6-1、对电极6-2和参比电极6-3,通过该设置实现了电化学免疫传感器和微流控芯片相结合,进而实现“样本进,结果出”,无须搭载复杂仪器即可快速灵敏定量待测物。
如图8和图9所示,封口胶贴1将注血环2和过滤膜3固定在检测卡盒主体4上,粘贴在检测卡盒主体4表面的封口胶贴1完全密封注血环安置槽4-15;封板膜8将极片6和吸水棉7固定电于检测卡盒主体4上,封板膜8完全密封检测卡盒主体4上的各个腔室。封口胶贴1和封板膜8选用高粘性、无残胶、生物相容性好的材料。
如图3-5所示,注血环安置槽4-15底部和样本仓4-4底部均匀分布有多个进样通孔4-16,样本仓4-4底部通过进样通孔4-16与注血环安置槽4-15连通,样本仓4-4一侧连通样本转移流道4-9。检测抗体试剂仓4-3封存有酶标检测抗体试剂,检测抗体试剂仓4-3一侧连通检测抗体试剂转移流道4-10,另一侧连通气阀接头进位孔4-17。底物试剂仓4-2封存有底物试剂,底物试剂仓4-2一侧连通底物试剂转移流道4-11,另一侧连通气阀接头进位孔4-17。清洗液仓4-1封存有清洗试剂,清洗液仓4-1一侧连通清洗液转移流道4-12,另一侧连通气阀接头进位孔4-17。废液仓4-7封存反应后的废弃溶液,废液仓4-7设置有排气孔4-18,吸水棉7置于废液仓4-7中。
质控单元4-6的流道壁面包被有捕获检测抗体的二抗且使用封闭液进行封闭。
如图6和图7所示,弹簧针进位孔4-14包括弹簧针进位孔的孔体4-14-1、弹簧针进位孔的入口4-14-2、弹簧针进位孔的出口4-14-3;弹簧针可通过弹簧针进位孔4-14与电极片6的导电触片6-4接触;三个气阀接头进位孔4-17一侧分别与检测抗体试剂仓4-3、底物试剂仓4-2、清洗液仓4-1连通,另一侧分别连接气阀接头5。弹簧针进位孔的孔体4-14-1与电极片6成一角度,且弹簧针进位孔的入口4-14-2偏向气阀接头进位孔4-17一侧,其中,弹簧针进位孔的孔体4-14-1与电极片6的具体角度,取决于配套仪器内部固定的弹簧针的角度,只有形成一定角度,当把卡盒水平放在仪器托盘上时,卡盒随着托盘进入仪器仓内部,配套仪器内部固定的弹簧针才可顺畅通过弹簧针进位孔4-14,与电极片6的导电触片6-4接触,方可成功实现电信号的采集。
注血环2和检测卡盒主体4选用的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、玻璃中的一种;过滤膜3选用玻璃纤维材料,过滤膜3完全覆盖注血环安置槽4-15底部的进样通孔4-16。
电极片6为三电极体系,包括工作电极6-1、对电极6-2和参比电极6-3;电极片的传感区域(包括工作电极6-1、对电极6-2、参比电极6-3)全部被流道底部内嵌有液体分散微柱4-8的电化学信号检测单元4-5覆盖;电极片6与液体分散微柱4-8表面之间预留有一定空隙。其中,留有间隙,是为了能让流过的试剂与电极片传感区域充分接触。如若没有间隙,那么分散微柱表面势必会遮盖部分有效传感面积,这样会影响检测性能。此外,电极片的工作电极表面提前固定了捕获抗体,分散微柱表面完全接触电极片的话,会剐蹭掉部分捕获抗体,这样也会影响检测性。,预留的间隙大小只需使得流过的试剂铺满电极片的传感区域即可。
工作电极6-1的材质为碳、金、铂、石墨烯、碳纳米管中的一种,工作电极6-1表面固定有捕获抗体且使用封闭液进行封闭;对电极6-2的材质为碳、金、铂、石墨烯、碳纳米管中的一种;参比电极6-3的材质为银/氯化银复合材料。
电化学免疫传感微流控检测卡盒的组装如下:
在电化学免疫传感微流控检测卡盒组装前,需对检测卡盒主体4进行表面处理。当组装电化学免疫传感微流控检测卡盒时,如图3、4所示,向检测卡盒主体4上的清洗液仓4-1注入清洗液,底物试剂仓4-2注入底物试剂,检测抗体试剂仓4-3注入酶标检测抗体试剂,质控单元4-6的流道壁面包被捕获检测抗体的二抗,且流道壁面使用封闭液进行封闭;吸水棉7置于检测卡盒主体4上的废液仓4-7中;电极片6置于检测卡盒主体4上的电极片安置槽4-13中;气阀接头5***检测卡盒主体4侧面的气阀接头进位孔4-17中,三个气阀接头5通过气阀接头进位孔4-17分别与清洗液仓4-1、底物试剂仓4-2、检测抗体试剂仓4-3连通。封板膜8粘贴在检测卡盒主体4表面,使得电极片6和吸水棉7分别固定在电极片安置槽4-13和废液仓4-7中,同时起到密封试剂储存仓(清洗液仓4-1、底物试剂仓4-2、检测抗体试剂仓4-3、样本仓4-4、废液仓4-7)、试剂转移流道(样本转移流道4-9、检测抗体试剂转移流道4-10、底物试剂转移流道4-11、清洗液转移流道4-12)、试剂反应/检测单元(电化学信号检测单元4-5、质控单元4-6)的作用。
