一种用于现场诊断的酶联免疫吸附检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于现场诊断的酶联免疫吸附检测装置及方法，该检测装置包括底板、盖板，沿底板横向设有第一反应孔，第一反应孔表面结合有捕获抗体、过氧化氢酶或铂纳米粒子标记的检测抗体，沿底板的纵向设有刻度线；盖板上设有第二反应孔，第二反应孔通过气体通道与指示剂孔连通，指示剂孔通过读数通道与出液口连通，第二反应孔存储过氧化尿素和柠檬酸钠，指示剂孔含有指示剂粉末。本发明专利技术通过过氧化尿素和柠檬酸钠反应生成过氧化氢，过氧化氢与检测抗体上标记的过氧化氢酶或铂纳米粒子反应生成氧气，在氧气的推动下指示剂溶液进入读数通道形成指示条带，指示条带的长度可反应待测样品的浓度，结果裸眼可视，无需任何设备辅助读数。

An Enzyme-linked Immunosorbent Detection Device and Method for Field Diagnosis

The invention discloses an enzyme-linked immunosorbent detection device and method for on-site diagnosis. The detection device comprises a bottom plate and a cover plate, along which a first reaction pore is transversely arranged. The surface of the first reaction pore is bound with a detection antibody labeled with capture antibody, catalase or platinum nanoparticles, and a scale line is arranged along the longitudinal direction of the bottom plate; the cover plate is provided with a second reaction pore and a second reaction pore. The pore is connected with the indicator pore through the gas channel, the indicator pore is connected with the outlet through the reading channel, the second reaction pore stores urea peroxide and sodium citrate, and the indicator pore contains the indicator powder. The invention generates hydrogen peroxide by reaction of urea peroxide and sodium citrate, and hydrogen peroxide reacts with the labeled catalase or platinum nanoparticles on the detection antibody to generate oxygen. Under the impetus of oxygen, the indicator solution enters the reading channel to form an indicator strip, indicating the length of the strip can reflect the concentration of the sample to be measured. The result is visualized without any equipment to assist the reading.

【技术实现步骤摘要】
一种用于现场诊断的酶联免疫吸附检测装置及方法
本专利技术属于免疫检测
，具体涉及一种用于现场诊断(Point-of-caretesting，POCT)的酶联免疫吸附检测装置及方法，基于酶联免疫放大反应，可定量检测多种生物标志物浓度，其结果裸眼可视，无需任何设备辅助读数，可广泛用于各种样品中生物大分子或化学小分子等生化指标的浓度测定。
