一种便携笔式免疫荧光层析检测装置的制作方法

本发明涉及免疫荧光层析检测分析领域，具体涉及一种便携笔式免疫荧光层析检测装置。

背景技术：

现场快速检测（Point Of Care Testing, POCT）是体外诊断（IVD）的一个新兴细分行业，指在病人身旁进行的临床检测，通常不一定是临床检验师来进行。是在采样现场即刻进行分析，省去标本在实验室检验师的复杂处理程序，快速得到检验结果的一种新方法。POCT以“患者为中心”，是实现对病人个性化服务的最佳载体。其凭借简单、快捷和低成本等优势，在临床获得广泛应用，是IVD行业重要的发展方向和增长最快的领域。目前主流的POCT技术包括有生物传感器、生物芯片、免疫试纸条等。

基于荧光标记微球开发的免疫荧光层析试纸快检技术是POCT产品应用的一个重要分支，检测项目主要集中在快速血凝检测、心脏标志物快速诊断、肝肾功能检测、肿瘤的早期诊断项目的检测等。除了在临床诊断应用之外，免疫荧光层析试纸快检技术还可应用于食品安全分析、环境样本分析等领域，展示出其宽广的应用前景。目前主流实验室免疫荧光层析检测的主要方式是以封装好的试纸条为测试基础，在免疫荧光层析检测仪上完成分析，通常需要同时配备计算机，与检测仪连接完成标本的定量分析。这是免疫荧光层析检测手段与免疫金标试纸条很大的不同，基于胶体金的免疫试纸条能够肉眼做定性判读，一般无需仪器辅助分析。而免疫荧光层析试纸条结果判读需要仪器辅助的荧光激发光源，但其检测灵敏度远高于胶体金试纸条。

随着技术的发展，未来POCT会向着更加自动化、小型化、简便化、多样化方向发展。POCT检测对疾病诊断、治疗、预防及健康、亚健康监测会有广阔的应用前景。因此，将荧光免疫检测设备进行合理的小型化设计具有重要意义，方便便携小型化免疫荧光层析检测装置将在家庭保健、自我检测、食品安全现场分析等领域发挥重要的应用价值。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种便携笔式免疫荧光层析检测装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种便携笔式免疫荧光层析检测装置，包括笔帽和与笔帽活动连接的笔杆；所述笔帽内壁设有用于固定试纸条的卡槽，卡槽对应于试纸条检测线处设有通孔；笔杆由笔杆本体和在其内部的电路板组成，电路板上设有荧光激发光源、传感检测探头、显示屏、按键、存储器、电源和数据输出设备，电源给荧光激发光源、传感检测探头、显示屏、存储器供电，按键控制荧光激发光源的开关，荧光激发光源发射激发光通过通孔照射试纸条检测线，样品中的物质受激产生荧光，荧光通过通孔后，由传感检测探头接收，将光信号转化成电信号，后经过放大、滤波以及模数转换后得到与荧光光强值对应的数字信号。数字信号存储于存储器中，控制电路将存储器中数字信号导出至显示屏和数据输出设备，笔杆本体尾部还设有用于推进电路板上荧光激发光源和传感检测探头的推进装置。

优选地，所述笔帽和笔杆为四面体结构或六面体结构，卡槽对向设置，四面体结构设置2个卡槽，六面体结构设置3个卡槽，可容纳2-3个试纸条。笔帽和笔杆通过卡扣可插拔，或是通过旋钮可转动，即可实现一个装置可检测2-3个试纸条。

优选地，所述卡槽为凹型，便于模具加工，且凹形开槽上可以设置标记，以便与试纸条背板上标记对准，表示试纸条插入位置正确。

优选地，所述荧光激发光源和传感检测探头位于笔杆的头部侧面，距离笔尖0.5~3 cm。

优选地，所述推进装置与笔杆本体滑动连接或转动连接。推进装置通过滑动或者旋转方式调节笔尖检测探头伸缩0.5-1 cm，所设置档位只有2档，以保证传感检测探头可以分别对准T和C线，实现检测试纸条的T线和C线。