如图5所示,注血环2、过滤膜3、检测卡盒主体4上的注血环安置槽4-15、检测卡盒主体4上的进样通孔4-16、检测卡盒主体4上的样本仓4-4共同构成血液样本过滤模块。当电化学免疫传感微流控检测卡盒组装时,过滤膜3置于检测卡盒主体4上的注血环安置槽4-15中,过滤膜3完全覆盖进样通孔4-16;注血环2依次置于过滤膜3上,压住过滤膜3并嵌入注血环安置槽4-15内;贴封口胶贴1于检测卡盒主体4表面,使得注血环2和过滤膜3固定在注血环安置槽4-15中,同时起到密封注血环安置槽4-15的作用。
如图3、6、7所示,电极片6的工作电极6-1表面固定有捕获抗体,且工作电极6-1表面使用封闭液进行封闭;电极片6置于电极片安置槽4-13后,电极片6的传感区域(工作电极6-1、对电极6-2、参比电极6-3)全部被流道底部内嵌有液体分散微柱4-8的电化学信号检测单元4-5覆盖;电极片6上有三个导电触片6-4,弹簧针可通过弹簧针进位孔4-14,弹簧针头可在弹簧针进位孔的出口4-14-3处与导电触片6-4接触。
将组装好的电化学免疫传感微流控检测卡盒密封于铝箔袋中备用。
电化学免疫传感微流控检测卡盒的使用方法如下:
从铝箔袋中取出电化学免疫传感微流控检测卡盒,将其水平放置,设置有注血环2的一面朝上。
在使用电化学免疫传感微流控检测卡盒前,从检测卡盒主体4上撕除封口胶贴1,露出注血环2上的注血孔2-1。使用移液枪吸取一定量经过抗凝及稀释处理后的血液样本,从注血孔2-1注入到电化学免疫传感微流控检测卡盒中。血液样本经过过滤膜3,血液中的血细胞被阻隔,血浆依次透过过滤膜3和进样通孔4-16流入样本仓4-4中。样本仓4-4中的血浆经过样本转移流道4-9流入电化学信号检测单元4-5中,在液体分散微柱4-8的作用下,血浆均匀分散在电极片6的传感区域(工作电极6-1、对电极6-2、参比电极6-3)。当血浆充满电化学信号检测单元4-5时,停止向电化学免疫传感微流控检测卡盒中注入血液样本。
在血液样本注入完成后,重新粘贴封口胶贴1于检测卡盒主体4表面。血浆在电化学信号检测单元4-5中孵育,血浆中的待测抗原被电极片6工作电极6-1上的捕获抗体捕获,在工作电极6-1表面形成待测抗原-捕获抗体复合物。
将电化学免疫传感微流控检测卡盒置于配套仪器的检测卡盒托盘上,携带有电化学免疫传感微流控检测卡盒的托盘缓慢滑入仪器腔室内部,随着卡盒的滑入,仪器上固定的弹簧针从检测卡盒主体4上的弹簧针进位孔的入口4-14-2,经过弹簧针进位孔的孔体4-14-1,在弹簧针进位孔的出口4-14-3处与电极片6上的导电触片6-4接触;仪器内置的泵阀集成体通过管路与气阀接头5连接,即可分别控制清洗液、底物试剂、酶标检测抗体试剂的流动。
连通清洗液仓4-1的电磁阀打开,泵体给予正向压力,推动清洗液仓4-1中的清洗液流经清洗液转移流道4-12、电化学信号检测单元4-5、质控单元4-6,最终流入废液仓4-7。清洗液仓4-1中的清洗液向前流动,一方面,将反应完成后的血浆推入废液仓4-7中;另一方面,对电化学信号检测单元4-5和电极片6的传感区域(工作电极6-1、对电极6-2、参比电极6-3)进行清洗。
连通清洗液仓4-1的电磁阀关闭,连通检测抗体试剂仓4-3的电磁阀打开,泵体给予正向压力,推动检测抗体试剂仓4-3中的酶标检测抗体试剂流经检测抗体试剂转移流道4-10进入电化学信号检测单元4-5和质控单元4-6,当酶标检测抗体试剂充满电化学信号检测单元4-5和质控单元4-6时,泵体停止工作,同时连通检测抗体试剂仓4-3的电磁阀关闭。酶标检测抗体试剂在电化学信号检测单元4-5中孵育,酶标检测抗体与工作电极6-1上已经被捕获的待测抗原结合,形成免疫夹心结构,在工作电极6-1表面形成酶标检测抗体-待测抗原-捕获抗体复合物;酶标检测抗体试剂在质控单元4-6中孵育,酶标检测抗体被质控单元4-6流道壁面上的二抗捕获,在质控单元4-6流道壁面上形成酶标检测抗体-二抗复合物。
连通清洗液仓4-1的电磁阀打开,泵体给予正向压力,推动清洗液仓4-1中的清洗液流经清洗液转移流道4-12、电化学信号检测单元4-5、质控单元4-6,最终流入废液仓4-7。清洗液仓4-1中的清洗液向前流动,一方面,将反应完成后的酶标检测抗体试剂推入废液仓4-7中;另一方面,对电化学信号检测单元4-5、电极片6的传感区域(工作电极6-1、对电极6-2、参比电极6-3)、质控单元4-6进行清洗。
