一種熒光檢測裝置及其檢測方法
【專利摘要】本發明提供了一種熒光檢測裝置及其檢測方法，裝置包括樣本抽取機構、磁微球匯集機構和熒光檢測機構；所述的樣本抽取機構包括吸液針頭、石英管和吸液泵，所述吸液針頭連接石英管，石英管連接吸液泵；所述的磁微球匯集機構為恒流源供電線圈纏繞的電磁鐵，所述電磁鐵的一端朝向石英管；所述的熒光檢測機構包括激發光光源、第一光電轉換器、激發光路和第一收集光路，所述激發光光源的光線通過激發光路聚焦在石英管上，且該匯集點與電磁鐵朝向石英管的位置相同，所述的第一收集光路對應該匯集點的位置設置，所述的第一光電轉換器對應第一收集光路。
【專利說明】
一種熒光檢測裝置及其檢測方法
技術領域
[0001] 本發明屬于生物醫學檢測技術領域，具體涉及一種熒光檢測裝置及其檢測方法。
【背景技術】
[0002] 熒光檢測技術在醫學和生物學中的應用已有近70年的歷史，它與免疫檢測技術相 接合形成熒光免疫技術，并隨著免疫技術的發展和應用，成為微生物學、免疫學、病理學、免 疫組織化學和基因組化學中最常用、最有效的一種檢測技術。
[0003] 隨著臨床醫學和科技進步，熒光免疫技術又發展出多種實用檢測技術，如電化學 熒光免疫分析(ECLI)、化學發光免疫分析(CLIA)、時間分辨熒光免疫分析(TRFIA)等熒光免 疫分析技術。這些技術均是通過對標記物(示蹤探針)檢測來確定被檢測物，標記物通過免 疫反應法、化學反應法、生化反應法、鏈霉親和素和生物素等包被技術，制作成具有較高特 異性的探針，探針通過相應的反應與目標物質結合;檢測儀器通過對示蹤探針的檢測，測定 出目標物質的濃度。另一方面包被技術也在發展，從傳統的包被酶標板改為用磁微球作為 免疫反應的載體，通過控制磁場抓取磁微球，可大大提高包被物量，增加檢測靈敏度，減少 反應時間，方便反應過程中的清洗，實驗自動化操作，提高系統靈活性和工作效率，如目前 比較流行的化學發光免疫分析儀。
[0004] 目前，無論是使用磁微球作為免疫反應載體的設備，如：免疫熒光分析儀、化學發 光熒光分析儀;還是用96孔板作為免疫反應載體的裝置，如：酶標儀或時間分辨免疫分析 儀，反應過程中需要進行若干次的樣品池清洗，最后的熒光檢測，均在反應池中進行，也就 是檢測整個反應池熒光標記物含量。以上這種常規的熒光標記檢測技術，都存在一個無法 克服的問題就是：由于反應過程經過了清洗步驟，無法保證每次試驗時反應池中磁微球的 數量不發生變化。也就是說，在檢測過程中，清洗次數不同或清洗誤差會影響檢測結果，具 有以下缺陷： 1、未清洗干凈時，很多雜質存在的瞬時熒光對熒光標記物熒光的特異性構成干擾。
[0005] 2、檢測磁微球以低濃度分布在樣本溶液中，容易被樣本溶液中的干擾物質影響， 導致檢測誤差。
【發明內容】
[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供了一種時間分辨熒光檢測裝置及其檢測方法。 將樣品池中的磁微球分成等量的若干份，并對磁微球進行匯集后再完成熒光標記物檢測。
[0007] 本發明為了實現上述發明目的，采用如下技術方案： 一種熒光檢測裝置，包括樣本抽取機構、磁微球匯集機構和熒光檢測機構;所述的樣本 抽取機構包括吸液針頭、石英管和吸液栗，所述吸液針頭連接石英管，石英管連接吸液栗； 所述的磁微球匯集機構為恒流源供電線圈纏繞的電磁鐵，所述電磁鐵的一端朝向石英管； 所述的熒光檢測機構包括激發光光源、第一光電轉換器、激發光路和第一收集光路;所述激 發光光源的光線通過激發光路聚焦在石英管上，且該匯集點與電磁鐵朝向石英管的位置相 同，所述的第一收集光路對應該匯集點的位置設置，所述的第一光電轉換器對應第一收集 光路。
