一种多指标检测装置及一种试剂盒，及其应用

本发明涉及生物检测、环境监测、临床检测技术领域，具体涉及一种检 测装置。

现有技术中用于生物检测的方法很多，例如免疫印迹法、酶联免疫法 （ELISA法）和化学发光法等免疫分析方法。但这些免疫分析方法需要比较 长的分析时间，通量很小，每次只能检测一种项目指标。现有的高通量的生 物芯片技术虽然实现了通量高，但是整个反应在很小的空间内进行，虽然最 终使用的样本量很少，试剂量也不多，但具有检测灵敏度较低和检测的线性 范围较窄的缺陷。

现有技术中，常用的检测装置是微孔板，微孔板上有多个独立的检测孔， 通常为96孔板或384孔板。每一块板只能检测一种项目，但必须可以同时进 行96或384人份的这种项目的检测。使用时将每一个样品加入到检测孔中， 之后检测全部样品的这一项指标。当需要检测一个样品的多项指标时，就需 要多个这样的微孔板，实验时将样品分别加入到不同的微孔板中，例如，当 检测一人份样本，即检测同一个人的血液样品的8项指标时，需要将样品分 别加入到8个不同项目微孔板的相应检测孔中，之后再进行检测，而每个微 孔板剩余的检测人份数就不能用了，造成极大浪费，或者一直等到还有95个 其他也同时做这8项检测的样本一起做，这样就需要等待较长时间。同时因 为操作的试剂太多，也延长了检测过程，容易产生误差。

为了解决现有技术中检测一份样品的多项指标时，需要使用不同项目指 标的检测试剂，并将样品分别加入到这些试剂的反应容器中，而导致的价格 昂贵和操作非常不便的缺陷，本发明提供一种多指标检测装置。本发明提供 的检测装置能够通过一次加样，将样品加入到多个检测孔中，以对样品的多 项指标进行检测，操作方便快捷。

为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

本发明提供一种多指标检测装置，所述检测装置包括至少一个多孔检测 条，所述多孔检测条上设置有至少两个检测孔，所述检测孔包括下部，底部， 和上部；所述的检测孔的底部是封闭的，所述检测孔的下部相互独立，上部 相互连通。

上述多孔检测条亦可称为多孔连通板，或微孔板，或连通微孔板。上述 检测孔也可称为微孔。

检测过程中，由于所述检测孔的下部相互独立，不同检测孔的下部和底 部可以同时包被不同的生物活性物质，又由于同一检测条中的检测孔的上部 是相互连通的，所以，向检测孔加入样品的过程中，该样品注满检测条内一 个检测孔的下部时，就会流入相邻的检测孔，这样，通过一次加样操作，就 能够把样品加到同一检测条的全部检测孔中，节省了加样时间。

所述不同的检测孔中可以包被相同的检测试剂，也可以包被不同的检测 试剂，所述检测试剂包括生物材料、高分子合成材料、受体或药物分子的结 合靶物质。当多孔检测条包括n个检测孔时，同一检测条的检测孔的底部和 下部可以包被最多n个不同的检测试剂，所述n为大于或等于2的正整数， 通常为2‑12。

所述检测装置包括m个多孔检测条，所述m为大于或等于1的正整数， 通常为1‑12。

因此，本发明提供的多指标检测装置可以实现高通量检测，能够同时检 测m个样本中的n种不同的物质，即，能够同时检测多个样本中的多种不同 的物质，而且，本发明提供的检测方法操作简单，性能不低于现有非高通量 的检测技术（如ELISA和化学发光等），节省时间，高效准确。

进一步的，n为8，m为12。当8个检测孔内包被有8种不同的检测试剂 时，该装置能够同时检测12人份样品的8项不同的指标，这是现有的微孔板 所做不到的。

进一步的，所述检测孔的上部通过连接通道相互连通，所述检测孔的上 部周围设置有面板。

进一步的，所述装置还包括支架，所述多孔检测条安装固定在所述支架 上。

进一步的，所述同一检测条上相邻的检测孔的下部有间隙，上部通过连 接通道相连通。

进一步的，所述多孔检测条的两端还包括支撑板，且两端的支撑板的形 状不相同。

进一步的，所述装置包括1‑12个多孔检测条；所述多孔检测条上设置有 8‑12个检测孔。

进一步的，所述支架上设置有通孔，所述多孔检测条通过所述通孔安装 固定在支架上。

进一步的，所述检测孔下部的横截面为圆形或正方形；所述通孔的横截 面为圆形或正方形；所述检测孔的下部嵌入所述通孔中。

进一步的，所述支架包括框架，纵向分隔条，横向分隔条；纵向分隔条 和横向分隔条相互交叉，与框架一起，形成了多个通孔。所述支架纵向上的 通孔数与检测条上的检测孔的数目相同，横向上的通孔数与检测条的数目相 同。所述通孔的直径或边长为5‑20mm。

所述连接通道为矩形通道。

安装时，所述检测孔的下部嵌入通孔，所述横向分隔条嵌入检测孔的下 部之间的间隙，所述支撑板支撑在框架上，所述连接通道支撑在横向分隔条 上。

进一步的，所述多孔检测条由聚苯乙烯材料制备而成。

本发明还提供一种试剂盒，所述试剂盒包括上述多指标检测装置，所述 检测装置的检测孔的底部和下部包被有生物材料，人工合成的高分子材料、 受体或药物分子的结合靶物质。优选的，不同的检测孔内包被不同的生物材 料。