优选地，所述数据输出设备为USB端口、蓝牙接口和/或红外接口。

优选地，所述笔帽和笔杆本体的材质为ABS、铝合金或塑料。

优选地，所述笔帽的长度为5~10 cm，笔杆的长度为5~15 cm。

优选地，所述电源为可充电纽扣锂电池。

优选地，所述各组件的制作既可以以模具为模板批量化热加工制作出来，也可以以3D打印方式制作出来。

笔帽提供检测所需要的暗室以及试纸条固定功能，笔杆提供荧光激发光源以及荧光检测功能，分别产生激发光与收集试纸条的发射光信号。按键分别设有开机/关机键（长按开关机）与读取键（短按一次读取，短按2次T线信号减去C线信号）。显示屏显示实际检测的光密度值，屏幕左下角显示当前的数值是T区的还是C区的。所测定的试纸条荧光信息数据可存储在内部存储器中，笔杆外侧面的显示屏可以分别显示检测的荧光光密度值和初步的计算结果，因此既可以直接判读检测结果也可以外接USB数据线/蓝牙/红外与个人手机、电脑连接，完成数据远程传输和存储记录、或者更复杂的定量计算和临床判断。

本发明的有益效果在于：

（1）笔杆部件集成度高，中间设有旋转结构或滑动结构，可以实现笔尖部检测探头在笔帽内部的缩进，准确的保证了检测位置准确走位，且免除了传统荧光免疫检测装置中所需要的伺服电机组件，有效实现了检测装置微型化和便携化。（2）以笔帽与笔杆的对接过程实现免疫条带的检测，笔帽提供了良好的暗室条件，并能提供试纸条固定位置，实现层析分离与荧光免疫分析过程可以快速完成，使用便捷。（3）笔帽与笔杆可通过卡扣插拔，或通过旋钮旋转，方便对不同试纸条检测的切换。（4）由于荧光免疫检测比胶体金试纸条灵敏度高出2-3个数量级，所以基于荧光免疫试纸条带检测实现了定量分析，其显色的灵敏度也获得极大提高。

本发明装置提供了一种新型便携的POCT检测方式，拓展了免疫荧光层析检测作为POCT平台的应用前景。与目前实验室所采用的装置相比具有体积小、操作简单、集成化程度高、便于携带等优点，可推广应用于体检中心、自我检测、家庭医疗以及食品安全快速检测等领域。

附图说明

图1为本发明实施例1的便携笔式免疫荧光层析检测装置整体结构示意图；

图2为本发明实施例1和3的笔帽组件的结构设计示意图；

图3为本发明实施例1的笔杆组件的结构设计示意图；

图4 为本发明内部电路板的结构设计示意图；

图5为本发明笔杆实现旋转缩进功能的示意图；

图6为本发明实施例2的笔帽组件的结构设计示意图；

图7为本发明实施例3的六面体笔帽与笔杆组合实现3通道试纸条检测装置的示意图。

附图标记：

0，试纸条；100，笔帽；110，卡槽；120，通孔；200，笔杆；210，笔杆本体；211，推进装置；220，电路板；221，荧光激发光源；222，传感检测探头；223，显示屏；224，按键；225，存储器；226，电源；227，数据输出设备。

