專利名稱：快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種檢測裝置，尤其是一種快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置。
背景技術：
心臟損傷時的血中生化標志物檢測值異常是急性心肌梗死(AMI)的重要診斷標準之一，多年來一直受到臨床檢驗專家的重視。臨床上常用的早期診斷心肌梗死的生化標志物有肌紅蛋白(Myoglobin，Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，cTnI)。 當心肌細胞受損時，肌紅蛋白(Mb)先于其它心肌標志物釋放到血液中，心肌梗死發(fā)作后大約1小時就可以檢測到血液中肌紅蛋白升高，4-8小時達到高峰，Mb無心肌特異性，但其陰性有助于排除AMI的診斷。心肌梗死發(fā)作大約3小時后可檢測到肌酸激酶同工酶(CK-MB) 的升高，8-24小時達到高峰，CK-MB可以有效的監(jiān)測短期內心梗的再發(fā)作情況和溶栓治療效果。心梗發(fā)作后大約4小時可以檢測到心肌肌鈣蛋白I(cTnl)的升高，12-16小時達到高峰，cTnl對心肌損傷的敏感性和特異性都較高(圖1)。目前心肌梗死標志物常規(guī)檢測技術有放射性免疫法(RIAs)、高壓液相色譜分析法、電化學分析法、蛋白質分析儀、各種診斷試劑盒及免疫層析試條等，這些技術存在放射性污染、需要大型儀器、耗時長、不能定量檢測等缺點，而且無法實現(xiàn)在同一時間三種參數(shù)聯(lián)合測量，在臨床上應用具有一定局限性。中國專利ZL 201020185781. 3公開了一種快速定量檢測心肌肌鈣蛋白I的試條裝置，其包括基體，基體上由左向右依次設有加樣區(qū)、過濾層區(qū)、試劑存儲區(qū)、微溝道和廢液區(qū)，微溝道上設有檢測區(qū)，檢測區(qū)的上、下方分別設有熒光檢測裝置和磁力裝置。該專利只能實現(xiàn)一種心梗標志物心肌肌鈣蛋白I的檢測，無法對心肌梗死發(fā)展階段及梗死面積做出更為準確的判斷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單、設備小、操作方便、耗時短、無污染、能定量檢測，能實現(xiàn)同時三種參數(shù)聯(lián)合測量，效率高的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案一種快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，包括一個生物芯片、一個自動加樣系統(tǒng)和一個自動檢測系統(tǒng)，生物芯片分別與自動加樣系統(tǒng)和自動檢測系統(tǒng)相連。所述生物芯片包括基體，基體上設有一橫向微溝道，微溝道上設有三個檢測區(qū)，三個檢測區(qū)內分別固定有肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB,簡稱CK-MB)和心肌肌鈣蛋白I (Cardiac Troponin I，簡稱cTnl)的抗體，基體兩端分別設有與微溝道相通的進液口和廢液出口。所述自動加樣系統(tǒng)包括驅動泵，驅動泵通過管道分別與檢測試劑和基體上的進液口相連，驅動泵通過微系統(tǒng)控制，其中，驅動泵與并聯(lián)的檢測試劑、待測樣品、緩沖液相連的管道上設有換向閥。 所述驅動泵為蠕動泵或注射泵。所述檢測試劑包括標記有熒光探針的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱 CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，簡稱 cTnl)的抗體、封閉液和緩沖液；所述標記有熒光探針的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱CK-MB)和心肌肌鈣蛋白I (Cardiac Troponin I， 簡稱cTnl)的抗體與微溝道中三個檢測區(qū)的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱 CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，簡稱 cTnl) 的抗體在與相對應的抗原結合時有不同的結合位點。