技术介绍
酶联免疫吸附试验(ELISA)是一种常用于生物标志物检测的方法，传统ELISA原理是将已知的抗原或抗体吸附在固相载体表面，然后基于抗原抗体的特异性识别效应将具有催化效应的酶引入，使其催化底物变色，而生物标志物的浓度大小则与最终产物的颜色深浅直接相关，一般采用光学仪器对颜色的深浅进行读数，得到定量检测结果。ELISA的操作一般涉及到铺板(将捕获抗体铺在底板上，比如96孔板)、封闭(将底板上未被抗体覆盖的地方用其他蛋白，比如牛血清白蛋白封闭住，以防止非特异性吸附)、加样孵育(将含有待测抗原的样本加入到孔板中让其与抗体反应)、冲洗(样本中的抗原与抗体结合，但其他的分子，如杂蛋白等不会被结合，从而被冲洗缓冲液冲走，一般冲洗三次)、加入检测抗体(催化底物的酶一般与检测抗体共价连接)，再次冲洗(将未与底板上的待测抗原结合的检测抗体冲走，一般冲洗三次)，加入底物显色，终止反应，采用光学仪器读数。基于传统方法的ELISA反应整个过程达十步之多，操作繁琐，耗时长，易于引起系统误差，且样本消耗较大。Point-of-caretesting(POCT，现场诊断或称为即时诊断)装置，具有成本低、设备简单、操作方便、随时随地即可得到检测结果的优势，近几年来在医学检测领域大受青睐。目前的POCT装置主要基于电化学反应、化学发光、荧光等将待测生物标志物的浓度转化成仪器设备可读的信号；虽然灵敏度高，但仍然需要外界设备的辅助进行读数和分析。试纸条(比如验孕试纸)是一类无需任何设备即可进行生物分子检测的POCT工具，但是这类工具只能对生物标志物进行定性检测，不能给出定量的结果，适应场合非常有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于现场诊断的酶联免疫吸附检测装置及方法，可同时、快速地测定多个样品，克服了现有POCT装置仍需基于外界仪器设备才可对生物标志物浓度进行定量测定的局限，检测结果即时可见。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下技术措施：一种用于现场诊断的酶联免疫吸附检测装置，包括底板、与底板转动连接的盖板，所述底板沿其横向设有多个第一反应孔，第一反应孔表面结合有捕获抗体、过氧化氢酶或铂纳米粒子标记的检测抗体，沿底板的纵向设有刻度线；盖板上设有多个第二反应孔，盖板和底板贴合时第一反应孔与第二反应孔是重叠的，第二反应孔通过气体通道与指示剂孔连通，指示剂孔通过读数通道与出液口连通，所述的第二反应孔存储过氧化尿素和柠檬酸钠，指示剂孔含有指示剂粉末。所述的底板或盖板的材质包括但不限于：聚二甲基硅氧烷、玻璃、有机玻璃、聚苯乙烯和聚碳酸酯。所述的指示剂包括但不限于：带颜色的染料或色素，或者遇水可产生颜色的化学物质如硫酸铜等。进一步地，底板和盖板间设有密封层，所述的密封层在与第二反应孔、气体通道、指示剂存储孔、读数通道相对应的位置处设有开口。进一步地，第二反应孔与气体通道的连接处、指示剂孔与气体通道及读数通道的连接处分别进行疏水处理。上述装置用于酶联免疫吸附检测的方法，包括以下步骤：1)在底板的第一反应孔中加入待测样本和已知浓度的标准品，待测样本和标准样品与检测抗体、捕获抗体形成夹心式结构，用含BSA的缓冲液冲洗后再在第一反应孔中加入缓冲液；2)在盖板的第二反应孔和指示剂孔中分别加入缓冲液，第二反应孔中的过氧化尿素和柠檬酸钠反应生成过氧化氢，将底板和盖板贴合后，过氧化氢与第一反应孔中检测抗体上标记的过氧化氢酶或铂纳米粒子反应生成氧气，在氧气的推动下指示剂溶液进入读数通道形成指示条带；3)根据标准品的浓度及其产生的指示条带的长度制作标准曲线，再根据标准曲线计算待测样本的浓度值。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：1.抗体装载的方法。我们提出将捕获抗体和检测抗体同时预装载于第一反应孔中；捕获抗体共价连接于基底，而检测抗体仅是物理性地干燥于孔内，因此样本加入后，捕获抗体仍会稳定地结合在反应孔中，而检测抗体会溶解于溶液中，且捕获抗体、抗原和检测抗体会形成固定于基底的夹心式的三元复合物。这种抗体修饰的方法可以有效减少抗原抗体间的反应时间，减少操作步骤，因此可以有效缩短检测时间。2.反应试剂预装载方法。本装置利用铂纳米粒子或过氧化氢酶催化过氧化氢释放出氧气，再通过氧气推动指示剂形成裸眼可视的颜色条带，从而在不需仪器的辅助下实现生物标志物定量检测。