[0008] 本發明的熒光檢測裝置通過電磁鐵對磁微球的磁力作用，將磁微球聚集在石英管 的檢測區域，使磁微球在局部區域的濃度提高了成千倍，熒光標記物的熒光強度則可提高 上萬倍，而背景干擾熒光沒有相應的提高，從而提高系統的抗干擾能力和靈敏度高。
[0009] 本發明所述的熒光檢測裝置還包括磁微球數量監測機構，包括第二收集光路和第 二光電轉換器;所述第二收集光路對應所述匯聚點的位置設置，所述的第二光電轉換器對 應第二收集光路。
[0010] 優選地，所述的第二收集光路為散射光收集光路。通過檢測匯集點處磁微球在照 射光照射時產生的散射光，實現對磁微球匯集數量的實時監測，保證每次熒光檢測時的磁 微球數量相同，有效提高了檢測的準確性和可靠性。
[0011] 本發明磁微球數量監測機構所用光源可與時間分辨熒光檢測機構共用同一光源， 或者另外設置散射光光源或熒光磁微球激發光源，可以與時間分辨熒光檢測機構的激發光 源共用一種波長，也可以是兩種不同波長。
[0012] 本發明所述石英管為中空透明管，其內徑為O.l-lOmm。
[0013] 優選地，所述石英管的內徑和外徑均為方形。能夠限制磁微球向外延聚集，使有限 的空間內磁微球分布均勻且數量穩定，并且確保在磁微球匯集點處，獲得更高的磁微球總 數與液體容積的占比，這樣可大大提高系統信噪比。
[0014] 本發明所述的吸液栗為蠕動栗或空氣噴射栗，對液體流動石英管產生壓差，促使 液體從反應池中流過石英管，并且流速可控。
[0015] 本發明所述的激發光路、第一收集光路和第二收集光路均由聚集透鏡和濾光片構 成。
[0016] 本發明還提供了該熒光檢測裝置的檢測方法： 步驟如下： 1) 將吸液針頭下端浸入反應池中待檢測樣本溶液，吸液栗對液體產生壓差，促使反應 池里的液體在石英管中流動;所述待檢測樣本溶液中含結合了被檢測物和熒光標記物的磁 微球； 2) 打開恒流源，電磁鐵產生磁場，將流過石英管液體中的磁微球駐留在電磁鐵前端，使 磁微球在石英管內的匯集數量不斷增加，形成匯集點； 3) 待磁微球匯集一段時間后，啟動激發光光源，光線通過激發光路聚焦在石英管內匯 集點的磁微球上，第一收集光路收集磁微球結合的熒光標記物的熒光信號，并通過第一光 電轉換器轉換為電信號，進行熒光標記物含量檢測，關閉恒流源； 重復上述步驟1)_3)，分批次獲得抽取液體中匯集磁微球的檢測結果，并進行統計，完 成對整個反應池中熒光標記物的含量檢測。
[0017] 優選地，待磁微球匯集0.1秒至10秒后，啟動激發光光源。控制磁微球的匯集時提 從而使每次熒光檢測時，磁微球的匯集數量都相同。
[0018]進一步優選地，所述電磁鐵的磁力恒定為1~2000mg，保證磁微球聚集穩定。
[0019]進一步優選地，所述液體在石英管中的流速恒定為0.1~100厘米/秒，此流速下的 磁微球能快速聚集。
[0020]本發明還提供了該熒光檢測裝置的另一種檢測方法，其特征在于： 步驟如下： 1) 將吸液針頭下端浸入反應池中待檢測樣本溶液，吸液栗對液體產生壓差，促使反應 池里的液體在石英管中流動;所述待檢測樣本溶液中含結合了被檢測物和熒光標記物的磁 微球； 2) 打開恒流源，電磁鐵產生磁場，將流過石英管液體中的磁微球駐留在電磁鐵前端，隨 著液體的流動，磁微球在石英管內的匯集數量不斷增加，形成匯集點； 3) 啟動激發光光源，光線通過激發光路聚焦在石英管內匯集點的磁微球上，第二收集 光路收集匯集點處磁微球在激發光照射下產生的光線，并轉換成電信號，從而監測匯集點 處磁微球的聚集數量； 4) 當磁微球聚集數量達到某設定值時，通過第一收集光路收集磁微球結合的熒光標記 物的熒光信號，并通過第一光電轉換器轉換為電信號，進行熒光標記物含量檢測，關閉恒流 源； 重復上述步驟1)_4)，分批次獲得抽取液體中匯集磁微球的檢測結果，并進行統計，完 成對整個反應池中熒光標記物的含量檢測。
