应用逆向免疫层析反应的定量检测方法及试剂盒和外部设备

摘要

本发明公开了一种应用逆向免疫层析反应的检测方法及试剂盒和外部设备，它是使用外部设备和试剂盒对待测样本的反应量和反应时间进行精确控制，从而实现逆向免疫层析反应；该剂盒内设有层析膜，层析膜中部载有对照区域和检测区域；当外部设备检测到样本层析到达指定位置，样本层析完成，自动控制外部设备将洗液和显色液或发光液先后注入试剂盒，外部设备控制吸液泵作用于试剂盒，使注入的液体进行逆向层析，并先后与对照区域和检测区域内的物质进行反应，并最后产生颜色变化或产生可见光，最后外部设备通过识别对照区域和检测区域的光信号，并将对照区域和检测区域的光信号以及内置的标准曲线进行对比后即可得出定量检测结果。

权利要求

1.应用逆向免疫层析反应的定量检测方法，其特征在于：使用外部设备和试剂盒对待测样本的反应量和反应时间进行精确控制，从而实现逆向免疫层析反应；该剂盒内设有层析膜，层析膜中部载有对照区域和检测区域；当外部设备检测到样本层析到达指定位置，样本层析完成，自动控制外部设备将洗液和显色液或发光液先后注入试剂盒，外部设备控制吸液泵作用于试剂盒，使注入的液体进行逆向层析，并先后与对照区域和检测区域内的物质进行反应，并最后产生颜色变化或产生可见光，最后外部设备通过识别对照区域和检测区域的光信号，并将对照区域和检测区域的光信号以及内置的标准曲线进行对比后即可得出定量检测结果。

2.根据权利要求1所述的应用逆向免疫层析反应的定量检测方法，其特征在于，样本检测的具体步骤包括：①在试剂盒的其中一侧的加样孔中进行定量加样，样本在层析膜的毛细作用下层析移动至对照区域和检测区域，并与对照区域和检测区域内的物质发生反应；

②当外部设备检测到待测样本层析到指点位置，外部设备又在试剂盒的另一侧的注液孔中先注入洗液，并在加样孔上使用吸液泵进行抽吸，使洗液反向层析移动至加样孔；

③然后在注液孔中加显色液或发光液，同时吸液泵继续工作，使显色液或发光液和洗液进行同向层析，接着对照区域和检测区域上发生显色反应；

④最后外部设备对检测区域和对照区域的光信号进行自动识别，最终外部设备对信号的强弱以及内置标准曲线进行比对分析后，将定量的检测结果显示给使用者。

3.根据权利要求1或2所述的应用逆向免疫层析反应的定量检测方法，其特征在于：

所述检测区域和对照区域为载有反应物的点或线。

4.用于权利要求1至3任一权利要求所述方法的外部设备，其特征在于：至少包括一个地板部件(11)，地板部件(11)上设有支架部件(12)，支架部件(12)下方设有用于容纳试剂盒且可滑动进出外部设备的板卡托板(16)，支架部件(12)上固定有吸液部件(13)和加液部件(14)；支架部件(12)还固定有条形码检测部件(19)、图像检测部件(15)；还包括显示部件(110)以及控制各部件的控制主板(112)。

5.根据权利要求4所述的外部设备，其特征在于：还包括IC卡读写部件(17)、加热部件(111)和荧光扫描检测部件(18)。

说明书

应用逆向免疫层析反应的定量检测方法及试剂盒和外部设

备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种应用逆向免疫层析反应的定量检测方法及试剂盒和外部设备，特别是一种应用逆向免疫层析反应的定量检测方法及试剂盒和外部设备及其所用的试剂盒和外部设备。

背景技术

[0002] 目前，对于生物样本的检测方法很多，其中IDEXX公司使用了一种特制的试剂盒，它将洗液和显色液存储于试剂盒中，洗液和显色液的上方设置层析膜。它的具体工作原理（以牛奶检测为例）是：在将牛奶样本放入试剂管中加热5分钟（45℃）后，滴入试剂盒中，层析膜利用毛细现象将牛奶样本层析移动至层析膜上的检测点和对照点，使牛奶样本与检测点和对照点内的物质发生反应，然后观察牛奶样本层析到一定位置（检测窗处）后，将试剂盒的一侧按下，由于试剂盒的这一侧上设有两根分别连接洗液池与层析膜及显色液池与层析膜的毛细管，所以试剂盒一侧按下后，毛细管刺穿密封的洗液池和显色液池，并将洗液和显色液吸至层析膜处，然后进行层析移动至检测点和对照点，对检测点和对照点进行洗脱和显色，最后观察检测点和对照点的颜色即可得出检测结果。其试剂盒的结构如图1所示。