连通清洗液仓4-1的电磁阀关闭,连通底物试剂仓4-2的电磁阀打开,泵体给予正向压力,推动底物试剂仓4-2中的底物试剂流经底物试剂转移流道4-11进入电化学信号检测单元4-5和质控单元4-6,当底物试剂充满电化学信号检测单元4-5和质控单元4-6时,泵体停止工作,同时连通底物试剂仓4-2的电磁阀关闭。电化学信号检测单元4-5中的底物试剂与工作电极6-1上的免疫夹心结构(酶标检测抗体-待测抗原-捕获抗体复合物)孵育,利用三电极检测体系进行电流测量,间接定量血浆中的待测抗原;质控单元4-6中的底物试剂与质控单元4-6流道壁面上的酶标检测抗体-二抗复合物孵育,生成肉眼可见的蓝色产物,进而判定检测结果有效。
检测完成后,将电化学免疫传感微流控检测卡盒从设备中取出,丢弃至生化垃圾箱即可。
本发明的电化学免疫传感微流控检测卡盒具有诸多优势:提升检测的速度、灵敏度和选择性;扩大微流控芯片加工材料的选择范围;检测过程不受样品颜色和深浊度的影响;配套仪器小巧、简单,整个检测***结构更加紧凑;缩短研发周期,节约研发成本。
除非另有定义,本申请中使用的所有技术和/或科学术语具有与由本申请所涉及的领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本申请中提到的材料、方法和实施例仅为说明性的,而非限制性的。
虽然已结合具体实施方式对本申请进行了描述,在本申请的发明主旨下,本领域的技术人员可以进行适当的替换、修改和变化,这种替换、修改和变化仍属于本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种电化学免疫传感微流控检测卡盒,其特征在于,包括:检测卡盒主体,嵌入在所述检测卡盒主体中的注血环、过滤膜、气阀接头和电极片,以及粘结在所述检测卡盒主体的相对表面上的封口胶贴和封板膜,其中,
所述检测卡盒主体包括电化学信号检测单元,所述电化学信号检测单元的流道底部分布有多个液体分散微柱,所述电极片的传感区域全部被所述电化学信号检测单元覆盖,所述电极片的传感区域包括工作电极、对电极和参比电极。
2.根据权利要求1所述的电化学免疫传感微流控检测卡盒,其特征在于,所述检测卡盒主体包括样本仓、清洗液仓、底物试剂仓、检测抗体试剂仓、样本转移流道、清洗液转移流道、底物试剂转移流道和检测抗体试剂转移流道以及设置在所述检测卡盒主体侧面的气阀接头进位孔,其中,所述气阀接头***所述气阀接头进位孔并通过所述气阀接头进位孔分别与所述清洗液仓、所述底物试剂仓和所述检测抗体试剂仓连通,所述样本仓、所述清洗液仓、所述底物试剂仓和所述检测抗体试剂仓分别通过所述样本转移流道、所述清洗液转移流道、所述底物试剂转移流道和所述检测抗体试剂转移流道与所述电化学信号检测单元连通。
3.根据权利要求2所述的电化学免疫传感微流控检测卡盒,其特征在于,所述检测卡盒主体还包括用于放置所述电极片的电极片安置槽和用于放置所述注血环和所述过滤膜的注血环安置槽。
4.根据权利要求3所述的电化学免疫传感微流控检测卡盒,其特征在于,所述样本仓底部和所述注血环安置槽底部均匀分布有多个进样通孔,所述样本仓底部通过所述进样通孔与所述注血环安置槽连通。
5.根据权利要求3所述的电化学免疫传感微流控检测卡盒,其特征在于,所述封口胶贴完全密封所述注血环安置槽。
6.根据权利要求1所述的电化学免疫传感微流控检测卡盒,其特征在于,所述检测卡盒主体还包括废液仓,用于封存反应后的废弃溶液,所述废液仓设有吸水棉和排气孔。
7.根据权利要求1所述的电化学免疫传感微流控检测卡盒,其特征在于,所述检测卡盒主体还包括质控单元,所述质控单元的流道壁面包被有捕获检测抗体的二抗且使用封闭液进行封闭,所述质控单元和所述电化学信号检测单元构成试剂反应/检测单元。
8.根据权利要求1所述的电化学免疫传感微流控检测卡盒,其特征在于,所述检测卡盒主体还包括弹簧针进位孔,弹簧针可通过所述弹簧针进位孔与所述电极片的导电触片接触,以及所述弹簧针进位孔包括弹簧针进位孔的孔体、弹簧针进位孔的入口、弹簧针进位孔的出口。