[0021 ]優選地，當磁微球在匯集點聚集的數量達到1~100000粒之間的設定值時，啟動激 發光光源。
[0022]優選地，所述磁微球的內部加入了與熒光標記物波長不同的熒光物質，所述的第 二收集光路為磁微球自帶熒光的收集光路。
[0023]本發明所述磁微球的粒徑在lOOnm至50mi之間，作為熒光標記物的載體。
[0024] 熒光標記物為反應試驗的示蹤物質，包被有能與檢測目標物相結合的物質，熒光 標記物具有在特定波長激發光照射下激發出長壽命熒光的特異性。
[0025] 本發明所述磁微球的檢測目標物包括:免疫蛋白、激素、生物酶、藥物、微量元素、 腫瘤標記物、基因、DNA和RNA、微生物及其代謝物等。
[0026] 本發明的熒光檢測，還可以是化學發光熒光標記物檢測裝置，化學發光熒光標記 物在化學發光底物的作用下，產生長壽命特定波長的熒光，化學發光熒光收集光路設立在 石英管磁微球匯集點側面，收集的熒光信號經過光電轉換器轉換為電信號；監測磁微球在 匯集點聚集數量達到設定值后，記錄磁微球所結合的化學發光標記物的熒光強度電信號； 通過分批次抽取液體、匯集磁微球、檢測熒光標記物的化學發光熒光，對2到1000次檢測結 果進行統計得到平均值，實現對整個反應池中熒光標記物含量檢測。
[0027]本發明的有益效果在于： 1、通過電磁鐵將磁微球聚集在檢測區域，使磁微球在檢測區域的濃度提高了成千倍， 熒光標記物的熒光強度則可提高上萬倍，而溶液中的雜質所產生的背景干擾信號不會被增 強，有效消減由于清洗不徹底對檢測結果帶來的干擾。
[0028] 2、常規反應試驗清洗的目的是減少雜質，提高熒光標記物與背景信號占比；本發 明的檢測方法，通過提高磁微球密度，提高熒光標記物與背景信號占比，來提高實驗精度， 特別適用于免清洗的反應體系檢測熒光標記物含量。
[0029] 3、本發明檢測方法將反應池的液體樣本分成若干份，分別依次進行熒光標記物檢 測，用多次的檢測結果的統計值，代替對反應池中熒光標記物進行一次檢測的常規方法，提 高了反應池的檢測準確性，減少系統檢測波動。
[0030] 4、通過設置磁微球數量監測機構來監測磁微球聚集的數量，確保每次標記物熒光 的檢測都是基于相同的磁微球條件下，從而提高熒光標記物檢測結果的穩定性，且實驗可 控性更強。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是本發明實施例1-4熒光檢測裝置的結構示意圖。
[0032] 圖2是本發明實施例1-4熒光檢測裝置檢測狀態的結構示意圖。
[0033] 圖3是本發明實施例1-4裝置在焦點處垂直液體流動方向的剖面圖。
[0034] 圖4是本發明實施例5-7熒光檢測裝置的結構示意圖。
[0035] 圖5是本發明實施例5-7熒光檢測裝置檢測狀態的結構示意圖。
[0036] 圖6是本發明實施例5-7裝置在焦點處垂直液體流動方向的剖面圖。
[0037] 附圖標記：1、石英管，2、磁微球，3、激發光光源，4、第二光電轉換器，5、第一光電轉 換器，6、電磁鐵恒流源，7、匯集點，8、電磁鐵，9、激發光路，10、第一收集光路，11、第二收集 光路，12、反應池，13、吸液針頭，14、吸液栗。
【具體實施方式】
[0038]下面結合【具體實施方式】對本發明的實質性內容作進一步詳細的描述。
[0039] 實施例1 如圖1、圖2和圖3所示，一種熒光檢測裝置，包括樣本抽取機構、磁微球匯集機構和熒光 檢測機構;所述的樣本抽取機構包括吸液針頭13、石英管1和吸液栗14,所述吸液針頭13連 接石英管1，石英管1連接吸液栗14;所述的磁微球匯集機構為恒流源6供電線圈纏繞的電磁 鐵8,所述電磁鐵8的一端朝向石英管1;所述的熒光檢測機構包括激發光光源3、第一光電轉 換器5、激發光路9和第一收集光路10,所述激發光光源3的光線通過激發光路9聚焦在石英 管1上，且該匯集點7與電磁鐵朝向石英管的位置相同，所述的第一收集光路10對應該匯集 點7的位置設置，所述的第一光電轉換器5對應第一收集光路10。