这个反应中利用到的过氧化氢，平时一般是溶液态，具较强的腐蚀性，且不稳定，见光遇热易分解；此处我们将过氧化尿素和柠檬酸钠的粉末预装载于第二反应孔，从而避免了直接使用过氧化氢溶液，提高了试剂的稳定性和装置的安全性，同时更方便存储和运输。3.折叠式芯片设计及裸眼读数策略。本装置利用折叠式的操作方式，只需将盖板翻转180度即可让反应物开始反应，反应将生物标志物的浓度转化为肉眼可识别的指示剂的长度，因此不需任何仪器辅助即可得到定量读数，操作非常方便，整个检测过程只需10分钟。该装置有望广泛用于医学、环境监测、食品安全等领域中各种生化指标的测定。附图说明图1：用于现场诊断的酶联免疫吸附检测装置的整体结构示意图。图2：底板和盖板的结构示意图。图3：实施例3所述的检测装置。盖板采用PDMS(刻有读数标尺)，底板采用载玻片(黑点指示第一反应孔)，中间用胶带连接，翻转盖板可让盖板与底板重叠。图4：CEA检测。(a)实施例3所述装置用于检测CEA，从左到右的反应孔中依次装载了待测CEA样本和20、50、85和100ng/mL的CEA标准品溶液。(b)本专利技术所述装置检测CEA的标准曲线和待测样品对应的浓度。(c)试剂盒检测CEA的标准曲线和待测样品对应的浓度。1-盖板，2-底板，3-密封层，4-连接件，5-刻度线，6-第一反应孔，7-出液口，8-第二反应孔，9-指示剂孔，10-气体通道，11-读数通道。具体实施方式下面结合附图和实例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1如图1及2所示，一种用于现场诊断的酶联免疫吸附检测装置，包括底板2、盖板1及密封层3，底板2通过连接件4与盖板连接，两者可相对合拢或打开。底板2沿其横向设有多个第一反应孔6，沿底板的纵向设有刻度线5；盖板1上设有多个第二反应孔8，盖板和底板贴合时第一反应孔6与第二反应孔8是重叠的，第二反应孔8通过气体通道10与指示剂孔9连通，指示剂孔9通过读数通道11与出液口7连通；气体通道10短于读数通道11；密封层3设于底板和盖板之间，密封层一面贴于盖板上，另一面有一层保护膜(使用前隔离盖板和底板)，但在与第一反应孔、气体通道、指示剂孔、读数通道相对应的位置处设有开口(不会遮挡盖板上的开孔和通道)，在盖板与底板重叠时起密封作用。所述的第一反应孔表面结合有捕获抗体、过氧化氢酶或铂纳米粒子标记的检测抗体，第二反应孔存储过氧化尿素和柠檬酸钠，指示剂孔含有指示剂粉末。在检测过程中，为了避免加入的缓冲液可能会在没有气体推动的情况下进入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于现场诊断的酶联免疫吸附检测装置，其特征在于：包括底板、与底板转动连接的盖板，所述底板沿其横向设有多个第一反应孔，第一反应孔表面结合有捕获抗体、过氧化氢酶或铂纳米粒子标记的检测抗体，沿底板的纵向设有刻度线；盖板上设有多个第二反应孔，盖板和底板贴合时第一反应孔与第二反应孔是重叠的，第二反应孔通过气体通道与指示剂孔连通，指示剂孔通过读数通道与出液口连通，所述的第二反应孔存储过氧化尿素和柠檬酸钠，指示剂孔含有指示剂粉末。

【技术特征摘要】
1.一种用于现场诊断的酶联免疫吸附检测装置，其特征在于：包括底板、与底板转动连接的盖板，所述底板沿其横向设有多个第一反应孔，第一反应孔表面结合有捕获抗体、过氧化氢酶或铂纳米粒子标记的检测抗体，沿底板的纵向设有刻度线；盖板上设有多个第二反应孔，盖板和底板贴合时第一反应孔与第二反应孔是重叠的，第二反应孔通过气体通道与指示剂孔连通，指示剂孔通过读数通道与出液口连通，所述的第二反应孔存储过氧化尿素和柠檬酸钠，指示剂孔含有指示剂粉末。2.根据权利要求1所述的用于现场诊断的酶联免疫吸附检测装置，其特征在于：底板和盖板间设有密封层，所述的密封层在与第二反应孔、气体通道、指示剂存储孔、读数通道相对应的位置处设有开口。3.根据权利要求1所述的用于现场诊断的酶联免疫吸附检测装置，其特征在于：第二反应孔与气体通道的连接处、指示剂孔与气体通道及读数通道的连接处分别进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖，杨运煌，胡锐，
申请(专利权)人：中国科学院武汉物理与数学研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42