一种检测食物过敏原的仪器制造技术

本发明专利技术涉及一种检测食物中过敏原的检测仪器。用于对常见的食物过敏原进行定性和定量检测。具体来说，用缓冲液提取食物样品，ＦＩＴＣ进行荧光标记后，加样于毛细管分离检测芯片道上样孔。通过结合了不同食物过敏原单抗或多抗的亲和毛细管电泳，分离需检测的过敏原。再用毛细管区带电泳作进一步的纯化。毛细管区带电泳部分采用涂层空管，可大大降低管壁对蛋白的吸收。最后采用旋转扫描激光诱导荧光进行多通道快速并行检测，以光电倍增管（ＰＭＴ）接收样品发射的荧光信号。ＰＭＴ所得数据通过模数转换卡保存于控制计算机内，通过其相应的软件工作站，将各通道数据分离并分别进行峰识别和积分处理，比较标准品的峰参数，得到各过敏原组份的定性定量信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及食物过敏原检测的方法和仪器，具体地说是一种采用亲合芯片毛细管电泳和区带毛细管电泳进行分离纯化，采用旋转扫描激光诱导荧光技术来定性和定量检测食品中常见的食物过敏原的方法和仪器。
技术介绍
在过敏性疾病中，食物过敏是其中一个重要部分。食物过敏是人们对食物产生的一种不良反应，属抗体对外源物质产生的一种变态反应。食物过敏的症状包括皮肤(荨麻疹，血管性水肿，湿疹)，呼吸系统(支气管哮喘，鼻炎)，肠胃系统(腹痛，腹泻)，严重的导致过敏性休克和死亡。国外的一些流行病学调查表明，有2.5％的成年人和6％-8％的儿童对某些食物产生过敏。欧洲ECRHS调查了15个国家的情况，食物过敏发生的概率为12％。我国北京、广州及胜利油田小范围调查表明居民食物过敏的发生率为3.4％-5％。故食物过敏在临床上是一种常见病和多发病，食物过敏严重影响患者及其家庭的生活质量。近20年来，食物过敏被WHO视为一种严重的公共卫生问题。世界粮农组织(FAO)1995年报告，90％以上的食物过敏是由牛奶、鸡蛋、鱼、甲壳水产品、花生、大豆、坚果类和小麦引起。其中牛奶和鸡蛋是婴幼儿最主要食物过敏原，鱼和甲壳类水产动物是成人最主要的食物过敏原之一。食物过敏原通常是蛋白或糖蛋白，分子范围为10～70kDa。尽管已有一些对症治疗方法，但对食物过敏唯一有效的方法仍然是严格避免接触(食入)过敏原。因此，食品中过敏原的检测将是最优先考虑的问题。目前，对食品中过敏原的检测仅限于试剂盒，还未见专业化分析仪器。目前国际上承认的过敏原检测试剂盒主要是美国的Neogen公司和德国的r-Biopharm公司产品，单个试剂盒在国内的售价则高达3000～5000元。常见的过敏原分离检测方法有IEF、二维电泳、免疫测定(包括SDS-PAGE免疫印迹、火箭免疫电泳、ELISA、放射免疫测定)、PCR、SPR、凝胶过滤色谱、反相色谱、离子交换色谱、质谱等，但均未能集成化。鉴于食物过敏原治疗尚无特效方法，严格避免食用含有过敏成分的食品是最有效的疗法，故在客观上要求食品加工业生产出不含过敏原的食物或标示出食物过敏原种类、成分及含量。预防食物过敏发生的安全保障体系应包括食品加工、检测、产品标示等过程。美国和欧洲一些发达国家规定食品中所有成分(尤其是过敏原成分)均需标示，并启动了食物过敏的专项研究，但目前仍未见集成化的食物过敏原快速检测仪的报道。我国随着国民经济的迅速发展，人们生活水平不断提高，对食物安全也提出了更高的要求。尤其是近些年来因食物过敏道不断增多，引起了社会对食品安全的高度重视。但是我国目前食物安全检测仅重视食品中天然毒素、病原生物细菌(病毒和寄生虫)、农药残留、重金属及化学添加剂等的检测，而对食品安全中过敏问题的危害性未能引起高度重视，也谈不上建立食物过敏原的检测方法和建立食物过敏的安全保障体系。食物过敏原的检测与食物过敏性风险评估、生产、管理以及产品的标示息息相关，是建立食品安全保障体系中的技术难点。食物过敏原的检测涉及定性和定量检测，其中定量检测更具有实际意义。由于食物成分的复杂性、传统的化学分析不能检测出食物过敏原，而现代生化和免疫学检测的技术(如ELISA、PCR、生物传感器、HPLC等)可用于食品过敏原的检测，但集成度不高，仪器体积较大，检测周期较长，对样品的需求也较高，方便性和可操作性也仍需解决，并且并行性较差，不能同时测定多种食物过敏原，仍存在许多不足之处。本专利技术通过缓冲溶液提取分离出多种食物过敏原，并构建了相应的单克隆抗体。采用多通道并行芯片毛细管电泳为分离纯化手段，以旋转扫描激光诱导荧光为检测技术，建立起高效、特异、定量并能快速检测食品过敏原的方法，研制一套完整的食品过敏原的快速检测仪器。