[0040] 實施例2 本實施例在實施例1的基礎上： 所述石英管1為中空透明管，其內徑為〇.1_。
[0041 ] 實施例3 本實施例在實施例1的基礎上： 所述石英管1為中空透明管，其內徑為l〇mm。
[0042]所述石英管的內徑和外徑均為方形。
[0043]所述的吸液栗14為蠕動栗。
[0044] 實施例4 本實施例在實施例1的基礎上： 所述石英管1為中空透明管，其內徑為1mm。
[0045] 所述石英管的內徑和外徑均為方形。
[0046] 所述的吸液栗14為空氣噴射栗。
[0047] 所述的激發光路9和第一收集光路10由聚集透鏡和濾光片構成。
[0048] 實施例5 本實施例在實施例1的基礎上： 如圖4、圖5和圖6所示，所述的熒光檢測裝置還包括磁微球數量監測機構，包括第二收 集光路11和第二光電轉換器4;所述第二收集光路11對應所述匯聚點7的位置設置，所述的 第二光電轉換器4對應第二收集光路11。
[0049] 實施例6 本實施例在實施例5的基礎上： 所述石英管1的內徑為5_。
[0050] 所述的吸液栗14為空氣噴射栗。
[0051 ] 實施例7 本實施例在實施例5的基礎上： 所述石英管1的內徑為5_。
[0052]所述的吸液栗14為空氣噴射栗。
[0053]所述的激發光路9、第一收集光路10和第二收集光路11均由聚集透鏡和濾光片構 成。
[0054] 實施例8 本實施例為實施例1-4所述熒光檢測裝置的檢測方法，步驟如下： 1) 將吸液針頭下端浸入反應池中待檢測樣本溶液，吸液栗對液體產生壓差，促使反應 池里的液體在石英管中流動;所述待檢測樣本溶液中含結合了被檢測物和熒光標記物的磁 微球； 2) 打開恒流源，電磁鐵產生磁場，將流過石英管液體中的磁微球駐留在電磁鐵前端，使 磁微球在石英管內的匯集數量不斷增加，形成匯集點； 3) 待磁微球匯集一段時間后，啟動激發光光源，光線通過激發光路聚焦在石英管內匯 集點的磁微球上，第一收集光路收集磁微球結合的熒光標記物的熒光信號，并通過第一光 電轉換器轉換為電信號，進行熒光標記物含量檢測，關閉恒流源； 重復上述步驟1)_3)，分批次獲得抽取液體中匯集磁微球的檢測結果，并進行統計，完 成對整個反應池中熒光標記物的含量檢測。
[0055] 實施例9 本實施例在實施例8的基礎上： 所述電磁鐵的磁力恒定為lmg。
[0056] 所述液體在石英管中的流速恒定為0.1厘米/秒。
[0057] 實施例10 本實施例在實施例8的基礎上： 所述電磁鐵的磁力恒定為2000mg。
[0058]所述液體在石英管中的流速恒定為100厘米/秒。
[0059] 實施例11 本實施例在實施例8的基礎上： 所述電磁鐵的磁力恒定為l〇〇〇mg。
[0060]所述液體在石英管中的流速恒定為50厘米/秒。
[0061 ] 實施例12 本實施例為實施例5-7所述熒光檢測裝置的檢測方法，步驟如下： 1) 將吸液針頭下端浸入反應池中待檢測樣本溶液，吸液栗對液體產生壓差，促使反應 池里的液體在石英管中流動;所述待檢測樣本溶液中含結合了被檢測物和熒光標記物的磁 微球； 2) 打開恒流源，電磁鐵產生磁場，將流過石英管液體中的磁微球駐留在電磁鐵前端，隨 著液體的流動，磁微球在石英管內的匯集數量不斷增加，形成匯集點； 3) 啟動激發光光源，光線通過激發光路聚焦在石英管內匯集點的磁微球上，第二收集 光路收集匯集點處磁微球在激發光照射下產生的光線，并轉換成電信號，從而監測匯集點 處磁微球的聚集數量； 4) 當磁微球聚集數量達到某設定值時，通過第一收集光路收集磁微球結合的熒光標記 物的熒光信號，并通過第一光電轉換器轉換為電信號，進行熒光標記物含量檢測，關閉恒流 源； 重復上述步驟1)_4)，分批次獲得抽取液體中匯集磁微球的檢測結果，并進行統計，完 成對整個反應池中熒光標記物的含量檢測。
