一种荧光检测装置及其检测方法
【专利摘要】本发明提供了一种荧光检测装置及其检测方法，装置包括样本抽取机构、磁微球汇集机构和荧光检测机构；所述的样本抽取机构包括吸液针头、石英管和吸液泵，所述吸液针头连接石英管，石英管连接吸液泵；所述的磁微球汇集机构为恒流源供电线圈缠绕的电磁铁，所述电磁铁的一端朝向石英管；所述的荧光检测机构包括激发光光源、第一光电转换器、激发光路和第一收集光路，所述激发光光源的光线通过激发光路聚焦在石英管上，且该汇集点与电磁铁朝向石英管的位置相同，所述的第一收集光路对应该汇集点的位置设置，所述的第一光电转换器对应第一收集光路。
【专利说明】
一种荧光检测装置及其检测方法
技术领域
[0001] 本发明属于生物医学检测技术领域，具体涉及一种荧光检测装置及其检测方法。
【背景技术】
[0002] 荧光检测技术在医学和生物学中的应用已有近70年的历史，它与免疫检测技术相 接合形成荧光免疫技术，并随着免疫技术的发展和应用，成为微生物学、免疫学、病理学、免 疫组织化学和基因组化学中最常用、最有效的一种检测技术。
[0003] 随着临床医学和科技进步，荧光免疫技术又发展出多种实用检测技术，如电化学 荧光免疫分析(ECLI)、化学发光免疫分析(CLIA)、时间分辨荧光免疫分析(TRFIA)等荧光免 疫分析技术。这些技术均是通过对标记物(示踪探针)检测来确定被检测物，标记物通过免 疫反应法、化学反应法、生化反应法、链霉亲和素和生物素等包被技术，制作成具有较高特 异性的探针，探针通过相应的反应与目标物质结合;检测仪器通过对示踪探针的检测，测定 出目标物质的浓度。另一方面包被技术也在发展，从传统的包被酶标板改为用磁微球作为 免疫反应的载体，通过控制磁场抓取磁微球，可大大提高包被物量，增加检测灵敏度，减少 反应时间，方便反应过程中的清洗，实验自动化操作，提高系统灵活性和工作效率，如目前 比较流行的化学发光免疫分析仪。
[0004] 目前，无论是使用磁微球作为免疫反应载体的设备，如：免疫荧光分析仪、化学发 光荧光分析仪;还是用96孔板作为免疫反应载体的装置，如：酶标仪或时间分辨免疫分析 仪，反应过程中需要进行若干次的样品池清洗，最后的荧光检测，均在反应池中进行，也就 是检测整个反应池荧光标记物含量。以上这种常规的荧光标记检测技术，都存在一个无法 克服的问题就是：由于反应过程经过了清洗步骤，无法保证每次试验时反应池中磁微球的 数量不发生变化。也就是说，在检测过程中，清洗次数不同或清洗误差会影响检测结果，具 有以下缺陷： 1、未清洗干净时，很多杂质存在的瞬时荧光对荧光标记物荧光的特异性构成干扰。
[0005] 2、检测磁微球以低浓度分布在样本溶液中，容易被样本溶液中的干扰物质影响， 导致检测误差。
【发明内容】
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种时间分辨荧光检测装置及其检测方法。 将样品池中的磁微球分成等量的若干份，并对磁微球进行汇集后再完成荧光标记物检测。
[0007] 本发明为了实现上述发明目的，采用如下技术方案： 一种荧光检测装置，包括样本抽取机构、磁微球汇集机构和荧光检测机构;所述的样本 抽取机构包括吸液针头、石英管和吸液栗，所述吸液针头连接石英管，石英管连接吸液栗； 所述的磁微球汇集机构为恒流源供电线圈缠绕的电磁铁，所述电磁铁的一端朝向石英管； 所述的荧光检测机构包括激发光光源、第一光电转换器、激发光路和第一收集光路;所述激 发光光源的光线通过激发光路聚焦在石英管上，且该汇集点与电磁铁朝向石英管的位置相 同，所述的第一收集光路对应该汇集点的位置设置，所述的第一光电转换器对应第一收集 光路。