[0003] 但是这中试剂盒由于存储了洗液和显色液，且内部结构较为复杂，因此体积较为庞大，携带不便。另外，由于一般洗液和显色液需要保持较低的温度，试剂盒在长途运输过程中始终需要冷藏保存，其运输成本较高。而且，由于每个试剂盒内的洗液和显色液的需要实现封装在试剂盒内，其用量必须统一才可便于大规模生产，为了使其能适应绝大多数样本的检测，洗液和显色液的封装量一般需大于实际使用量，所以会造成很大的浪费。另外，由于该方案基本都是利用层析膜自身的毛细作用使液体进行流通，所以试剂盒对层析膜的要求较高，需要其内部具有足够多的毛细管，且保存中需避免受潮。因此IDEXX公司所用的层析膜一般也是特制的，其生产成本及保存成本较高。更值得一提的是，该方案只能定性检测样本，不能输出定量结果，所以只能判定阴性阳性，不能输出确定的浓度值。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于，提供一种应用逆向免疫层析反应的定量检测方法及试剂盒和外部设备。它可以解决现有技术中存在的试剂盒无法输出定量结果、携带不方便、运输成本和保存成本高、及洗液和显色液浪费等问题。

[0005] 本发明的技术方案：应用逆向免疫层析反应的定量检测方法，其特点是：使用外部设备和试剂盒对待测样本的反应量和反应时间进行精确控制，从而实现逆向免疫层析反应；该剂盒内设有层析膜，层析膜中部载有对照区域和检测区域；当外部设备检测到样本层析到达指定位置，样本层析完成，自动控制外部设备将洗液和显色液或发光液先后注入试剂盒，外部设备控制吸液泵作用于试剂盒，使注入的液体进行逆向层析，并先后与对照区域和检测区域内的物质进行反应（免疫反应和/或化学反应），并最后产生颜色变化或产生可见光，最后外部设备通过识别对照区域和检测区域的光信号，并将对照区域和检测区域的光信号以及内置的标准曲线进行对比后即可得出定量的检测结果。

[0006] 内置的标准曲线是预先存储在外部设备中的，它是一条信号光强弱与样本中待测物质浓度的对应曲线（可以根据多次实验总结拟合而成）。因此在测得光信号强度后即可对应得到浓度信息。

[0007] 上述的应用逆向免疫层析反应的定量检测方法中，样本检测的具体步骤包括：

[0008] ①在试剂盒的其中一侧的加样孔中进行定量加样，样本在层析膜的毛细作用下层析移动至对照区域和检测区域，并与对照区域和检测区域内的物质发生反应；

[0009] ②当外部设备检测到待测样本层析到指点位置，外部设备又在试剂盒的另一侧的注液孔中先注入洗液，并在加样孔上使用吸液泵进行抽吸，使洗液反向层析移动至加样孔；

[0010] ③然后在注液孔中加显色液或发光液，同时吸液泵继续工作，使显色液或发光液和洗液进行同向层析，接着对照区域和检测区域上发生显色反应；

[0011] ④最后外部设备对检测区域和对照区域的光信号（包括颜色信号）进行自动识别，最终外部设备对信号的强弱以及内置的标准曲线进行比对分析后，得出定量的检测结果，并将检测结果显示给使用者。

[0012] 前述的应用逆向免疫层析反应的定量检测方法中，所述检测区域和对照区域为载有反应物（乳胶/磁珠/抗体）的点或线。

[0013] 用于前述方法的试剂盒，其特点是：包括条形的层析膜，层析膜外包覆有盒体，盒体的中部设有检测窗，检测窗所在位置的层析膜上设有对照区域和检测区域；所述检测窗两侧的盒体上分别开设有用于添加样本的加样孔和用于添加洗液和显色液或发光液的注液孔，注液孔还用于检测样本的层析位置；所述对照区域和检测区域内分别载有与样本反应的反应物。