所述自動檢測系統(tǒng)包括與微系統(tǒng)相連的自動傳動單元、檢測單元和加熱單元，所述自動傳動單元包括步進電機和與其相連的齒輪，齒輪與基體上設置的齒條相嚙合。所述檢測單元為微弱熒光檢測裝置。所述加熱單元包括分別與微系統(tǒng)相連的溫度傳感器和加熱器。本發(fā)明中的微系統(tǒng)、微弱熒光檢測裝置均為現(xiàn)有技術或產品。其中微弱熒光檢測裝置與發(fā)明人發(fā)表于《儀表技術與傳感器》2010年第8期第17、18、28頁上的《基于光學共聚焦原理的便攜式熒光檢測裝置》一樣。各種型號的微系統(tǒng)可以在市場上買到，在此不再贅述。本發(fā)明的微系統(tǒng)能控制自動加樣系統(tǒng)按順序定量將待測樣品、檢測試劑、緩沖液等加入到微溝道內，能控制自動傳動單元移動生物芯片到不同檢測位置；檢測診斷系統(tǒng)實現(xiàn)對微溝道三個不同區(qū)域熒光信號的定量檢測，并將檢測結果與系統(tǒng)內部已存儲的設定的校準曲線給出樣本中三種標志物的含量數(shù)據進行比較，給出當前心肌梗死發(fā)生的階段或當前心肌梗死的面積。能通過溫度傳感器感知系統(tǒng)內部溫度，并根據溫度情況控制加熱器啟動時間，實現(xiàn)檢測裝置內部溫度維持在37°C左右。生物芯片包含一個微溝道，在微溝道三個區(qū)域分別固定Mb、CK-MB和cTnl的三種抗體，用于特異性捕捉三種靶物質，在固定三種抗體后要加入封閉液，以減少非特異性吸附。使用時，首先通過自動加樣系統(tǒng)向生物芯片微溝道內通入待測樣本，如果待測樣本中含有Mb、CK-MB和cTnl三種物質，那么它們分別會被各自的抗體所捕獲，固定抗體的量相對于待測樣本中Mb、CK-MB和cTnl是過量的，因此，如果待測樣本中三種物質含量越多，被抗體捕獲的也就越多。其次向生物芯片微溝道內通入熒光探針標記的Mb、CK-MB和cTnl第二抗體或者核酸適體等其它具有特異性識別功能的配體或受體，第二抗體會結合到各自的已經被第一抗體捕獲的抗原上。此時，因為第二抗體也是過量的，所以，如果被捕獲的抗原越多， 與之結合的熒光標記的第二抗體也就越多，相應的熒光強度也就越強。微系統(tǒng)控制傳動單元和檢測單元，依次對生物芯片三個檢測區(qū)域的熒光分子進行激光誘導激發(fā)，使其發(fā)出熒光信號，通過檢測熒光信號實現(xiàn)對心梗三種標志物的快速定量檢測，并比較判斷出當前心肌梗死發(fā)生的階段或心肌梗死的面積，輔助醫(yī)生進行診斷。本發(fā)明與傳統(tǒng)大型生化分析儀相比，本發(fā)明能實現(xiàn)心梗標志物多參數(shù)同時定量檢測，檢測時間短，檢測儀器小型便攜。在農村和社區(qū)醫(yī)院具有潛在應用價值。


圖1是心梗發(fā)作時間與血液中三種標志物含量的關系圖；圖2本發(fā)明生物芯片結構示意圖；圖3是本發(fā)明結構示意圖；圖4是檢測結果表；其中1.生物芯片，2.基體，3.微溝道，4.檢測區(qū)，5.進液口，6.廢液出口，7.檢測試劑，8.廢液箱，9.齒輪，10.齒條，11.緩沖液，12.待測樣品，13.換向閥，表示三種標記有熒光探針的第二抗體或者核酸適體等其它具有特異性識別功能的配體，.」…■表示三種待測抗原樣本，Y Y Y表示三種捕捉抗體。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。如圖2-4所示，一種快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，包括一個生物芯片1、一個自動加樣系統(tǒng)和一個自動檢測系統(tǒng)，生物芯片分別與自動加樣系統(tǒng)和自動檢測系統(tǒng)相連。所述生物芯片包括基體2，基體2上設有一橫向微溝道3，微溝道3上設有三個檢測區(qū)4，三個檢測區(qū)4內分別固定有肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶 (Creatine Kinase MB，簡稱 CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，簡稱 cTnl)的抗體，基體2兩端分別設有與微溝道3相通的進液口 5和廢液出口 6，廢液出口 6通過管道與廢液箱8連通。