[0008] 本发明的荧光检测装置通过电磁铁对磁微球的磁力作用，将磁微球聚集在石英管 的检测区域，使磁微球在局部区域的浓度提高了成千倍，荧光标记物的荧光强度则可提高 上万倍，而背景干扰荧光没有相应的提高，从而提高系统的抗干扰能力和灵敏度高。
[0009] 本发明所述的荧光检测装置还包括磁微球数量监测机构，包括第二收集光路和第 二光电转换器;所述第二收集光路对应所述汇聚点的位置设置，所述的第二光电转换器对 应第二收集光路。
[0010] 优选地，所述的第二收集光路为散射光收集光路。通过检测汇集点处磁微球在照 射光照射时产生的散射光，实现对磁微球汇集数量的实时监测，保证每次荧光检测时的磁 微球数量相同，有效提高了检测的准确性和可靠性。
[0011] 本发明磁微球数量监测机构所用光源可与时间分辨荧光检测机构共用同一光源， 或者另外设置散射光光源或荧光磁微球激发光源，可以与时间分辨荧光检测机构的激发光 源共用一种波长，也可以是两种不同波长。
[0012] 本发明所述石英管为中空透明管，其内径为O.l-lOmm。
[0013] 优选地，所述石英管的内径和外径均为方形。能够限制磁微球向外延聚集，使有限 的空间内磁微球分布均匀且数量稳定，并且确保在磁微球汇集点处，获得更高的磁微球总 数与液体容积的占比，这样可大大提高系统信噪比。
[0014] 本发明所述的吸液栗为蠕动栗或空气喷射栗，对液体流动石英管产生压差，促使 液体从反应池中流过石英管，并且流速可控。
[0015] 本发明所述的激发光路、第一收集光路和第二收集光路均由聚集透镜和滤光片构 成。
[0016] 本发明还提供了该荧光检测装置的检测方法： 步骤如下： 1) 将吸液针头下端浸入反应池中待检测样本溶液，吸液栗对液体产生压差，促使反应 池里的液体在石英管中流动;所述待检测样本溶液中含结合了被检测物和荧光标记物的磁 微球； 2) 打开恒流源，电磁铁产生磁场，将流过石英管液体中的磁微球驻留在电磁铁前端，使 磁微球在石英管内的汇集数量不断增加，形成汇集点； 3) 待磁微球汇集一段时间后，启动激发光光源，光线通过激发光路聚焦在石英管内汇 集点的磁微球上，第一收集光路收集磁微球结合的荧光标记物的荧光信号，并通过第一光 电转换器转换为电信号，进行荧光标记物含量检测，关闭恒流源； 重复上述步骤1)_3)，分批次获得抽取液体中汇集磁微球的检测结果，并进行统计，完 成对整个反应池中荧光标记物的含量检测。
[0017] 优选地，待磁微球汇集0.1秒至10秒后，启动激发光光源。控制磁微球的汇集时提 从而使每次荧光检测时，磁微球的汇集数量都相同。
[0018]进一步优选地，所述电磁铁的磁力恒定为1~2000mg，保证磁微球聚集稳定。
[0019]进一步优选地，所述液体在石英管中的流速恒定为0.1~100厘米/秒，此流速下的 磁微球能快速聚集。
[0020]本发明还提供了该荧光检测装置的另一种检测方法，其特征在于： 步骤如下： 1) 将吸液针头下端浸入反应池中待检测样本溶液，吸液栗对液体产生压差，促使反应 池里的液体在石英管中流动;所述待检测样本溶液中含结合了被检测物和荧光标记物的磁 微球； 2) 打开恒流源，电磁铁产生磁场，将流过石英管液体中的磁微球驻留在电磁铁前端，随 着液体的流动，磁微球在石英管内的汇集数量不断增加，形成汇集点； 3) 启动激发光光源，光线通过激发光路聚焦在石英管内汇集点的磁微球上，第二收集 光路收集汇集点处磁微球在激发光照射下产生的光线，并转换成电信号，从而监测汇集点 处磁微球的聚集数量； 4) 当磁微球聚集数量达到某设定值时，通过第一收集光路收集磁微球结合的荧光标记 物的荧光信号，并通过第一光电转换器转换为电信号，进行荧光标记物含量检测，关闭恒流 源； 重复上述步骤1)_4)，分批次获得抽取液体中汇集磁微球的检测结果，并进行统计，完 成对整个反应池中荧光标记物的含量检测。