[0014] 用于前述方法的外部设备，其特点是：至少包括一个地板部件，地板部件上设有支架部件，支架部件下方设有用于容纳试剂盒且可滑动进出外部设备的板卡托板，支架部件上固定有吸液部件和加液部件；支架部件还固定有条形码检测部件、图像检测部件；还包括显示部件以及控制各部件的控制主板。

[0015] 前述的外部设备中，还包括IC卡读写部件、加热部件和荧光扫描检测部件。

[0016] 与现有技术相比，本发明通过一个外部设备和一个更为简易的试剂盒配合使用以实现检测目的。通过对注液孔的监测，通过外部设备可以自动分析出样本层析的位置和时间，自动控制加洗液和显色液的时机，在检测区域反应结束时加入洗液，终止反应。与现有技术项相比，由于机器自动控制，防止过度反应产生的报废，提高了试剂检测的精密度，防止人工操作引起的不必要误差。相对于现有技术，显色液和洗液的添加及保藏的工作移交至外部设备。所以本发明的试剂盒可以做得很薄，体积很小，便于携带，且没有了洗液和显色液的保存条件束缚，运输、保存成本也降低了很多。另外，由于外部设备可以保存大量的显色液和洗液，其添加量也可以由外部设备精确控制，且一台外部设备可以重复对不同的试剂盒进行作用，与现有技术相比，可节省大量的洗液和显色液。而且本发明还在外部设备中设置了吸液部件，在检测的多个步骤中使用吸液部件作用于层析膜，使液体被动地进行层析，因而降低了对层析膜（相当于现有技术中的层析膜）本身性能的要求，同时增强了洗涤能力，降低非特异性反应。本发明在进行样本检测时，只需试剂盒插入外部设备，再将待测样本加入外部设备，其它步骤均可以由外部设备进行自动控制，最终可在外部设备的显示系统上直观地得到定量的检测结果，避免了人的主观判断所产生的误差。

[0017] 图1是现有试剂盒的结构图；

[0018] 图2是本发明试剂盒的结构示意图；

[0019] 图3是本发明外部设备的结构框图；

[0020] 图4是图3的侧视图。

[0021] 附图中的标记为：1-加样孔，2-检测窗，3-层析膜，4-注液孔，5-盒体，6-对照区域，7-检测区域，11-地板部件，12-支架部件，13-吸液部件，14-加液部件，15-图像检测部件，16-板卡托板，17-IC卡读写部件，18-荧光扫描检测部件，110-显示部件，111-加热部件，112-控制主板。

[0022] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

[0023] 实施例。应用逆向免疫层析反应的检测方法：使用外部设备和试剂盒对待测样本的反应量和反应时间进行精确控制，从而实现逆向免疫层析反应；该剂盒内设有层析膜，层析膜中部载有对照区域和检测区域；当外部设备检测到样本层析到达指定位置，样本层析完成，自动控制外部设备将洗液和显色液或发光液先后注入试剂盒，外部设备控制吸液泵作用于试剂盒，使注入的液体进行逆向层析，并先后与对照区域和检测区域内的物质进行反应（免疫反应和/或化学反应），并最后产生颜色变化或产生可见光，最后外部设备通过识别对照区域和检测区域的光信号，对比信号的强弱以及内置的标准曲线后即可得出定量检测结果。

[0024] 样本检测的具体步骤包括：

[0025] ①在试剂盒的其中一侧的加样孔中进行定量加样，样本在层析膜的毛细作用下层析移动至对照区域和检测区域，并与对照区域和检测区域内的物质发生反应；

[0026] ②当外部设备检测到待测样本层析到指点位置，外部设备又在试剂盒的另一侧的注液孔中先注入洗液，并在加样孔上使用吸液泵进行抽吸，使洗液反向层析移动至加样孔；

[0027] ③然后在注液孔中加显色液或发光液，同时吸液泵继续工作，使显色液或发光液和洗液进行同向层析，接着对照区域和检测区域上发生显色反应；

[0028] ④最后外部设备对检测区域和对照区域的光信号（包括颜色信号）进行自动识别，最终外部设备对信号的强弱以及内置的标准曲线进行比对分析后，并将检测结果显示给使用者。