所述自動加樣系統(tǒng)包括驅動泵，驅動泵通過管道分別與檢測試劑7、待測樣品11、 緩沖液12以及基體2上的進液口 5相連，驅動泵通過微系統(tǒng)控制，其中，驅動泵與并聯(lián)的檢測試劑7、待測樣品11、緩沖液12相連的管道上設有換向閥13。所述驅動泵為蠕動泵或注射泵。所述檢測試劑包括標記有熒光探針的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱 CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，簡稱 cTnl)的抗體、封閉液和緩沖液；所述標記有熒光探針的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱CK-MB)和心肌肌鈣蛋白I (Cardiac Troponin I， 簡稱cTnl)的抗體與微溝道中三個檢測區(qū)的肌紅蛋白(Myoglobin，簡稱Mb)、肌酸激酶同工酶(Creatine Kinase MB，簡稱 CK-MB)和心肌肌鈣蛋白 I (Cardiac Troponin I，簡稱 cTnl) 的抗體在與相對應的抗原結合時有不同的結合位點。所述自動檢測系統(tǒng)包括與微系統(tǒng)相連的自動傳動單元、檢測單元和加熱單元，所述自動傳動單元包括步進電機和與其相連的齒輪9，齒輪9與基體2上設置的齒條10相嚙
合O所述檢測單元為微弱熒光檢測裝置。所述加熱單元包括分別與微系統(tǒng)相連的溫度傳感器和加熱器。本發(fā)明的微系統(tǒng)能控制自動加樣系統(tǒng)按順序定量將待測樣品12、檢測試劑7、緩沖液11等加入到微溝道3內，能控制自動傳動單元移動生物芯片到不同檢測位置；檢測診斷系統(tǒng)實現(xiàn)對微溝道3三個不同區(qū)域熒光信號的定量檢測，并將檢測結果與系統(tǒng)內部已存儲的設定的校準曲線給出樣本中三種標志物的含量數(shù)據進行比較，給出當前心肌梗死發(fā)生的階段或當前心肌梗死的面積。能通過溫度傳感器感知系統(tǒng)內部溫度，并根據溫度情況控制加熱器啟動時間，實現(xiàn)檢測裝置內部溫度維持在37 °C左右。生物芯片1包含一個微溝道3，在微溝道3三個區(qū)域分別固定Mb、CK-MB和cTnl 的三種抗體，用于特異性捕捉三種靶物質，在固定三種抗體后要加入封閉液，以減少非特異性吸附。使用時，首先通過自動加樣系統(tǒng)向生物芯片1微溝道3內通入待測抗原樣本，如果待測抗原樣本中含有Mb、CK-MB和cTnl三種物質，那么它們分別會被各自的捕捉抗體所捕獲，固定抗體的量相對于待測抗原樣本中Mb、CK-MB和cTnl是過量的，因此，如果待測抗原樣本中三種物質含量越多，被捕捉抗體捕獲的也就越多。其次向生物芯片微溝道內通入熒光探針標記的Mb、CK-MB和cTnl第二抗體，第二抗體會結合到各自的已經被第一抗體捕獲的抗原上。此時，因為第二抗體也是過量的，所以，如果被捕獲的抗原越多，與之結合的熒光標記的第二抗體也就越多，相應的熒光強度也就越強。微系統(tǒng)控制傳動單元和檢測單元，依次對生物芯片三個檢測區(qū)域的熒光分子進行激光誘導激發(fā)，使其發(fā)出熒光信號，通過檢測熒光信號實現(xiàn)對心梗三種標志物的快速定量檢測，并比較判斷出當前心肌梗死發(fā)生的階段或心肌梗死的面積，輔助醫(yī)生進行診斷。下面為一個具體的例子 采集患者血液樣本，離心后取上清50微升，作為待測樣本。檢測步驟如下1.啟動檢測裝置，進行預熱。2.取一未用的生物芯片1，放入芯片入口處，按動按鍵，傳動單元將芯片移動到指定位置，在指定位置，自動加樣系統(tǒng)的管道與生物芯片出入口對接。3.自動加樣系統(tǒng)驅動40微升封閉液(含5%的BSA)進入生物芯片微溝道3，反應 5分鐘后用緩沖液將封閉液推出。4.自動加樣系統(tǒng)驅動40微升待測血清進入生物芯片微溝道，反應10分鐘后用緩沖液將待測血清推出。5.自動加樣系統(tǒng)驅動40微升熒光標記的第二抗體溶液(三種抗體濃度均為 0. 2mg/mL)進入生物芯片微溝道，反應10分鐘后用緩沖液將第二抗體溶液推出。6.自動傳動單元移動生物芯片1到相應位置，檢測單元對生物芯片微溝道3上三個檢測區(qū)4熒光信號進行檢測，給出檢測結果。