[0062] 實施例13 本實施例在實施例12的基礎上： 所述的第二收集光路11為散射光收集光路。
[0063] 當磁微球2在匯集點7聚集的數量達到1粒時，啟動激發光光源3。
[0064] 實施例14 本實施例在實施例12的基礎上： 所述的第二收集光路11為散射光收集光路。
[0065] 當磁微球2在匯集點7聚集的數量達到1000粒時，啟動激發光光源3。
[0066] 實施例15 本實施例在實施例12的基礎上： 當磁微球2在匯集點7聚集的數量達到100000粒時，啟動激發光光源3。
[0067] 所述的磁微球2中加入了與熒光標記物波長不同的熒光物質，所述的第二收集光 路11為磁微球自帶熒光的收集光路。
[0068] 實施例16 本實施例在實施例12的基礎上： 當磁微球2在匯集點7聚集的數量達到1000粒時，啟動激發光光源3。
[0069] 所述的磁微球2中加入了與熒光標記物波長不同的熒光物質，所述的第二收集光 路11為磁微球自帶熒光的收集光路。
[0070] 實施例17 一種焚光檢測裝置，包括樣本抽取機構、磁微球匯集機構和焚光檢測機構，其中： 樣本抽取機構包括吸液針頭13、石英管1、吸液栗14;所述吸液針頭13下端浸入反應池 12中待檢測樣本溶液液面以下，上端經過軟管連接石英管1，石英管下端連接吸液栗14,吸 液栗14為蠕動栗或空氣噴射栗，對液體流動管路產生壓差，促使液體從反應池12中流過石 英管1，并且流速可控，吸液栗14出口連接廢液收集瓶，廢液瓶和連接軟管。
[0071 ]磁微球匯集機構包括電磁鐵8、恒流源6;所述電磁鐵8設置在控制石英管1中部，打 開恒流源6后電磁鐵8產生的磁力，將流過石英管1液體中的磁微球2駐留在電磁鐵8前端，在 磁力恒定和液體流速恒定的情況下，磁微球2在石英管內的匯集數量不斷增加，形成高密度 匯集點7。
[0072] 熒光檢測機構包括激發光光源3和熒光檢測裝置;所述激發光光源3光線被光路9 聚焦在石英管1內匯集點7的磁微球2上，熒光標記物在激發光3照射下產生特異性的長壽命 熒光;熒光檢測裝置設置在石英管1側面，第一收集光路10用于收集熒光標記物熒光，再通 過第一光電轉換器5轉換為電信號。
[0073] 所述石英管1為方形或圓形細長中空液流管路，內徑為0.1到10_之間。
[0074]基于上述裝置的檢測方法是:將反應池12中的液體經過針頭13連續抽入石英管1， 石英管1中部設有電磁鐵8，隨著液體的連續流動，越來越多的磁微球2聚集在電磁鐵8的前 端;磁微球2聚集到一定時間后數量基本穩定，關閉吸液栗，啟動光源3照射磁微球2設定時 間后關閉，經延遲設定時間后，啟動第一光電轉換器5,獲得磁微球2所結合的熒光標記物的 時間分辨焚光強度電信號。
[0075] 通過分批次抽取液體、匯集磁微球2、檢測熒光標記物的熒光，對2到1000次檢測結 果進行統計，實現對整個反應池12中熒光標記物含量檢測。
[0076] 通過以下實施例，對本發明熒光檢測裝置定量測定樣品溶液中目標檢測物含量的方法 進行詳細的說明。
[0077] 實施例18 雙抗體夾心法定量檢測TSH(促甲狀腺激素)的檢測 1、把抗人TSH的亞單元單克隆抗體包被磁微球上 將20mg粒徑5wii、表面帶羧基的磁微球(購自Thermo Scientific公司）用磁鐵分離上清 液，然后把上清液移走，除去緩沖液中的疊氮鈉3次，用0.1MMES緩沖液(pH6.8~7.2)懸浮， 稀釋到5ml;在攪拌下加入5mg碳二亞胺(EDC)和5mg N-羥基琥I自酰亞胺磺酸鈉鹽，攪拌溶 解，室溫反應25分鐘;把活化后的磁微球用磁鐵分離上清液，然后把上清液移走，除去多余 的EDC和N-羥基琥珀酰亞胺磺酸鈉鹽。用50mM硼酸緩沖液(pH8.2~9)清洗，之后用硼酸緩沖 液懸浮到3毫升。