[0021 ]优选地，当磁微球在汇集点聚集的数量达到1~100000粒之间的设定值时，启动激 发光光源。
[0022]优选地，所述磁微球的内部加入了与荧光标记物波长不同的荧光物质，所述的第 二收集光路为磁微球自带荧光的收集光路。
[0023]本发明所述磁微球的粒径在lOOnm至50mi之间，作为荧光标记物的载体。
[0024] 荧光标记物为反应试验的示踪物质，包被有能与检测目标物相结合的物质，荧光 标记物具有在特定波长激发光照射下激发出长寿命荧光的特异性。
[0025] 本发明所述磁微球的检测目标物包括:免疫蛋白、激素、生物酶、药物、微量元素、 肿瘤标记物、基因、DNA和RNA、微生物及其代谢物等。
[0026] 本发明的荧光检测，还可以是化学发光荧光标记物检测装置，化学发光荧光标记 物在化学发光底物的作用下，产生长寿命特定波长的荧光，化学发光荧光收集光路设立在 石英管磁微球汇集点侧面，收集的荧光信号经过光电转换器转换为电信号；监测磁微球在 汇集点聚集数量达到设定值后，记录磁微球所结合的化学发光标记物的荧光强度电信号； 通过分批次抽取液体、汇集磁微球、检测荧光标记物的化学发光荧光，对2到1000次检测结 果进行统计得到平均值，实现对整个反应池中荧光标记物含量检测。
[0027]本发明的有益效果在于： 1、通过电磁铁将磁微球聚集在检测区域，使磁微球在检测区域的浓度提高了成千倍， 荧光标记物的荧光强度则可提高上万倍，而溶液中的杂质所产生的背景干扰信号不会被增 强，有效消减由于清洗不彻底对检测结果带来的干扰。
[0028] 2、常规反应试验清洗的目的是减少杂质，提高荧光标记物与背景信号占比；本发 明的检测方法，通过提高磁微球密度，提高荧光标记物与背景信号占比，来提高实验精度， 特别适用于免清洗的反应体系检测荧光标记物含量。
[0029] 3、本发明检测方法将反应池的液体样本分成若干份，分别依次进行荧光标记物检 测，用多次的检测结果的统计值，代替对反应池中荧光标记物进行一次检测的常规方法，提 高了反应池的检测准确性，减少系统检测波动。
[0030] 4、通过设置磁微球数量监测机构来监测磁微球聚集的数量，确保每次标记物荧光 的检测都是基于相同的磁微球条件下，从而提高荧光标记物检测结果的稳定性，且实验可 控性更强。
【附图说明】
[0031 ]图1是本发明实施例1-4荧光检测装置的结构示意图。
[0032] 图2是本发明实施例1-4荧光检测装置检测状态的结构示意图。
[0033] 图3是本发明实施例1-4装置在焦点处垂直液体流动方向的剖面图。
[0034] 图4是本发明实施例5-7荧光检测装置的结构示意图。
[0035] 图5是本发明实施例5-7荧光检测装置检测状态的结构示意图。
[0036] 图6是本发明实施例5-7装置在焦点处垂直液体流动方向的剖面图。
[0037] 附图标记：1、石英管，2、磁微球，3、激发光光源，4、第二光电转换器，5、第一光电转 换器，6、电磁铁恒流源，7、汇集点，8、电磁铁，9、激发光路，10、第一收集光路，11、第二收集 光路，12、反应池，13、吸液针头，14、吸液栗。
【具体实施方式】
[0038]下面结合【具体实施方式】对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
[0039] 实施例1 如图1、图2和图3所示，一种荧光检测装置，包括样本抽取机构、磁微球汇集机构和荧光 检测机构;所述的样本抽取机构包括吸液针头13、石英管1和吸液栗14,所述吸液针头13连 接石英管1，石英管1连接吸液栗14;所述的磁微球汇集机构为恒流源6供电线圈缠绕的电磁 铁8,所述电磁铁8的一端朝向石英管1;所述的荧光检测机构包括激发光光源3、第一光电转 换器5、激发光路9和第一收集光路10,所述激发光光源3的光线通过激发光路9聚焦在石英 管1上，且该汇集点7与电磁铁朝向石英管的位置相同，所述的第一收集光路10对应该汇集 点7的位置设置，所述的第一光电转换器5对应第一收集光路10。