權利要求
1.一種快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特征在于包括一個生物芯片、一個自動加樣系統(tǒng)和一個自動檢測系統(tǒng)，生物芯片分別與自動加樣系統(tǒng)和自動檢測系統(tǒng)相連。
2.根據權利要求1所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特征在于所述生物芯片包括基體，基體上設有一橫向微溝道，微溝道上設有三個檢測區(qū)，三個檢測區(qū)內分別固定有肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶和心肌肌鈣蛋白I的抗體，基體兩端分別設有與微溝道相通的進液口和廢液出口。
3.根據權利要求1所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特征在于所述自動加樣系統(tǒng)包括驅動泵和換向閥，換向閥與通過管道與檢測試劑和待測樣品相連，驅動泵通過管道分別與換向閥和基體上的進液口相連，驅動泵和換向閥通過微系統(tǒng)控制，其中，驅動泵與并聯(lián)的檢測試劑、待測樣品、緩沖液相連的管道上設有換向閥。
4.根據權利要求3所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特征在于所述驅動泵為蠕動泵或注射泵。
5.根據權利要求3所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特征在于所述檢測試劑包括標記有熒光探針的肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶和心肌肌鈣蛋白I的抗體以及封閉液和緩沖液；所述標記有熒光探針的肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶和心肌肌鈣蛋白I的抗體與微溝道中三個檢測區(qū)的肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶和心肌肌鈣蛋白I的抗體在與相對應的抗原結合時有不同的結合位點。
6.根據權利要求1所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特征在于所述自動檢測系統(tǒng)包括與微系統(tǒng)相連的自動傳動單元、檢測單元和加熱單元，所述自動傳動單元包括步進電機和與其相連的齒輪，齒輪與基體上設置的齒條相嚙合。
7.根據權利要求6所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特征在于所述檢測單元為微弱熒光檢測裝置。
8.根據權利要求6所述的快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，其特征在于所述加熱單元包括分別與微系統(tǒng)相連的溫度傳感器和加熱器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快速診斷急性心肌梗死的檢測裝置，包括一個生物芯片、一個自動加樣系統(tǒng)和一個自動檢測系統(tǒng)，生物芯片分別與自動加樣系統(tǒng)和自動檢測系統(tǒng)相連，本發(fā)明的微系統(tǒng)能控制自動加樣系統(tǒng)按順序定量將待測樣品、檢測試劑、緩沖液等加入到微溝道內，能控制自動傳動單元移動生物芯片到不同檢測位置；檢測診斷系統(tǒng)實現(xiàn)對微溝道三個不同區(qū)域熒光信號的定量檢測，并將檢測結果與系統(tǒng)內部已存儲的設定的校準曲線的數(shù)據進行比較，給出當前心肌梗死發(fā)生的階段或當前心肌的梗死面積。能通過溫度傳感器感知系統(tǒng)內部溫度，并根據溫度情況控制加熱器啟動時間，實現(xiàn)檢測裝置內部溫度維持在37℃左右，保證生物反應能夠在相同溫度條件下進行。
文檔編號G01N35/02GK102305866SQ20111013222
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權日2011年5月20日
發(fā)明者劉劍, 孫善會 申請人:山東大學