[0078] 加入lmg用50mM硼酸緩沖液(pH8.2~9)透析過的抗人TSH的亞單元單克隆抗體， 攪拌均勻，室溫反應16到24小時；反應結束后用磁鐵分離上清液，把上清液移走，加封閉液 (含有5g/L的BSA(牛血清白蛋白）、50mM pH8.5的Tris(三羥甲基氨基甲烷醋酸鹽)緩沖液封 閉8小時左右，用磁鐵分離上清液，把上清液移走，然后用稀釋液(含有5g/L的BSA、5g/L的 PVP(聚乙烯吡咯烷酮）、0.2%疊氮鈉的pH8.0的Tris緩沖液50mM)溶解沉淀，制成標識微球試 劑。4°C冷藏保存。
[0079] 2、把在抗人-TSH的a-亞單元單克隆抗體標記在熒光標記物上 首先把lmg抗人-TSH的a-亞單元單克隆抗體pH7.0的0.05M磷酸緩沖溶液，2~8°C透析 四次。取出加入0.2mg的二硫蘇糖醇(DTT)還原20分鐘，再加入0.4mg的穴狀化合物(時間分 辨熒光標記物），和O.Olmg的乙二胺四乙酸(EDTA)低溫反應24小時。
[0080] 用Sephadex G-50柱層析分離標記了穴狀化合物的單抗和沒在標記的單抗，用蛋 白儀區分不同分子量的蛋白，同時檢定標記到單抗的穴狀化合物的比例，制備得到熒光標 記試劑，4°C冷藏保存。該試劑分辨熒光標記物能在340nm波長光源的激發下，發出610nm熒 光，并且壽命為2ms以上。
[0081] 3、免疫反應樣品制備 取TSH濃度為0.09IU/ml的標準樣品3份各50yl，分別加入3個塑料管式樣品反應池12 中，并標記物A、B和C。
[0082]向上述3個樣品池中分別加入取步驟1制備的磁微球試劑20yl (固含量為萬分之 二），利用電磁場振蕩，樣品中的TSH抗原與磁微球的包被抗人TSH的亞單元單克隆抗體免 疫反應，并附著在磁微球表面，樣品溶液中的抗原越多，則在標識微球表面聚集得越多。反 應30分鐘后，利用磁場進行分離，移去上清液多余的樣本，再加入200yl清洗液，磁場分散， 再利用磁場進行分離，反復清洗5次，最后加入稀釋液。
[0083]按上述步驟分別對樣品池B和C進行重復清洗6次、7次。
[0084]向上述3個樣品池中分別加入步驟2制備的標記物試劑50yl，熒光標記物會通過標 記的抗人-TSH的a-亞單元單克隆抗體與附著在磁微球上的TSH抗原結合，形成磁微球-目標 物-標記物的復合物，約30分鐘后，利用磁場進行分離，移去上清液多余的熒光標記物，再加 入200iU清洗液，磁場分散，再利用磁場進行分離，反復清洗5次，最后一次加入稀釋液。 [0085]按上述步驟分別對樣品池B和C進行重復清洗6次、7次。
[0086]理論上清洗次數越多溶液中的雜質越少，背景干擾越低，但導致磁微球數量丟失 的可能性越大。
[0087] 4、熒光檢測 用本發明裝置對樣品進行檢測，裝置中激發光光源3為340nm光電二極管，其供電電流 為80mA，從上方照射，并將焦距對準反應池12中心，時間分辨熒光光路10的濾光片為61 Onm 光窄帶通過，第一光電轉換器5為濱松公司光電倍增管R4220P，轉換的電信號經過發大和濾 波后，并進入模數轉換為數字信號。
