[发明专利]一种用于非均相免疫快速分析的自动化装置及其使用方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及分析化学的生物分析领域，特别涉及一种用于非均相免疫快速分析的装置和方法。

 

背景技术

免疫分析是利用抗原和抗体间的特异性反应对目标分析物进行检测的分析方法，是检测蛋白质最主要的方法。非均相免疫分析，如酶联免疫吸附测定（Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA）和荧光免疫分析（Fluorescence immunoassay, FIA），由于分析过程中加入了清洗过程，使得其特异性和灵敏度大大提高，目前已经成为临床及实验医学进行定量免疫分析的主要技术，广泛应用于心脏疾病、流行病、代谢疾病诊断等各领域。但是，当前基于多孔板的常规非均相免疫分析样品周转和免疫孵育时间长，从采集样品到出具结果需要一到数天时间；并且，此法操作涉及样品和多个试剂的量取、加入、反应孵育、清洗等复杂操作，过程繁琐，通常在医院或者医疗站的实验室中由专业操作人员借助精密仪器完成。然而面对急性心肌梗塞等许多突发性疾病以及急性传染病，耗时的实验室检测分析已不能满足其需要。虽然免疫试纸条技术已成为成熟的便携式现场免疫检测，但该法因为只能给出定性或半定量结果而在需要准确定量的应用场合受到很大限制。因此，迫切需要建立一种简单快速、能准确定量的便携式免疫分析系统和方法，以实现免疫分析的现场快速准确定量。

微流控技术已应用于免疫分析系统的研究。但免疫分析涉及样品和多个试剂的量取、加入、反应孵育、清洗等复杂操作，目前报道的能实现非均相免疫全过程集成的自动化微流控分析系统较主要采用集成微泵微阀系统、离心力驱动系统或电润湿磁珠免疫分析系统等。这些非均相免疫快速自动分析方法，虽然已有效解决了以往存在孵育时间长的问题，但芯片加工、过程控制、样品的现场引入等方面仍存在较大问题。尤其是，样品和试剂通常要在同一时间装入芯片，这限制了芯片的准备过程和使用过程的分离，使得其难以在分析现场使用，且上述工作均需借助微加工手段，成本高昂，离实用尚有不少距离。

 

发明内容

本发明旨在针对现有技术的问题作出改进，采用毛细管系统和程控液体驱动技术，为非均相免疫分析提供一种现场快速自动分析的装置和方法。

本发明的具体技术方案如下：

本发明是一种用于非均相免疫分析的快速自动化装置，装置包括毛细管、试剂管和程控微泵，毛细管、试剂管和程控微泵依次相连成一个通道，程控微泵驱动毛细管和试剂管通道内的所有液体。

本发明所述的毛细管是非均相免疫反应的固相载体，通过化学或物理方法在内壁表面固定抗原或者抗体。

本发明所述的毛细管是石英或玻璃或聚苯乙烯透明材料，以便于反应完成后利用光学检测器直接对毛细管进行原位检测，毛细管内径在10微米–5000微米之间。选择小内径的毛细管，有助于提高通道的比表面积，提高反应效率，缩短免疫反应的孵育时间。

本发明所述的试剂管内以水相液段的形式封装非均相免疫反应所需的所有水相试剂，包括免疫反应试剂、荧光标记抗原或抗体、酶标记抗原或抗体、酶催化底物、清洗液；按免疫分析的要求，将所需的不同水相试剂以液段形式顺序装入试剂管，不同的水相液段之间由与水不互溶的油相液段间隔，以防止不同试剂液段在封装、储存、运输、分析驱动等过程中发生相互混合；油相液段是矿物油或烷烃或与水不互溶且生物相容性好的物质；试剂管两端由石蜡或环氧乙烷或橡胶等密封，从而实现多个试剂、清洗液在管内的顺序独立存储，冷藏有利于生化试剂的储存。试剂管内径在0.1毫米—50毫米范围内，其材质是聚四氟乙烯，或聚丙乙烯，或聚苯乙烯，或玻璃，或石英等材料。

本发明所述的程控微泵具有双向液体驱动能力，其泵速、运行时间可调，通过设定泵速和运行时间可确定其抽取或排出的液体体积，其操作过程能完全由程序控制自动完成。

本发明公开了一种用于非均相免疫分析的快速自动化装置的操作方法，所述的操作过程分为两个阶段：阶段一是毛细管和试剂管的准备阶段，即完成抗原或抗体在毛细管内壁上的固定和所需的多个试剂在试剂管内的预封装；阶段二是连接毛细管、试剂管和程控微泵，开启程控微泵，以预设程序全自动实现免疫分析液体操控的全部操作。

本发明所述的在操作过程的第一阶段，进行抗原或抗体在毛细管内壁表面的固定操作，以及免疫分析所需的水相试剂液段和油相间隔液段在试剂管中的预先装载操作。试剂和油相间隔液段的预封装操作可由程序控制注射泵配合多孔板技术自动实现，准备好后冷藏备用。