[0040] 实施例2 本实施例在实施例1的基础上： 所述石英管1为中空透明管，其内径为〇.1_。
[0041 ] 实施例3 本实施例在实施例1的基础上： 所述石英管1为中空透明管，其内径为l〇mm。
[0042]所述石英管的内径和外径均为方形。
[0043]所述的吸液栗14为蠕动栗。
[0044] 实施例4 本实施例在实施例1的基础上： 所述石英管1为中空透明管，其内径为1mm。
[0045] 所述石英管的内径和外径均为方形。
[0046] 所述的吸液栗14为空气喷射栗。
[0047] 所述的激发光路9和第一收集光路10由聚集透镜和滤光片构成。
[0048] 实施例5 本实施例在实施例1的基础上： 如图4、图5和图6所示，所述的荧光检测装置还包括磁微球数量监测机构，包括第二收 集光路11和第二光电转换器4;所述第二收集光路11对应所述汇聚点7的位置设置，所述的 第二光电转换器4对应第二收集光路11。
[0049] 实施例6 本实施例在实施例5的基础上： 所述石英管1的内径为5_。
[0050] 所述的吸液栗14为空气喷射栗。
[0051 ] 实施例7 本实施例在实施例5的基础上： 所述石英管1的内径为5_。
[0052]所述的吸液栗14为空气喷射栗。
[0053]所述的激发光路9、第一收集光路10和第二收集光路11均由聚集透镜和滤光片构 成。
[0054] 实施例8 本实施例为实施例1-4所述荧光检测装置的检测方法，步骤如下： 1) 将吸液针头下端浸入反应池中待检测样本溶液，吸液栗对液体产生压差，促使反应 池里的液体在石英管中流动;所述待检测样本溶液中含结合了被检测物和荧光标记物的磁 微球； 2) 打开恒流源，电磁铁产生磁场，将流过石英管液体中的磁微球驻留在电磁铁前端，使 磁微球在石英管内的汇集数量不断增加，形成汇集点； 3) 待磁微球汇集一段时间后，启动激发光光源，光线通过激发光路聚焦在石英管内汇 集点的磁微球上，第一收集光路收集磁微球结合的荧光标记物的荧光信号，并通过第一光 电转换器转换为电信号，进行荧光标记物含量检测，关闭恒流源； 重复上述步骤1)_3)，分批次获得抽取液体中汇集磁微球的检测结果，并进行统计，完 成对整个反应池中荧光标记物的含量检测。
[0055] 实施例9 本实施例在实施例8的基础上： 所述电磁铁的磁力恒定为lmg。
[0056] 所述液体在石英管中的流速恒定为0.1厘米/秒。
[0057] 实施例10 本实施例在实施例8的基础上： 所述电磁铁的磁力恒定为2000mg。
[0058]所述液体在石英管中的流速恒定为100厘米/秒。
[0059] 实施例11 本实施例在实施例8的基础上： 所述电磁铁的磁力恒定为l〇〇〇mg。
[0060]所述液体在石英管中的流速恒定为50厘米/秒。
[0061 ] 实施例12 本实施例为实施例5-7所述荧光检测装置的检测方法，步骤如下： 1) 将吸液针头下端浸入反应池中待检测样本溶液，吸液栗对液体产生压差，促使反应 池里的液体在石英管中流动;所述待检测样本溶液中含结合了被检测物和荧光标记物的磁 微球； 2) 打开恒流源，电磁铁产生磁场，将流过石英管液体中的磁微球驻留在电磁铁前端，随 着液体的流动，磁微球在石英管内的汇集数量不断增加，形成汇集点； 3) 启动激发光光源，光线通过激发光路聚焦在石英管内汇集点的磁微球上，第二收集 光路收集汇集点处磁微球在激发光照射下产生的光线，并转换成电信号，从而监测汇集点 处磁微球的聚集数量； 4) 当磁微球聚集数量达到某设定值时，通过第一收集光路收集磁微球结合的荧光标记 物的荧光信号，并通过第一光电转换器转换为电信号，进行荧光标记物含量检测，关闭恒流 源； 重复上述步骤1)_4)，分批次获得抽取液体中汇集磁微球的检测结果，并进行统计，完 成对整个反应池中荧光标记物的含量检测。
[0062] 实施例13 本实施例在实施例12的基础上： 所述的第二收集光路11为散射光收集光路。
[0063] 当磁微球2在汇集点7聚集的数量达到1粒时，启动激发光光源3。
[0064] 实施例14 本实施例在实施例12的基础上： 所述的第二收集光路11为散射光收集光路。
[0065] 当磁微球2在汇集点7聚集的数量达到1000粒时，启动激发光光源3。
[0066] 实施例15 本实施例在实施例12的基础上： 当磁微球2在汇集点7聚集的数量达到100000粒时，启动激发光光源3。
[0067] 所述的磁微球2中加入了与荧光标记物波长不同的荧光物质，所述的第二收集光 路11为磁微球自带荧光的收集光路。
[0068] 实施例16 本实施例在实施例12的基础上： 当磁微球2在汇集点7聚集的数量达到1000粒时，启动激发光光源3。
[0069] 所述的磁微球2中加入了与荧光标记物波长不同的荧光物质，所述的第二收集光 路11为磁微球自带荧光的收集光路。
[0070] 实施例17 一种焚光检测装置，包括样本抽取机构、磁微球汇集机构和焚光检测机构，其中： 样本抽取机构包括吸液针头13、石英管1、吸液栗14;所述吸液针头13下端浸入反应池 12中待检测样本溶液液面以下，上端经过软管连接石英管1，石英管下端连接吸液栗14,吸 液栗14为蠕动栗或空气喷射栗，对液体流动管路产生压差，促使液体从反应池12中流过石 英管1，并且流速可控，吸液栗14出口连接废液收集瓶，废液瓶和连接软管。
[0071 ]磁微球汇集机构包括电磁铁8、恒流源6;所述电磁铁8设置在控制石英管1中部，打 开恒流源6后电磁铁8产生的磁力，将流过石英管1液体中的磁微球2驻留在电磁铁8前端，在 磁力恒定和液体流速恒定的情况下，磁微球2在石英管内的汇集数量不断增加，形成高密度 汇集点7。
[0072] 荧光检测机构包括激发光光源3和荧光检测装置;所述激发光光源3光线被光路9 聚焦在石英管1内汇集点7的磁微球2上，荧光标记物在激发光3照射下产生特异性的长寿命 荧光;荧光检测装置设置在石英管1侧面，第一收集光路10用于收集荧光标记物荧光，再通 过第一光电转换器5转换为电信号。
[0073] 所述石英管1为方形或圆形细长中空液流管路，内径为0.1到10_之间。
[0074]基于上述装置的检测方法是:将反应池12中的液体经过针头13连续抽入石英管1， 石英管1中部设有电磁铁8，随着液体的连续流动，越来越多的磁微球2聚集在电磁铁8的前 端;磁微球2聚集到一定时间后数量基本稳定，关闭吸液栗，启动光源3照射磁微球2设定时 间后关闭，经延迟设定时间后，启动第一光电转换器5,获得磁微球2所结合的荧光标记物的 时间分辨焚光强度电信号。
[0075] 通过分批次抽取液体、汇集磁微球2、检测荧光标记物的荧光，对2到1000次检测结 果进行统计，实现对整个反应池12中荧光标记物含量检测。
[0076] 通过以下实施例，对本发明荧光检测装置定量测定样品溶液中目标检测物含量的方法 进行详细的说明。
[0077] 实施例18 双抗体夹心法定量检测TSH(促甲状腺激素)的检测 1、把抗人TSH的亚单元单克隆抗体包被磁微球上 将20mg粒径5wii、表面带羧基的磁微球(购自Thermo Scientific公司）用磁铁分离上清 液，然后把上清液移走，除去缓冲液中的叠氮钠3次，用0.1MMES缓冲液(pH6.8~7.2)悬浮， 稀释到5ml;在搅拌下加入5mg碳二亚胺(EDC)和5mg N-羟基琥I自酰亚胺磺酸钠盐，搅拌溶 解，室温反应25分钟;把活化后的磁微球用磁铁分离上清液，然后把上清液移走，除去多余 的EDC和N-羟基琥珀酰亚胺磺酸钠盐。用50mM硼酸缓冲液(pH8.2~9)清洗，之后用硼酸缓冲 液悬浮到3毫升。
[0078] 加入lmg用50mM硼酸缓冲液(pH8.2~9)透析过的抗人TSH的亚单元单克隆抗体， 搅拌均匀，室温反应16到24小时；反应结束后用磁铁分离上清液，把上清液移走，加封闭液 (含有5g/L的BSA(牛血清白蛋白）、50mM pH8.5的Tris(三羟甲基氨基甲烷醋酸盐)缓冲液封 闭8小时左右，用磁铁分离上清液，把上清液移走，然后用稀释液(含有5g/L的BSA、5g/L的 PVP(聚乙烯吡咯烷酮）、0.2%叠氮钠的pH8.0的Tris缓冲液50mM)溶解沉淀，制成标识微球试 剂。4°C冷藏保存。
[0079] 2、把在抗人-TSH的a-亚单元单克隆抗体标记在荧光标记物上 首先把lmg抗人-TSH的a-亚单元单克隆抗体pH7.0的0.05M磷酸缓冲溶液，2~8°C透析 四次。取出加入0.2mg的二硫苏糖醇(DTT)还原20分钟，再加入0.4mg的穴状化合物(时间分 辨荧光标记物），和O.Olmg的乙二胺四乙酸(EDTA)低温反应24小时。
[0080] 用Sephadex G-50柱层析分离标记了穴状化合物的单抗和没在标记的单抗，用蛋 白仪区分不同分子量的蛋白，同时检定标记到单抗的穴状化合物的比例，制备得到荧光标 记试剂，4°C冷藏保存。该试剂分辨荧光标记物能在340nm波长光源的激发下，发出610nm荧 光，并且寿命为2ms以上。
[0081] 3、免疫反应样品制备 取TSH浓度为0.09IU/ml的标准样品3份各50yl，分别加入3个塑料管式样品反应池12 中，并标记物A、B和C。
[0082]向上述3个样品池中分别加入取步骤1制备的磁微球试剂20yl (固含量为万分之 二），利用电磁场振荡，样品中的TSH抗原与磁微球的包被抗人TSH的亚单元单克隆抗体免 疫反应，并附着在磁微球表面，样品溶液中的抗原越多，则在标识微球表面聚集得越多。反 应30分钟后，利用磁场进行分离，移去上清液多余的样本，再加入200yl清洗液，磁场分散， 再利用磁场进行分离，反复清洗5次，最后加入稀释液。
[0083]按上述步骤分别对样品池B和C进行重复清洗6次、7次。
[0084]向上述3个样品池中分别加入步骤2制备的标记物试剂50yl，荧光标记物会通过标 记的抗人-TSH的a-亚单元单克隆抗体与附着在磁微球上的TSH抗原结合，形成磁微球-目标 物-标记物的复合物，约30分钟后，利用磁场进行分离，移去上清液多余的荧光标记物，再加 入200iU清洗液，磁场分散，再利用磁场进行分离，反复清洗5次，最后一次加入稀释液。 [0085]按上述步骤分别对样品池B和C进行重复清洗6次、7次。
[0086]理论上清洗次数越多溶液中的杂质越少，背景干扰越低，但导致磁微球数量丢失 的可能性越大。
[0087] 4、荧光检测 用本发明装置对样品进行检测，装置中激发光光源3为340nm光电二极管，其供电电流 为80mA，从上方照射，并将焦距对准反应池12中心，时间分辨荧光光路10的滤光片为61 Onm 光窄带通过，第一光电转换器5为滨松公司光电倍增管R4220P，转换的电信号经过发大和滤 波后，并进入模数转换为数字信号。
[0088] 首先取上述A样品反应池，加入荧光增强液后，将吸液针头13下端浸入反应池12中 液面以下，开启吸液栗14,使液体流动管路产生压差，促使液体从反应池12中样品液体不断 流过石英管1，并且流速稳定可控，吸液栗14出口连接废液收集瓶，废液瓶和连接软管，未在 视图中画出； 如图2，打开恒流源6，使电磁铁8受电产生磁力，石英管1内流动的液体中的磁微球2在 电磁铁8磁力作用下，渐渐汇集在石英管1内壁，越积越多并形成汇集点7,经过设定的35秒 后，汇集点7聚集的磁微球2达到稳定的数量，关闭吸液栗14;同时，开启汇集点7上方激发光 源3,经过50微秒时间的照射后关闭，汇集点7的磁微球2所结合的荧光标记物，在390nm光照 射下被激发出61 Onm波长的荧光，经汇集点7侧面的时间分辨荧光第一收集光路10和第一光 电转换器5,荧光信号被转换为电信号;激发光源3关闭200微秒延时时间后，检测并记录时 间分辨焚光信号。
[0089]完成一次检测后，关闭电磁铁8，磁微球随液体流走，然后再次开启，重复30次上述 汇集磁微球2，检测记录荧光强度过程，最后进行统计获得平均光强值，完成对样本A中的目 标物的检测。
[0090] 清洗吸液针头13和液路管道内壁，防止交叉污染。按上述同样方法依次对样品B和 C进行检测，得到检测结果如下。
[0091] 表1 TSH定量微球检测荧光结果
5、使用常规检测仪的检测结果 进行上述1-3步操作，最后把反应物移入酶标板内，对整个反应池检测荧光，使用苏州 新波的Anytest2000检测仪，检测A、B和C反应池的荧光信号，结果如下： 表2 TSH反应池检测荧光结果
本实施例的实验数据说明，相比TSH反应池荧光检测的常规方法，通过采用定量微球的 检测方法不仅减少了清洗过程中磁微球丢失所引入误差，而且减少了由于清洗不彻底引入 的背景干扰，更适合应用于全自动、快速、高灵敏度、高精度和高通量检测。
[0092] 实施例19 本实施例给出了一个利用电磁铁8对磁微球2吸力恒定的条件下，通过改变流过石英管 1的液体流速，控制磁微球2在汇集点7的聚集数量恒定的方法。具体步骤如下： 如图4所示，装置对样品进行检测，装置中激发光光源3为390nm光电二极管，其供电电 流为80mA，从上方照射，并将焦距对准反应池12中心，荧光光路10的滤光片为61 Onm光窄带 通过，第一光电转换器5为滨松公司光电倍增管R4220P，转换的电信号经过发大和滤波后， 并进入模数转换为数字信号。
[0093] 首先开启吸液栗电源15,并维持电压恒定不变，吸入免疫反应完成并清洗过的待 检测样品A的液体，匀速流过石英管1。
[0094] 开启电磁恒流源6，并维持电流不变，使电磁铁8产生的磁力恒定不变；同时开始记 录激发光光源3激发标记物产生的第一光电转换器5产生的电压变化，持续1分钟的检测结 果，得到如图3的检测结果，图中t为自开启电磁铁供电6的时间，E为磁微球2在汇集点7产生 的荧光强度值。
[0095] 图3说明，在石英管1内液体流速恒定时，自开启电磁铁供电6后，TO时刻开始，基于 恒定的磁力和液体流速，磁微球2在汇集点7上数量达到平衡，汇集数量不能继续增加，保持 恒定。
[0096] 依此实验结果，可通过启动吸液栗14，保持石英管内液体流速恒定，打开电磁铁电 源6，延时设定时间后，打开激发光源3，记录焚光标记物第一光电转换器5输出的电信号，然 后断开电磁铁供电6,汇集的磁微球2随液体流走。完成上述一次检测后，再次启动电磁铁电 源6,重复上述步骤进行荧光检测，经过多次重复得到统计值，完成对样本中荧光标记物含 量的检测。
【主权项】
1. 一种荧光检测装置，其特征在于:包括样本抽取机构、磁微球汇集机构和荧光检测机 构;所述的样本抽取机构包括吸液针头、石英管和吸液栗，所述吸液针头连接石英管，石英 管连接吸液栗;所述的磁微球汇集机构为恒流源供电线圈缠绕的电磁铁，所述电磁铁的一 端朝向石英管;所述的荧光检测机构包括激发光光源、第一光电转换器、激发光路和第一收 集光路;所述激发光光源的光线通过激发光路聚焦在石英管上，且该汇集点与电磁铁朝向 石英管的位置相同，所述的第一收集光路对应该汇集点的位置设置，所述的第一光电转换 器对应第一收集光路。2. 根据权利要求1所述的一种荧光检测装置，其特征在于:所述的荧光检测装置还包括 磁微球数量监测机构，包括第二收集光路和第二光电转换器;所述第二收集光路对应所述 汇聚点的位置设置，所述的第二光电转换器对应第二收集光路。3. 根据权利要求2所述的一种荧光检测装置，其特征在于:所述的第二收集光路为散射 光收集光路。4. 根据权利要求1所述的一种荧光检测装置，其特征在于:所述石英管为中空透明管， 其内径为〇.l-l〇mm。5. 根据权利要求4所述的一种荧光检测装置，其特征在于:所述石英管的内径和外径均 为方形。6. 根据权利要求1所述的一种荧光检测装置，其特征在于:所述的吸液栗为蠕动栗或空 气喷射栗。7. 根据权利要求1或者2所述的一种荧光检测装置，其特征在于:所述的激发光路、第一 收集光路和第二收集光路均由聚集透镜和滤光片构成。8. 权利要求1所述荧光检测装置的检测方法，其特征在于： 步骤如下： 1) 将吸液针头下端浸入反应池中待检测样本溶液，吸液栗对液体产生压差，促使反应 池里的液体在石英管中流动;所述待检测样本溶液中含结合了被检测物和荧光标记物的磁 微球； 2) 打开恒流源，电磁铁产生磁场，将流过石英管液体中的磁微球驻留在电磁铁前端，使 磁微球在石英管内的汇集数量不断增加，形成汇集点； 3) 待磁微球汇集一段时间后，启动激发光光源，光线通过激发光路聚焦在石英管内汇 集点的磁微球上，第一收集光路收集磁微球结合的荧光标记物的荧光信号，并通过第一光 电转换器转换为电信号，进行荧光标记物含量检测，关闭恒流源； 重复上述步骤1)_3)，分批次获得抽取液体中汇集磁微球的检测结果，并进行统计，完 成对整个反应池中荧光标记物的含量检测。9. 根据权利要求8所述荧光检测装置的检测方法，其特征在于:待磁微球汇集0.1秒至 10秒后，启动激发光光源。10. 根据权利要求9所述荧光检测装置的检测方法，其特征在于:所述电磁铁的磁力恒 定为1~2〇〇〇mg。11. 根据权利要求9所述荧光检测装置的检测方法，其特征在于:所述液体在石英管中 的流速恒定为〇. 1~100厘米/秒。12. 权利要求2所述荧光检测装置的检测方法，其特征在于： 步骤如下： 1) 将吸液针头下端浸入反应池中待检测样本溶液，吸液栗对液体产生压差，促使反应 池里的液体在石英管中流动;所述待检测样本溶液中含结合了被检测物和荧光标记物的磁 微球； 2) 打开恒流源，电磁铁产生磁场，将流过石英管液体中的磁微球驻留在电磁铁前端，随 着液体的流动，磁微球在石英管内的汇集数量不断增加，形成汇集点； 3 )启动激发光光源，光线通过激发光路聚焦在石英管内汇集点的磁微球上，第二收集 光路收集汇集点处磁微球在激发光照射下产生的光线，并转换成电信号，从而监测汇集点 处磁微球的聚集数量； 4)当磁微球聚集数量达到某设定值时，通过第一收集光路收集磁微球结合的荧光标记 物的荧光信号，并通过第一光电转换器转换为电信号，进行荧光标记物含量检测，关闭恒流 源； 重复上述步骤1)_4)，分批次获得抽取液体中汇集磁微球的检测结果，并进行统计，完 成对整个反应池中荧光标记物的含量检测。13. 根据权利要求12所述荧光检测装置的检测方法，其特征在于：当磁微球在汇集点聚 集的数量达到1~100000粒之间的设定值时，启动激发光光源。14. 根据权利要求12所述荧光检测系统的检测方法，其特征在于:所述磁微球的内部加 入了与荧光标记物波长不同的荧光物质，所述的第二收集光路为磁微球自带荧光的收集光 路。
【文档编号】G01N33/577GK105891493SQ201610379771
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】吴俊清, 章健, 吴冠英
【申请人】章健, 吴俊清, 吴冠英