具体实施方式

为更好理解本发明，下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。

实施例1

四面体笔帽结合笔杆实现双通道荧光免疫试纸条检测

装置结构：

如图1所示，一种便携笔式免疫荧光层析检测装置，包括四面体结构的笔帽100和与笔帽100通过卡扣连接、可插拔的笔杆200；笔帽100的结构如图2所示，内壁对向设有2个用于固定试纸条0的卡槽110，卡槽110对应于试纸条0检测线处设有通孔120，试纸条0的插入方向与笔杆200向笔帽100的插入方向相反；如图3和4所示，笔杆200由笔杆本体210和在其内部的电路板220组成，电路板220上设有荧光激发光源221、传感检测探头222、显示屏223、按键224、存储器225、电源226和数据输出设备227；电源226给荧光激发光源221、传感检测探头222、显示屏223、存储器225供电；按键224控制荧光激发光源221的开关，以控制其发射激发光，荧光激发光源221发射激发光通过通孔120照射试纸条检测线，样品中的物质受激产生荧光，荧光通过通孔120后，由传感检测探头222接收，将光信号转化成电信号，后经过放大、滤波以及模数转换后得到与荧光光强值对应的数字信号。数字信号存储于存储器225中，控制电路读取存储器中数字信号将其输入至显示屏223上实时显示，且能通过数据输出设备227将数据实时输入至外接设备，笔杆本体210尾部还设有用于推进电路板220上荧光激发光源221和传感检测探头222的推进装置211。该推进装置211与笔杆本体210转动连接，通过转动笔杆本体210的尾部，即可将笔头电路板220上的荧光激发光源221和传感检测探头222在试纸条的T线和C线的位置之间切换，试纸条T线和C线之间的距离即为推进装置211伸缩的距离，如图5所示。荧光激发光源221和传感检测探头222位于笔杆200的头部侧面，距离笔尖0.5~3 cm。电源226为可充电纽扣锂电池，数据输出设备227为USB端口，笔帽100和笔杆本体210的材质为ABS。笔帽100的长度为5~10 cm，笔杆200的长度为5~15 cm。

检测过程：

(1) 在PG1与PG2试纸条滴加血清样本，免疫层析完成。

(2) 将免疫反应后的试纸条分别插入四面体笔帽卡槽，插入笔杆组件，打开笔杆上开机按键。待激发光光源（365nm）稳定，按动数据读取键，可在液晶显示屏上显示T区光密度值。

(3) 旋动笔杆尾端，使笔杆伸进0.5cm，继续读取C线光密度值。短按2次数据读取键可获得T区减去C区的光密度差。

(4) 与正常光密度值比对，获得PG1是否正常的定性判断。

(5) 完成PG1分析后，拔出笔杆切换方向，重复以上检测过程对PG2进行检测。得到PG2的光密度值，并可进行正常值比对。

(6) 将笔杆尾端USB接口连接个人手机，打开手机APP，读取上述检测结果，计算对应的血清浓度值，如样本需要稀释，则相应在计算过程中给予折算，获得原始样本中待测生物标志物的浓度。

实施例2

四面体笔帽结合检测笔杆实现猪肉样品中瘦肉精残留荧光免疫试纸条检测

装置结构：

装置的整体结构与实施例1类似，包括四面体结构的笔帽100和与笔帽100通过转动连接的笔杆200；笔帽100的结构如图6所示，内壁对向设有2个用于固定试纸条0的卡槽110，卡槽110对应于试纸条0检测线处设有通孔120（图中被遮盖），试纸条0的插入方向与笔杆200向笔帽100的插入方向相同；笔杆200由笔杆本体210和在其内部的电路板220组成，电路板220上设有荧光激发光源221、传感检测探头222、显示屏223、按键224、存储器225、电源226和数据输出设备227，电源226给荧光激发光源221、传感检测探头222、显示屏223、存储器225供电；按键224控制荧光激发光源221的开关，以控制其发射激发光，荧光激发光源221发射激发光通过通孔120照射试纸条检测线，样品中的物质受激产生荧光，荧光通过通孔120后，由传感检测探头222接收，将光信号转化成电信号，后经过放大、滤波以及模数转换后得到与荧光光强值对应的数字信号。数字信号存储于存储器225中，控制电路读取存储器中数字信号将其输入至显示屏223上实时显示，且能通过数据输出设备227将数据实时输入至外接设备，笔杆本体210尾部还设有用于推进电路板220上荧光激发光源221和传感检测探头222的推进装置211。笔杆本体210尾部的推进装置211与笔杆本体210滑动连接，通过按动笔杆本体210的尾部，即可将笔头电路板220上的荧光激发光源221和传感检测探头222在试纸条的T线和C线的位置之间切换，试纸条T线和C线之间的距离即为推进装置211伸缩的距离。荧光激发光源221和传感检测探头222位于笔杆200的头部侧面，距离笔尖0.5~3 cm。电源226为可充电纽扣锂电池，数据输出设备227为蓝牙接口，笔帽100和笔杆本体210的材质为铝合金。笔帽100的长度为5~10 cm，笔杆200的长度为5~15 cm。

