一种化学发光免疫分析系统及其分析方法和应用技术方案

本发明专利技术公开了一种化学发光免疫分析系统及其分析方法和应用。该化学发光免疫分析系统包括流体控制单元、依次连接的三维运动进样平台、温度控制单元、磁场控制模块和光学检测模块，流体控制单元与温度控制单元连接。该化学发光免疫分析系统利用毛细管液滴技术，以毛细管作为反应器，试剂运输和反应均在油包水型液滴中进行，保持了反应条件的稳定，有效避免了样品之间的交叉污染和因表面吸附造成的反应抑制。该系统具有体积小、分析速度快、测试通量高和操作自动化的优点，其应用灵活，适合于单个样本、批量样品及现场快速检测的分析，可以更好地满足广大人民群众的就医需求，同时显著降低了设备的购买和运行成本，具有很好的社会和经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗器械与生物检测
，特别涉及一种化学发光免疫分析系统及其分析方法和应用。
技术介绍
化学发光免疫分析(chemiluminescence immunoassay, CLIA)将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合，用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等的检测分析技术。CLIA具有灵敏度高、特异性强、试剂价格低廉、试剂稳定且有效期(6 18个月)、方法稳定快速、检测范围宽、操作简单自动化程度高等优点，在药物、临床医学、食检、生命科学、环境和材料科学等领域均得到推广，尤其是在检验医学领域已经形成了化学发光免疫分析的巨大市场。上世纪70年代中期Arakawe首先报道CLIA，发展至今已经成为一种成熟的、先进的超微量活性物质检测技术，其应用范围广泛，是目前发展最为成熟和应用最为广泛的免疫分析方法，也是目前最先进的标记免疫测定技术。CLIA灵敏度可以比酶免法、荧光法高几个数量级，可以完全替代放射免疫分析和酶联免疫分析。化学发光免疫分析技术已被广大研究人员所认可，正逐渐替代传统的生物检测技术。目前检验医学中使用的化学发光免疫分析仪器绝大多数是大型设备，虽然测试通量较高，但价格昂贵且应用灵活性有限。相比之下，微型化化学发光免疫分析系统具有试剂消耗量低、分析快速和操作简便的优势，是对现有操作模式和设备的重大变革。与大型化学发光免疫分析仪器相比较，微型化化学发光免疫分析系统价格更低廉，应用更灵活，因此非常适合于门诊、急诊和中小型医疗单位使用。这类仪器的开发是临床检验工作的迫切需要，可以有效地降低检测成本，有助于提高医疗服务质量和更好地满足广大人民群众的就医需求。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种化学发光免疫分析系统。该化学发光免疫分析系统利用毛细管液滴技术，以毛细管作为反应器，试剂运输和反应均在油包水型液滴中进行，保持了反应条件的稳定，有效避免了样品之间的交叉污染和因表面吸附造成的反应抑制。本专利技术的另一目的在于提供运用上述化学发光免疫分析系统进行的分析方法。本专利技术的再一目的在于提供所述化学发光免疫分析系统的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现一种化学发光免疫分析系统，包括三维运动进样平台、温度控制模块、磁场控制模块、流体控制单元和光学检测模块；三维运动进样平台、温度控制模块、磁场控制模块和光学检测模块依次连接，流体控制单元与温度控制模块连接；所述的三维运动进样平台由样品/试剂承载托盘、位移台、丝杠和驱动电机组成；样品/试剂承载托盘设置于位移台的顶部，位移台设置于丝杠上，驱动电机设置于丝杠的顶端；位移台在驱动电机驱使下可以沿丝杠做三维移动，位移台及样品/试剂承载托盘在驱动电机作用下可以进行三维运动，将试剂或样品运送至温度控制模块；所述的温度控制模块设置有温度传感器、温度控制器、继电器、从上至下依次连接的盖板、含有平行毛细管嵌合沟槽的加热铝板和加热片；温度传感器设置于加热铝板中，温度传感器通过导线与温度控制器连接，继电器分别与温度传感器、温度控制器连接；温度控制单元设置于样品/试剂承载托盘的左侧；温度控制器将模拟信号转换为数字信号输入光学检测模块中，光学检测模块将温度感应信号反馈至温度控制器，温度控制器控制继电器的开关，当温度低于设定值时输出电流至加热片，而当温度高于设定值时停止输出电流；所述的平行毛细管嵌合沟槽内设置有毛细管，所述的毛细管可以拆卸；配合三维运动进样平台的移动，毛细管可以吸取三维运动进样平台上放置的样品或试剂；所述的毛细管的材质优选为塑料、玻璃或石英；所述的毛细管的内径优选为100 1000微米，长度优选为10 50cm ；所述的温度传感器优选为PT-100温度传感器；所述的加热铝板优选为含有2 