[0029] 所述检测区域和对照区域为载有反应物（乳胶/磁珠/抗体）的点或线。

[0030] 用于前述方法的试剂盒，如图2所示：包括条形的层析膜3，层析膜3外包覆有盒体5，盒体5的中部设有检测窗2，检测窗2所在位置的层析膜3上设有对照区域6和检测区域7；所述检测窗2两侧的盒体5上分别开设有用于添加样本的加样孔1和用于添加洗液和显色液或发光液的注液孔4，注液孔4还用于检测样本的层析位置；所述对照区域6和检测区域7内分别载有与样本反应的反应物。

[0031] 用于前述方法的外部设备，如图3和图4所示：至少包括一个地板部件11，地板部件11上设有支架部件12，支架部件12下方设有用于容纳试剂盒且可滑动进出外部设备的板卡托板16，支架部件12上固定有吸液部件13和加液部件14；支架部件12还固定有条形码检测部件19、图像检测部件15；还包括显示部件110以及控制各部件的控制主板112。还包括IC卡读写部件17、加热部件111和荧光扫描检测部件18。各部件的在外部设备的位置关系无特别要求，只需能实现下述工作原理即可任意布置。

[0032] 外部设备的工作原理如下，以牛奶样本为例，将牛奶样品加入样品管，轻微摇匀，再将样品管放入外部设备的加热部件111，加热5min；将样品管从加热部件111取出，将牛奶倒入试剂盒的加样孔1，样本开始层析移动，同时将试剂盒放入板卡托板16，板卡托板16进入外部设备，条形码检测部件19检测试剂盒上的条形码，然后图像检测部件15自动检测注液孔，检测样品是否到达注液孔；当检测到样本到达注液孔，吸液部件13移动到加样孔，并开始吸液，同时加液部件14开始工作，加入洗液；洗液层析完成后，吸液部件继续工作，加入显色液并开始层析。显色液层析完成后，试剂盒移动到检测位，由图像检测部件15开始检测（加发光液时，可使用荧光扫描检测部件18进行检测），通过控制主板112配合软件分析给出检测结果，并将结果显示在显示部件110上。

[0033] 现以牛奶样本检测为例，其具体检测原理如下。

[0034] 1、说明。

[0035] 1）反应管中包含PBP-HRP（青霉素结合蛋白-辣根过氧化物酶连接蛋白，简称PBP-HRP）和R-anti-M IgG-HRP（兔抗鼠免疫球蛋白-辣根过氧化物酶连接蛋白，简称RAM-HRP）冻干粉末；

[0036] 2）检测点：通过固相包被技术将氨苄青霉素小分子（Amp）固定到微纳米乳胶颗粒（简称：Latex）上简称Latex-Amp，取一定浓度的包被乳胶点样到层析膜上。

[0037] 3）对照点包括2个方案。

[0038] 方案A：通过固相包被技术将小鼠IgG（免疫球蛋白）固定到微纳米乳胶颗粒上(简写：Latex-M IgG)，取一定浓度的包被乳胶点样到层析膜上。此时，包含在反应管中的对照抗体为兔抗小鼠IgG的辣根过氧化物酶结合物（简写R-anti-M IgG-HRP）。

[0039] 方案B：通过固相包被技术将小鼠抗PBP蛋白抗体固定到微纳米乳胶颗粒上(简写：Latex-Anti PBP)，去一定浓度的包被乳胶点样到层析膜上。此时，包含在反应管中的无对照抗体，仅有PBP-HRP。

[0040] 2、反应过程

[0041] 1）取400ul待测牛奶样本，加入到反应管中，混匀，加入到外部设备的样本添加口，45℃加热5min。

[0042] 其中存在的反应：

[0043] a）阴性牛奶：复融的PBP-HRP和牛奶中的任何成分不反应，仍以游离PBP-HRP蛋白存在于牛奶中。

[0044] b）阳性牛奶：部分复融的PBP-HRP和牛奶中的抗生素反应（以青霉素G（Penicillin G）为例），形成Penicillin G-PBP-HRP复合物，存在于牛奶中，部分PBP-HRP仍以游离的方式存在，如果待测牛奶的中含Penicillin G浓度高，则游离PBP-HRP浓度低。