检测过程：

(1) 平行取样，取2g冷冻猪肉样品（瘦肉部分），解冻后以夹子挤压挤出2-3滴组织液体，取50 µL液体分别滴加在2条瘦肉金免疫荧光层析试纸条，完成免疫层析。

(2) 将免疫反应后的试纸条分别插入四面体笔帽卡槽，旋入笔杆组件，打开笔杆上开机按键。待激发光光源（365 nm）稳定，按数据读取键，可在液晶显示屏上显示T区光密度值。

(3) 按动笔杆尾端，使得笔杆伸进0.5 cm，继续读取C线光密度值。按动数据读取键可获得T区减去C区的光密度差。

(4) 与正常光密度值比对，获得样品中是否含有瘦肉精的定性判断。

(5) 完成一个周期后，旋转笔杆切换方向，重复以上检测过程对平行样品2进行检测。得到样本2的光密度值。

(6) 通过笔杆尾端的蓝牙接口连接个人手机，打开手机APP，读取上述检测结果，2次测定取均值计算对应的猪肉样本中瘦肉精浓度值，如样本需要稀释，则相应在计算过程中给予折算，获得原始样本中待测兽药残留的浓度。

实施例3

六面体笔帽结合笔杆实现三通道荧光免疫试纸条检测

装置结构：

如图7所示，一种便携笔式免疫荧光层析检测装置，包括六面体结构的笔帽100和与笔帽100通过转动连接的笔杆200；笔帽100的内壁对向设有3个用于固定试纸条0的卡槽110，卡槽110对应于试纸条0检测线处设有通孔120，试纸条0的插入方向与笔杆200向笔帽100的插入方向相反；笔杆200由笔杆本体210和在其内部的电路板220组成，同实施例1，如图4所示，电路板220上设有荧光激发光源221、传感检测探头222、显示屏223、按键224、存储器225、电源226和数据输出设备227，电源226给荧光激发光源221、传感检测探头222、显示屏223、存储器225供电；按键224控制荧光激发光源221的开关，以控制其发射激发光，荧光激发光源221发射激发光通过通孔120照射试纸条检测线，样品中的物质受激产生荧光，荧光通过通孔120后，由传感检测探头222接收，将光信号转化成电信号，后经过放大、滤波以及模数转换后得到与荧光光强值对应的数字信号。数字信号存储于存储器225中，控制电路读取存储器中数字信号将其输入至显示屏223上实时显示，且能通过数据输出设备227将数据实时输入至外接设备，笔杆本体210尾部还设有用于推进电路板220上荧光激发光源221和传感检测探头222的推进装置211。笔杆本体210尾部的推进装置211与笔杆本体210滑动连接，通过按动笔杆本体210的尾部，即可将笔头电路板220上的荧光激发光源221和传感检测探头222在试纸条的T线和C线的位置之间切换，试纸条T线和C线之间的距离即为推进装置211伸缩的距离。荧光激发光源221和传感检测探头222位于笔杆200的头部侧面，距离笔尖0.5~3 cm。电源226为可充电纽扣锂电池，数据输出设备227为USB端口，笔帽100和笔杆本体210的材质为ABS。笔帽100的长度为5~10 cm，笔杆200的长度为5~15 cm。

检测过程：

(1) 取PG1、PG2以及胃泌素荧光免疫试纸条滴加血清样本，免疫层析完成。

(2) 将免疫反应后的试纸条分别插入六面体笔帽卡槽，插入笔杆组件，打开笔杆上开机按键。待激发光光源（365nm）稳定，按数据读取键，可在液晶显示屏上显示T区光密度值。

(3) 按动笔杆尾端，使得笔杆伸进0.5cm，继续读取C线光密度值。按动数据读取键可获得T区减去C区的光密度差。

(4) 与正常光密度值比对，获得PG1是否正常的定性判断。

(5) 完成一个周期后，旋转笔杆中部的旋转滑槽切换方向，重复以上检测过程对PG2进行检测。得到PG2的光密度值，并可进行正常值比对。类似的，旋转笔杆，对胃泌素条带实现检测。

(6) 将笔杆尾端USB接口连接个人手机，打开手机APP，读取上述检测结果，计算对应的血清浓度值，如样本需要稀释，则相应在计算过程中给予折算，获得原始样本中待测生物标志物的浓度。并综合判断三通道检测结果，给予测试人员胃功能的综合判断。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。