[0088] 首先取上述A樣品反應池，加入熒光增強液后，將吸液針頭13下端浸入反應池12中 液面以下，開啟吸液栗14,使液體流動管路產生壓差，促使液體從反應池12中樣品液體不斷 流過石英管1，并且流速穩定可控，吸液栗14出口連接廢液收集瓶，廢液瓶和連接軟管，未在 視圖中畫出； 如圖2，打開恒流源6，使電磁鐵8受電產生磁力，石英管1內流動的液體中的磁微球2在 電磁鐵8磁力作用下，漸漸匯集在石英管1內壁，越積越多并形成匯集點7,經過設定的35秒 后，匯集點7聚集的磁微球2達到穩定的數量，關閉吸液栗14;同時，開啟匯集點7上方激發光 源3,經過50微秒時間的照射后關閉，匯集點7的磁微球2所結合的熒光標記物，在390nm光照 射下被激發出61 Onm波長的熒光，經匯集點7側面的時間分辨熒光第一收集光路10和第一光 電轉換器5,熒光信號被轉換為電信號;激發光源3關閉200微秒延時時間后，檢測并記錄時 間分辨焚光信號。
[0089]完成一次檢測后，關閉電磁鐵8，磁微球隨液體流走，然后再次開啟，重復30次上述 匯集磁微球2，檢測記錄熒光強度過程，最后進行統計獲得平均光強值，完成對樣本A中的目 標物的檢測。
[0090] 清洗吸液針頭13和液路管道內壁，防止交叉污染。按上述同樣方法依次對樣品B和 C進行檢測，得到檢測結果如下。
[0091] 表1 TSH定量微球檢測熒光結果
5、使用常規檢測儀的檢測結果 進行上述1-3步操作，最后把反應物移入酶標板內，對整個反應池檢測熒光，使用蘇州 新波的Anytest2000檢測儀，檢測A、B和C反應池的熒光信號，結果如下： 表2 TSH反應池檢測熒光結果
本實施例的實驗數據說明，相比TSH反應池熒光檢測的常規方法，通過采用定量微球的 檢測方法不僅減少了清洗過程中磁微球丟失所引入誤差，而且減少了由于清洗不徹底引入 的背景干擾，更適合應用于全自動、快速、高靈敏度、高精度和高通量檢測。
[0092] 實施例19 本實施例給出了一個利用電磁鐵8對磁微球2吸力恒定的條件下，通過改變流過石英管 1的液體流速，控制磁微球2在匯集點7的聚集數量恒定的方法。具體步驟如下： 如圖4所示，裝置對樣品進行檢測，裝置中激發光光源3為390nm光電二極管，其供電電 流為80mA，從上方照射，并將焦距對準反應池12中心，熒光光路10的濾光片為61 Onm光窄帶 通過，第一光電轉換器5為濱松公司光電倍增管R4220P，轉換的電信號經過發大和濾波后， 并進入模數轉換為數字信號。
[0093] 首先開啟吸液栗電源15,并維持電壓恒定不變，吸入免疫反應完成并清洗過的待 檢測樣品A的液體，勻速流過石英管1。
[0094] 開啟電磁恒流源6，并維持電流不變，使電磁鐵8產生的磁力恒定不變；同時開始記 錄激發光光源3激發標記物產生的第一光電轉換器5產生的電壓變化，持續1分鐘的檢測結 果，得到如圖3的檢測結果，圖中t為自開啟電磁鐵供電6的時間，E為磁微球2在匯集點7產生 的熒光強度值。
[0095] 圖3說明，在石英管1內液體流速恒定時，自開啟電磁鐵供電6后，TO時刻開始，基于 恒定的磁力和液體流速，磁微球2在匯集點7上數量達到平衡，匯集數量不能繼續增加，保持 恒定。
[0096] 依此實驗結果，可通過啟動吸液栗14，保持石英管內液體流速恒定，打開電磁鐵電 源6，延時設定時間后，打開激發光源3，記錄焚光標記物第一光電轉換器5輸出的電信號，然 后斷開電磁鐵供電6,匯集的磁微球2隨液體流走。完成上述一次檢測后，再次啟動電磁鐵電 源6,重復上述步驟進行熒光檢測，經過多次重復得到統計值，完成對樣本中熒光標記物含 量的檢測。
【主權項】
1. 一種熒光檢測裝置，其特征在于:包括樣本抽取機構、磁微球匯集機構和熒光檢測機 構;所述的樣本抽取機構包括吸液針頭、石英管和吸液栗，所述吸液針頭連接石英管，石英 管連接吸液栗;所述的磁微球匯集機構為恒流源供電線圈纏繞的電磁鐵，所述電磁鐵的一 端朝向石英管;所述的熒光檢測機構包括激發光光源、第一光電轉換器、激發光路和第一收 集光路;所述激發光光源的光線通過激發光路聚焦在石英管上，且該匯集點與電磁鐵朝向 石英管的位置相同，所述的第一收集光路對應該匯集點的位置設置，所述的第一光電轉換 器對應第一收集光路。2. 根據權利要求1所述的一種熒光檢測裝置，其特征在于:所述的熒光檢測裝置還包括 磁微球數量監測機構，包括第二收集光路和第二光電轉換器;所述第二收集光路對應所述 匯聚點的位置設置，所述的第二光電轉換器對應第二收集光路。3. 根據權利要求2所述的一種熒光檢測裝置，其特征在于:所述的第二收集光路為散射 光收集光路。4. 根據權利要求1所述的一種熒光檢測裝置，其特征在于:所述石英管為中空透明管， 其內徑為〇.l-l〇mm。5. 根據權利要求4所述的一種熒光檢測裝置，其特征在于:所述石英管的內徑和外徑均 為方形。6. 根據權利要求1所述的一種熒光檢測裝置，其特征在于:所述的吸液栗為蠕動栗或空 氣噴射栗。7. 根據權利要求1或者2所述的一種熒光檢測裝置，其特征在于:所述的激發光路、第一 收集光路和第二收集光路均由聚集透鏡和濾光片構成。8. 權利要求1所述熒光檢測裝置的檢測方法，其特征在于： 步驟如下： 1) 將吸液針頭下端浸入反應池中待檢測樣本溶液，吸液栗對液體產生壓差，促使反應 池里的液體在石英管中流動;所述待檢測樣本溶液中含結合了被檢測物和熒光標記物的磁 微球； 2) 打開恒流源，電磁鐵產生磁場，將流過石英管液體中的磁微球駐留在電磁鐵前端，使 磁微球在石英管內的匯集數量不斷增加，形成匯集點； 3) 待磁微球匯集一段時間后，啟動激發光光源，光線通過激發光路聚焦在石英管內匯 集點的磁微球上，第一收集光路收集磁微球結合的熒光標記物的熒光信號，并通過第一光 電轉換器轉換為電信號，進行熒光標記物含量檢測，關閉恒流源； 重復上述步驟1)_3)，分批次獲得抽取液體中匯集磁微球的檢測結果，并進行統計，完 成對整個反應池中熒光標記物的含量檢測。9. 根據權利要求8所述熒光檢測裝置的檢測方法，其特征在于:待磁微球匯集0.1秒至 10秒后，啟動激發光光源。10. 根據權利要求9所述熒光檢測裝置的檢測方法，其特征在于:所述電磁鐵的磁力恒 定為1~2〇〇〇mg。11. 根據權利要求9所述熒光檢測裝置的檢測方法，其特征在于:所述液體在石英管中 的流速恒定為〇. 1~100厘米/秒。12. 權利要求2所述熒光檢測裝置的檢測方法，其特征在于： 步驟如下： 1) 將吸液針頭下端浸入反應池中待檢測樣本溶液，吸液栗對液體產生壓差，促使反應 池里的液體在石英管中流動;所述待檢測樣本溶液中含結合了被檢測物和熒光標記物的磁 微球； 2) 打開恒流源，電磁鐵產生磁場，將流過石英管液體中的磁微球駐留在電磁鐵前端，隨 著液體的流動，磁微球在石英管內的匯集數量不斷增加，形成匯集點； 3 )啟動激發光光源，光線通過激發光路聚焦在石英管內匯集點的磁微球上，第二收集 光路收集匯集點處磁微球在激發光照射下產生的光線，并轉換成電信號，從而監測匯集點 處磁微球的聚集數量； 4)當磁微球聚集數量達到某設定值時，通過第一收集光路收集磁微球結合的熒光標記 物的熒光信號，并通過第一光電轉換器轉換為電信號，進行熒光標記物含量檢測，關閉恒流 源； 重復上述步驟1)_4)，分批次獲得抽取液體中匯集磁微球的檢測結果，并進行統計，完 成對整個反應池中熒光標記物的含量檢測。13. 根據權利要求12所述熒光檢測裝置的檢測方法，其特征在于：當磁微球在匯集點聚 集的數量達到1~100000粒之間的設定值時，啟動激發光光源。14. 根據權利要求12所述熒光檢測系統的檢測方法，其特征在于:所述磁微球的內部加 入了與熒光標記物波長不同的熒光物質，所述的第二收集光路為磁微球自帶熒光的收集光 路。
【文檔編號】G01N33/577GK105891493SQ201610379771
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月1日
【發明人】吳俊清, 章健, 吳冠英
【申請人】章健, 吳俊清, 吳冠英