9.根据权利要求8所述的电化学免疫传感微流控检测卡盒,其特征在于,所述弹簧针进位孔的孔体与所述电极片成一角度,且弹簧针进位孔的入口偏向所述气阀接头进位孔一侧。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310204133.XA CN116381220A (zh) | 2023-03-06 | 2023-03-06 | 电化学免疫传感微流控检测卡盒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310204133.XA CN116381220A (zh) | 2023-03-06 | 2023-03-06 | 电化学免疫传感微流控检测卡盒 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116381220A true CN116381220A (zh) | 2023-07-04 |
Family
ID=86968380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310204133.XA Pending CN116381220A (zh) | 2023-03-06 | 2023-03-06 | 电化学免疫传感微流控检测卡盒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116381220A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117783250A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-03-29 | 中国人民解放军总医院 | 一种基于定量检测α防御素的电化学传感微流控卡盒 |
-
2023
- 2023-03-06 CN CN202310204133.XA patent/CN116381220A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117783250A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-03-29 | 中国人民解放军总医院 | 一种基于定量检测α防御素的电化学传感微流控卡盒 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7168638B2 (ja) | 試料の分析のためのシステムおよびデバイス | |
US10775369B2 (en) | Fluidic systems for analyses | |
CN102844425B (zh) | 样本分析***及其使用方法 | |
CN110102355B (zh) | 一种微流控免疫分析芯片及*** | |
US20080213133A1 (en) | Flow analysis apparatus and method | |
EP2810044B1 (en) | Mechanical washing and measuring device for performing analyses | |
KR20090067183A (ko) | 마이크로 분석 측정 장치 및 이를 이용한 마이크로 분석 측정 방법 | |
CN116381220A (zh) | 电化学免疫传感微流控检测卡盒 | |
EP3985391A1 (en) | Magnetic particle light-emitting double-layer micro-fluidic chip and detection system | |
US11491487B2 (en) | Devices and methods for measuring analytes and target particles | |
CN207913802U (zh) | 一种全血检测的微流控芯片及其检测装置 | |
CN113828364A (zh) | 微流控芯片及化学发光免疫分析方法 | |
CN109939751B (zh) | 一种全血检测的微流控芯片、检测装置及其检测方法 | |
CN211179850U (zh) | 一种磁微粒发光双层微流控芯片以及检测*** | |
CN219400212U (zh) | 一种渗滤式微流控免疫检测芯片 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |