一种荧光生物检测系统及其检测方法与流程

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种荧光生物检测系统及其检测方法。

背景技术：

构建高灵敏分析方法一直是分析化学领域追求的目标之一。高灵敏分析方法推动了分析化学的发展及其在临床诊断、环境监测、食品安全、生物成像等领域的应用。在重大传染病、细菌或病毒感染、癌症等疾病的早期诊断以及食品和环境中痕量有毒物质的筛查中，高灵敏分析方法尤为重要。

目前分析方法主要有酶联免疫分析方法、胶体金免疫层析试纸条、化学发光免疫分析方法、放射性免疫分析方法等。胶体金免疫层析试纸条具有快速，简单，成本低等优点，但该方法最大的缺点是灵敏度低。传统的酶联免疫分析方法具有操作相对简单，检测成本比较低等优点，但灵敏度相对偏低，反应时间较长，因此很难实现早期诊断。化学发光免疫分析方法的灵敏度比传统的酶联免疫分析方法提高了1-2个数量级，其灵敏度达到0.01ng/mL-0.1ng/mL 水平，目前此方法已经得到了广泛的应用，但对于超痕量分析物，该方法的灵敏度还有待提高。放射免疫分析方法敏度高，可以满足超痕量检测的需要，但是该方法具有放射性污染，操作过程复杂，检测时间也比较长(8-16h)，限制了该方法在检测中的应用。

目前市场上还有一种荧光液相芯片技术，在不同荧光编码的微球上进行抗原-抗体、酶-底物、配体-受体的结合反应及核酸杂交反应，然后让微球依次通过一个微通道，通过红、绿两束激光分别检测每个微球编码和报告荧光来达到定性和定量的目的，一个反应孔内可以完成多达100 种不同的生物学反应。因为探针密度高，产生的信号强，加上使用荧光检测，所以敏感性高于现有分析诊断方法。但这种方法检测一个样本需要的时间长，主要适合科研上使用，在临床上更多地是需要对多个样本进行同一种分析。使用液相芯片技术进行此类分析不仅速度慢，而且检测成本很高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种荧光生物检测系统及其检测方法，旨在解决现有技术对多个样本进行同一种分析不仅分析速度慢，而且检测成本很高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种荧光生物检测系统，其中，包括孵化器，与孵化器一端连接的管道，所述管道内设置有流体动力单元，所述管道下方设置有磁性组件；

所述孵化器用于生成连接有藻红蛋白的磁性微颗粒；

所述流体动力单元用于带动生成的磁性微颗粒沿管道流动；

所述磁性组件用于将磁性微颗粒聚集在一起；

所述管道上方设置有光源装置和荧光检测装置，所述光源装置发出的光照射聚集后的磁性微颗粒，激励磁性微颗粒上连接的藻红蛋白发出荧光；

所述荧光检测装置与控制单元连接，所述荧光照射到所述荧光检测装置上产生电信号；

所述控制单元用于测量所述电信号。

所述的荧光生物检测系统，其中，还包括与磁性组件连接的致动器，所述致动器与控制单元连接；

磁性组件在致动器作用下产生磁场，将磁性微颗粒聚集在一起。

所述的荧光生物检测系统，其中，还包括与控制单元连接的显示单元；

所述控制单元还用于将测量结果传送给显示单元；

所述显示单元用于显示所述测量结果。

所述的荧光生物检测系统，其中，所述磁性组件为软磁铁。

所述的荧光生物检测系统，其中，所述荧光检测装置为光电倍增管。

一种采用如上任一所述荧光生物检测系统进行检测的方法，其中，包括步骤：在孵化器内生成连接有藻红蛋白的磁性微颗粒，磁性微颗粒在流体动力单元的作用下沿管道流动，磁性组件将磁性微颗粒聚集在一起，光源装置发出光照射聚集后的磁性微颗粒，激励磁性微颗粒上连接的藻红蛋白发出荧光，荧光照射到到荧光检测装置上产生电信号，控制单元测量荧光检测装置产生的电信号。

所述的检测的方法，其中，磁性组件在致动器作用下产生磁场，将磁性微颗粒聚集在一起。

所述的检测的方法，其中，控制单元将测量结果传送给显示单元，显示单元显示所述测量结果。

所述的检测的方法，其中，在孵化器内加入抗体涂覆的磁性微颗粒、生物素化的检测抗体、待分析样本和链亲和素藻红蛋白进行共同孵育，生成连接有藻红蛋白的磁性微颗粒。

所述的检测的方法，其中，所述荧光检测装置为光电倍增管。

有益效果：本发明荧光生物检测系统将所有磁性微颗粒全部聚集后一起进行测量，测量时间短，可以提高分析样本速度；其次，所用磁性颗粒不需要进行编码，成本较低；另外，本发明使用生物-亲合素系统，灵敏度高。

附图说明

图1为本实施例的一种荧光生物检测系统的结构示意图。

图2为本实施例连接有藻红蛋白的磁性微颗粒的反应过程示意图。

具体实施方式

本发明提供一种荧光生物检测系统及其检测方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种荧光生物检测系统较佳实施例，其中，包括孵化器，与孵化器一端连接的管道，所述管道内设置有流体动力单元，所述管道下方设置有磁性组件（如软磁铁）；

所述孵化器用于生成连接有藻红蛋白的磁性微颗粒；

所述流体动力单元用于带动生成的磁性微颗粒沿管道流动；

所述磁性组件用于将磁性微颗粒聚集在一起；

所述管道上方设置有光源装置（如激光装置）和荧光检测装置（如光电倍增管），所述光源装置发出的光（如激光）照射聚集后的磁性微颗粒，激励磁性微颗粒上连接的藻红蛋白发出荧光；

所述荧光检测装置与控制单元连接，所述荧光照射到所述荧光检测装置上产生电信号；所述控制单元用于测量所述电信号。与现有技术需要对多个样本进行同一种分析，从而造成不仅分析速度慢，而且检测成本很高相比。本发明荧光生物检测系统将所有磁性微颗粒全部聚集后一起进行测量，测量时间短，可以大大提高分析样本速度，降低分析成本。

优选地，本发明还包括与磁性组件连接的致动器，所述致动器与控制单元连接；磁性组件在致动器作用下产生磁场，将磁性微颗粒聚集在一起。

优选地，本发明还包括与控制单元连接的显示单元；所述控制单元还用于将测量结果传送给显示单元；所述显示单元用于显示所述测量结果。

本发明还提供一种采用如上任一所述荧光生物检测系统进行检测的方法较佳实施例，其中，包括步骤：在孵化器内生成连接有藻红蛋白的磁性微颗粒，磁性微颗粒在流体动力单元的作用下沿管道流动，磁性组件（如软磁铁）将磁性微颗粒聚集在一起，光源装置（如激光装置）发出光（如激光，所述激光优选为532nm的激光）照射聚集后的磁性微颗粒，激励磁性微颗粒上连接的藻红蛋白发出荧光，荧光照射到到荧光检测装置（如光电倍增管）上产生电信号，控制单元测量荧光检测装置产生的电信号。本发明控制单元将测量结果传送给显示单元，显示单元显示所述测量结果。优选地，本发明磁性组件在致动器作用下产生磁场，将磁性微颗粒聚集在一起。

具体地，本发明在孵化器内加入抗体涂覆的磁性微颗粒、生物素化的检测抗体、待分析样本和链亲和素藻红蛋白进行共同孵育，生成连接有藻红蛋白的磁性微颗粒。所述抗体涂覆的磁性微颗粒包含磁性微颗粒和与之相连的第一抗体，所述生物素化的检测抗体包含第二抗体和与之相连的生物素，所述链亲和素藻红蛋白包含亲和素和与之相连的藻红蛋白。本发明所述连接有藻红蛋白的磁性微颗粒的生成过程具体包括：在生物素化的检测抗体中加入待分析样本和抗体涂覆的磁性微颗粒后，通过抗原抗体反应，待分析样本中待分析物同时与第一抗体和第二抗体结合，将磁性微颗粒与生物素化的检测抗体连接；再加入链亲和素藻红蛋白后，通过生物素-亲和素结合反应，生物素与亲和素结合，最终使藻红蛋白连接到磁性微颗粒上，得到连接有藻红蛋白的磁性微颗粒。

下面通过一具体实施例对本发明进行详细说明。

图1为本实施例的一种荧光生物检测系统的结构示意图，如图所示，包括孵化器1，与孵化器1一端连接的管道3，所述管道3内设置有流体动力单元4，所述管道3下方设置有磁性组件5，所述磁性组件5依次连接有致动器6、控制单元9和显示单元10；

所述孵化器1用于将孵化器内加入的生物素化的检测抗体、待分析样本和抗体涂覆的磁性微颗粒进行共同孵育，生成连接有藻红蛋白的磁性微颗粒，图1中的2为磁性微颗粒；

所述流体动力单元4用于带动孵化器内生成的磁性微颗粒2沿管道3流动；

所述磁性组件5用于当磁性微颗粒2流过磁性组件5上方时，在致动器6作用下产生磁场，将磁性微颗粒2聚集在一起；

所述管道3上方设置有激光装置7和荧光检测装置8，所述激光装置7发出的激光照射到管道内壁上的磁性微颗粒，激励磁性微颗粒上连接的藻红蛋白发出荧光；

所述荧光检测装置8与控制单元9连接，所述荧光照射到荧光检测装置8上产生电信号；

所述控制单元9用于测量荧光检测装置8产生的电信号，并将测量结果传送给显示单元10；

所述显示单元10用于显示所述测量结果；

其中，所述磁性组件为软磁铁，所述激光为532nm的激光，所述荧光检测装置为光电倍增管。

本发明荧光生物检测系统使用磁性组件将连接有待分析样本和藻红蛋白的磁性微颗粒聚集后，使用激光激励磁性微颗粒上的藻红蛋白发出荧光，再使用光电倍增管测量电信号，可得到分析样本中分析物浓度的信息。本发明荧光生物检测系统将所有磁性微颗粒全部聚集后一起进行测量，测量时间短，可以提高分析样本速度；其次，所用磁性颗粒不需要进行编码，成本较低；另外，本发明使用生物-亲合素系统，灵敏度高。

本实施例的一种如上所述荧光生物检测系统进行检测的方法，其包括步骤：在孵化器内加入抗体涂覆的磁性微颗粒、生物素化的检测抗体、待分析样本和链亲和素藻红蛋白进行共同孵育，生成连接有藻红蛋白的磁性微颗粒，磁性微颗粒在流体动力单元的作用下沿管道流动，当磁性微颗粒流过磁性组件上方时，磁性组件在致动器的作用下产生磁场，将磁性微颗粒吸附到管道内壁上，待所有磁性微颗粒均聚集在一起，激光装置发出激光照射管道内壁上的磁性微颗粒，激励磁性微颗粒上连接的藻红蛋白发出荧光，荧光照射到荧光检测装置上产生电信号，控制单元测量荧光检测装置产生的电信号，并将测量结果传给显示单元显示。

如图2所示，本实施例反应体系包括抗体涂覆的磁性微颗粒100、含有待分析物200的待分析样本、生物素化的检测抗体300和链亲和素藻红蛋白400。所述抗体涂覆的磁性微颗粒100包含磁性微颗粒101和与之相连的第一抗体102，所述生物素化的检测抗体300包含第二抗体301和与之相连的生物素302，所述链亲和素藻红蛋白400包含亲和素402和与之相连的藻红蛋白401。本发明所述连接有藻红蛋白的磁性微颗粒的生成过程具体包括：在生物素化的检测抗体300中加入待分析样本和抗体涂覆的磁性微颗粒100后，通过抗原抗体反应，待分析样本中待分析物200同时与第一抗体102和第二抗体301结合，将磁性微颗粒101与生物素化的检测抗体300连接；再加入链亲和素藻红蛋白400后，通过生物素-亲和素结合反应，生物素302与亲和素402结合，最终使藻红蛋白401连接到磁性微颗粒101上，得到连接有藻红蛋白的磁性微颗粒。

本发明在生物素化的检测抗体中加入待分析样本和抗体涂覆的磁性微颗粒进行共同孵育，然后加入链亲和素藻红蛋白，生成连接有藻红蛋白的磁性微颗粒，再用磁场将磁性微颗粒聚集在一起，用激光照射聚集后的磁性微颗粒上的藻红蛋白产生荧光，收集产生的荧光并进行测量，可得到分析样本中分析物浓度的信息。与现有技术需要对多个样本进行同一种分析，使用液相芯片技术进行此类分析不仅速度慢，而且检测成本很高相比，本发明方法将所有磁性微颗粒全部聚集后一起进行测量，测量时间短，提高了分析样本的速度；其次，所用磁性颗粒不需要进行编码，成本较低；另外，本发明使用生物素与亲合素结合的方法，从而提高了检测的灵敏度。

综上所述，本发明的一种荧光生物检测系统及其检测方法，本发明在生物素化的检测抗体中加入待分析样本和抗体涂覆的磁性微颗粒进行共同孵育，然后加入链亲和素藻红蛋白，生成连接有藻红蛋白的磁性微颗粒，再用磁场将磁性微颗粒聚集在一起，用光照射聚集后的磁性微颗粒上的藻红蛋白产生荧光，收集产生的荧光并进行测量，可得到分析样本中分析物浓度的信息。本发明方法将所有磁性微颗粒全部聚集后一起进行测量，测量时间短，提高了分析样本的速度；其次，所用磁性颗粒不需要进行编码，成本较低；另外，本发明使用生物素与亲合素结合的方法，从而提高了检测的灵敏度。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。