[0045] c）方案A中，R-anti-M IgG-HRP不参与反应。

[0046] 2）反应结束后，将400ul牛奶加入到层析膜的加样孔中，待测牛奶以层析的方式，在一定的时间内快速流过检测点和对照点的位置，并到达洗液孔的位置。

[0047] 方案A中，其中检测点和对照点存在的反应：

[0048] a）阴性牛奶：存在于生鲜牛乳中的游离PBP-HRP蛋白，和检测点中Latex-Amp反应，形成Latex-Amp-PBP-HRP复合物，固定于检测点。

[0049] b）阳性牛奶：Penicillin G-PBP-HRP由于已经反应，在流经检测点时，不发生反应；而部分仍以游离的方式存在的PBP-HRP，则和Latex-Amp反应，形成Latex-Amp-PBP-HRP复合物固定于检测点。Latex-Amp-PBP-HRP复合物量的多少，取决于样本中Penicillin G量的多少，样本中Penicillin G量多，则Latex-Amp-PBP-HRP复合物量少，否则反之。

[0050] c）牛奶流经对照点，R-anti-M IgG-HRP和Latex-M IgG反应，形成Latex-M IgG-R-anti-M IgG-HRP，固定于对照点。

[0051] 方案B中，检测点和对照点的反应：

[0052] a）阴性牛奶：存在于生鲜牛乳中的游离PBP-HRP蛋白，分别与检测点中Latex-Amp，对照点中的Latex-Anti PBP反应，形成Latex-Amp-PBP-HRP复合物，固定于检测点；形成Latex-Anti PBP-PBP-HRP复合物固定于对照点。

[0053] b）阳性牛奶：Penicillin G-PBP-HRP由于已经反应，在流经检测点时，不与latex-Amp发生反应；而部分仍以游离的方式存在的PBP-HRP，则和Latex-Amp反应，形成Latex-Amp-PBP-HRP复合物固定于检测点。Latex-Amp-PBP-HRP复合物量的多少，取决于样本中Penicillin G量的多少，样本中Penicillin G量多，则Latex-Amp-PBP-HRP复合物量少，否则反之。当阳性牛奶流经对照点，Latex-Anti PBP与Penicillin G-PBP-HRP以及游离的PBP-HRP反应，形成Latex-Anti PBP-Penicillin G-PBP-HRP复合物以及Latex-Anti PBP-PBP-HRP复合物固定于对照点。样品中Penicillin G浓度越高，形成Penicillin G-PBP-HRP复合物量越多，游离PBP-HRP量越少，则检测点中Latex-Amp-PBP-HRP复合物量少，但对照点Latex-Anti PBP-Penicillin G-PBP-HRP越多。

[0054] 3）洗涤：当反应结束，吸液泵到达加样孔，一定量洗液加入到洗液孔中，吸液泵工作，洗涤反应膜

[0055] 4）显色：洗涤结束，在洗液孔中加入一定量显色液，吸液泵工作，显色3min[0056] 5）检测判断。图像识别系统自动读取检测点和对照点灰度值，仪器内部设置标准曲线，根据检测点和对照点的灰度值，并参考内置标准曲线，得出定量的浓度值。

[0057] 除实施例1中的牛奶检测外，本发明的方法和设备还适用于其它利用定向快速免疫层析检测法进行检测的样本及检测项目，而背景技术中IDEXX公司的试剂盒所能检测的样本和检测项目均能使用本发明的方法和设备进行检测。本发明可以检测的样本主要包括：血液、血清、血浆、尿液、胸腹水、脑积液、细胞培养上清、痰液、咽拭子洗脱液、生鲜牛乳、成品牛奶、乳粉、动植物组织匀浆液、动物血液、动物血清、动物尿液以及动物其他体液等。本发明可以用于检测人及动物血液样本、体液样本，液态食品、动植物提取物中检测病原体、蛋白、其他微小颗粒或化学分子等，检测步骤与实施例1中的步骤基本相同，只需替换设备中检测点、对照点中的物质及相应替换洗液和显色液即可。