为进一步建立健全和完善我国食品安全中预防食物过敏发生的安全保障体系奠定理论基础。本专利技术建立起高效、特异、定量并能快速检测食品过敏原的方法，以及通过该仪器的研制，不仅为食品安全中过敏原的快速检测，而且也为食品安全中毒素、农残及转基因食品安全性的检测开拓一条新思路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种食物过敏原的快速检测仪器，这种检测仪具有灵敏度高，集成度高，快速，成本低，易于操作，能对食物过敏原进行定性和定量分析，为建立食物安全保障体系提供一种准确、快速的检测方法。本专利技术提供的技术方案是通过缓冲液提取食物中的过敏原成分，通过芯片亲合毛细管电泳和毛细管区带电泳对食物过敏原进行分离、纯化，以旋转扫描激光诱导荧光技术进行检测，对常见食物中过敏原成份进行定性和定量检测。上述食物过敏原检测仪主要包括毛细管电泳芯片，毛细管电泳系统，旋转扫描激光诱导荧光检测系统，检测和控制系统，以及相应的软件工作站。上述毛细管电泳芯片为玻璃基质，分为上下两块，见附图2和附图3，下面一块为底片，其上刻蚀了多条并行毛细管电泳通道，上面一块为盖片，对应底片的位置钻有数个贯通孔，以高温方法将底片和盖片紧密结合在一起；底片上的毛细管电泳通道均用聚丙烯酰胺作涂层，并分为两段，其一键合食物过敏原的单克隆抗体，用作亲合毛细管电泳，其二用作毛细管区带电泳。上述毛细管电泳系统包括四个压控高压电源，四个电极，半导体制冷片以及温度传感器等部分。上述旋转扫描激光诱导荧光检测系统包括固体激光器，分光镜，光阑，光电倍增管(PMT)，2个高反射镜，2个带通滤光片，2个透镜，高速步进电机，步进电机的驱动器和控制器。两个高反射镜背对背粘贴到一起，并固定到步进电机的轴上。激光器发出的激光经过滤光片，透镜，分光镜，高反射镜，会聚到毛细管电泳芯片上的检测窗口，样品发射的荧光则原路经过高反射镜，分光镜，取其反射部分，经过透镜，光阑，滤光片，到达光电倍增管。分光镜起到了分离激发光和发射光的作用。高反射镜随着步进电机的旋转，可以在旋转一圈之内对检测窗口的所有通道扫描两次，起到了并行检测的作用。上述检测和控制系统由模拟输入卡，模拟输出卡以及信号转换部件构成。模拟输入卡具有高速高分辨率的模数转换功能，并且带有多通道的数字输入输出口，可以对光电倍增管输出信号，高压输出检测，步进电机转速，以及毛细管电泳温度监控起到采集或监测作用；模拟输出卡具有高精度模拟输出，可以控制高压电源输出，步进电机转速，以及毛细管电泳芯片的温度。上述软件工作站是与过敏原检测仪配套的工作站，采用Visual C++编写，充分利用了Windows平台的多任务操作特性。工作站分为5大部分仪器控制模块，数据采集模块，数据处理模块，谱图绘制模块和其它模块。上述仪器控制模块包括对高压电源，步进电机，以及毛细管电泳芯片的温度等部件进行的自动化控制，提高了仪器的可操作性。上述数据采集模块包括对光电倍增管输出，高压输出，电极转速，毛细管电泳芯片的温度进行实时性的监测，以及对海量数据的实时性保存。上述数据处理模块是对将采集的数据进行的实时性的或非实时性的处理与分析，主要包括海量数据的实时转换，多通道数据实时分离，信号滤波，电泳峰的识别和积分处理，以及数据回归等统计学分析。上述谱图绘制模块包括实时性的谱图绘制，静态谱图绘制，多谱图叠加和线性处理等部分。上述其它模块主要包括软件界面，数据保存及读取，分析报告和打印模块，以及帮助模块等。具体来说，以缓冲液提取食物样品，以FITC进行荧光标本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术涉及一种检测食物中过敏原的检测仪器。具体来说，用缓冲液提取食物样品，ＦＩＴＣ进行荧光标记后，加样于毛细管分离检测芯片道上样孔。通过结合了不同食物的过敏原单抗或多抗的亲和毛细管电泳，分离需检测的过敏原。再用毛细管区带电泳作进一步的纯化。毛细管区带电泳部分采用涂层空管，可大大降低管壁对蛋白的吸收。最后采用旋转扫描激光诱导荧光进行多通道快速并行检测，以光电倍增管（ＰＭＴ）接收样品发射的荧光信号。ＰＭＴ所得数据通过模数转换卡保存于控制计算机内，通过其相应的软件工作站，将各通道数据分离并分别进行峰识别和积分处理，比较标准品的峰参数，得到各过敏原组份的定性定量信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志刚，余晓，吴海强，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]