96个平行毛细管嵌合沟槽的加热铝板；所述的加热片优选为帕尔贴(Peltier)加热片；所述的流体控制单元为多通道注射器，多通道注射器与所述的平行毛细管的末端连接；三维运动进样平台将样品或试剂输送至毛细管进样口，配合多通道注射器实现样品或试剂的吸入或排出；所述的流体控制单元优选为多通道微量注射器；所述的磁场控制模块设置于温度控制模块的左侧，包括两个独立的、上下叠放的电磁铁，两个电磁铁之间设置有一狭缝，所述的毛细管设置于狭缝中；通过控制电流的输入与切断，两个电磁铁可以提供单向磁场、双向交替切换磁场和无磁场状态；通过设定电磁铁电流输入，可以控制磁珠在毛细管中的定位、单向或双向运动，从而实现磁珠定位、免疫亲和反应和磁免疫化学发光反应；所述的光学检测模块设置于电磁铁的左侧，包括光纤、光开关和光电倍增管，光纤与光开关连接，光开关通过单根光纤与光电倍增管连接，光纤与所述的毛细管一一对应垂直耦合；光开关通过高速切换，将毛细管中的化学发光信号顺序传递到光电倍增管，通过连续信号采集，可以同时监测每根毛细管中光学信号；优选的，所述的光学检测模块包括依次连接的毛细管-光纤接口、输入光纤、光开关、输出光纤和光电倍增管；优选的，所述的温度控制模块、磁场控制模块和光学检测模块分别固定在承载支架上；位移台及样品/试剂承载托盘在驱动电机作用下可以沿丝杠进行三维运动，将试剂或样品运送至毛细管进样口，配合多通道注射器实现样品或试剂的吸入或排出；通过控制电流的输入与切断，两个电磁铁可以提供单向磁场、双向交替切换磁场和无磁场状态，通过设定电磁铁电流的输入，可以控制磁珠在毛细管中的定位、单向或双向运动，从而实现磁珠定位、免疫亲和反应和磁免疫化学发光反应；光开关通过高速切换，将毛细管中的化学发光信号顺序传递到光电倍增管，通过连续信号采集，可以同时监测每根毛细管中光学信号;运用上述化学发光免疫分析系统进行的分析方法，包括以下步骤(I)往毛细管中依次引入5 ii L矿物油、2 ii L磁珠悬液以及5 U L待检样品，液段以0. I 5cm/s迁移至温控区后，磁珠悬液与待检样品进行免疫反应，免疫反应的条件为20 40°C 反应 I IOmin ；(2)步骤(I)中的液段完成免疫反应后，以0. I 5cm/s运行至磁场区，启动毛细管上方的电磁铁，磁场强度优选为150mT,使磁珠固定在毛细管壁上；(3)启动微量注射器，排出毛细管中的溶液后，往毛细管中引入IOii L洗涤液，20 40°C洗涤磁珠，排出洗涤液，重复洗涤2次；同时，启动磁场控制模块，磁场强度优选为150mT,以I IOOHz频率震荡；(4)往毛细管中引入标记有辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶的检测抗体，20 40°C孵育I lOmin，在磁珠上形成抗体-抗原-抗体或抗原-抗体-抗体复合物；同时，启动磁场控制模块，磁场强度优选为150mT，以I IOOHz频率震荡；(5)启动微量注射器，排出毛细管中的溶液后，往毛细管中引入IOii L洗涤液，20 40°C洗涤磁珠，排出洗涤液，重复洗涤2次；同时，启动磁场控制模块，磁场强度优选为150mT,以I IOOHz频率震荡；(6)往毛细管中引入5 U L含有化学发光底物的反应液，该反应液与磁珠接触后，在辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶的催化下发生化学发光反应，反应条件为25 40°C反应0. 5 20min ;同时，启动磁场控制模块，磁场强度优选为150mT，以I IO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学发光免疫分析系统，其特征在于包括三维运动进样平台、温度控制模块、磁场控制模块、流体控制单元和光学检测模块；三维运动进样平台、温度控制模块、磁场控制模块和光学检测模块依次连接，流体控制单元与温度控制模块连接；所述的三维运动进样平台由样品/试剂承载托盘、位移台、丝杠和驱动电机组成；样品/试剂承载托盘设置于位移台的顶部，位移台设置于丝杠上，驱动电机设置于丝杠的顶端；所述的温度控制模块设置有温度传感器、温度控制器、继电器、从上至下依次连接的盖板、含有平行毛细管嵌合沟槽的加热铝板和加热片；温度传感器设置于加热铝板中，温度传感器通过导线与温度控制器连接，继电器分别与温度传感器、温度控制器连接；温度控制单元设置于样品/试剂承载托盘的左侧；所述的平行毛细管嵌合沟槽内设置有毛细管；所述的流体控制单元为多通道注射器，多通道注射器与所述的毛细管的末端连接；所述的磁场控制模块设置于温度控制模块的左侧，包括两个独立的、上下叠放的电磁铁，两个电磁铁之间设置有一狭缝，所述的毛细管设置于狭缝中；所述的光学检测模块设置于电磁铁的左侧，包括光纤、光开关和光电倍增管，光纤与光开关连接，光开关通过单根光纤与光电倍增管连接，光纤与所述的毛细管一一对应垂直耦合。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大渔，
申请(专利权)人：广州市第一人民医院，
类型：发明
国别省市：