进一步的，上述微孔内可以包被抗体、包被抗原、或其组合。

进一步的，所述生物材料选自谷氨酸脱羧酶（GAD）抗原、胰岛素（Ins） 抗原和酪氨酸磷酸酶抗原（IA2)、抗人IgG抗体或其组合；优选的，GAD抗 原包被浓度为0.01‑0.1ug/ml；Ins抗原包被浓度为0.01‑0.1ug/ml；IA2抗原包 被浓度为0.01‑0.1ug/ml；抗人IgG抗体包被浓度为1‑10ug/ml。所述抗人IgG 抗体选自鼠抗人IgG抗体，兔抗人IgG抗体或羊抗人IgG抗体。

进一步的，上述GAD抗原包被浓度为0.05ug/ml；Ins抗原包被浓度为 0.05ug/ml；IA2抗原包被浓度为0.05ug/ml；抗人IgG抗体包被浓度为2ug/ml。

采用现有方法将上述生物材料包被在微孔的底部和上部的内表面。

通常：包被方法包括下述步骤：

（1）将生物材料包被或吸附在微孔底部和下部的内表面；

（2）用封闭剂封闭步骤（1）中的微孔底部和下部的内表面，封闭之后弃去 封闭液，洗涤微孔底部和下部；

（3）干燥，即得所述连通微孔板。

采用pH7.4‑9.6的碳酸盐或磷酸盐缓冲液将抗原或抗体稀释成指定的浓 度，在2‑8℃，优选在3‑4℃条件下包被10‑30小时，优选包被14‑16小时；或 在37℃条件下包被2‑5小时，包被的浓度依据固相载体和包被物的性质调整。

常用的封闭剂有0.05%‑10%的BSA、10%‑100%的新生牛血清、1%明胶、 5%脱脂奶粉。本发明采用的封闭剂和稳定剂优选100%新生牛血清（指未稀释 的新生牛血清），由新出生10天内的小牛采血制成，蛋白含量为3.5%‑5%（w/v， g/100ml）。本发明所述的抗原/抗体和标记抗原/抗体可以采用现有制备方法制 备，也可以从市场购得。

本发明还提供上述的试剂盒的使用方法，所述使用方法包括下述步骤：

（1）制备一种标记物工作液。所述标记物工作液包括标记物、稀释剂， 所述标记物为标记的生物材料，该标记物能够与待测样品中的特定物质起反 应并与该物质结合在一起，而该物质能够与本发明提供的多指标检测装置的 微孔中包被的生物材料起反应并结合在一起。所述生物材料选自抗体、抗原、 肽、DA、RA、蛋白质或其组合。

（2）将待测样品稀释；

（3）将步骤（2）所得的稀释后的样品通入连通微孔板的微孔中，并在 上部形成连通，温育30分钟至2小时；之后，向连通微孔板的微孔中通入PBS 冲洗3‑4次，之后弃去PBS；

（4）向连通微孔板的微孔内通入步骤（1）所得的标记物工作液，温育 30分钟至2小时；之后，再用PBS冲洗3‑4次，之后弃去PBS；

（5）向微孔板内加入相应试剂，根据试剂性质，检测反应区域的显、 发光或反射性；

（6）根据步骤（5）的结果确定样品中的目标物质。

进一步的，上述步骤（2）中，用PBS稀释待测样品，样品与PBS的重 量比或体积比为1:100‑1000。

进一步的，上述标记物工作液包括：

（1）抗人IgG抗体的标记抗体（酶标二抗），所述标记抗体的浓度为 0.1‑1.0ug/ml；

（2）稳定剂。

优选的，采用的稀释剂和稳定剂均为未稀释的新生牛血清。

进一步的，上述用于标记的物质可以是酶、同位素、有机荧光染料或荧 光量子点。用于标记抗体的酶较多，常用的有辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶、 葡萄糖氧化物酶和β‑半乳糖苷酶等。

上述多指标检测装置主要用于高效筛选，环境监测，生物分析，临床检 测，食品安全检测，动物检测等用途。

在某些药物分子的研发和筛选中，可以将一系列受体或药物分子的结合 靶物质固定在上述连通微孔板的微孔的底部和上部的内表面，然后将筛选的 物质一次加样，加到该连通微孔板的所有微孔中。如果同时筛选多种物质， 则同时将多种物质分别加入到不同的连通微孔板的微孔中，以确定哪些分子 能与哪种受体或靶物质相结合，从而实现高效筛选；同样原理也可以用于监 测环境中存在哪些污染物质或确定引起污染的物质的特征；多指标检测装置 也可以用于生物分子的相互作用分析，从而揭示生物分子之间的相互关系； 在临床检测及监测方面也有重要的应用，可用于肿瘤标志物、激素、病毒、 抗生素、等的联合检测。在食品安全检测方面，可以用于检测食品内是 否含有禁用的物质，如三聚氰氨、瘦肉精；可以测定食品中的农药残留、抗 生素残留、毒素（如）等。

与现有技术相比，本发明提供的多指标检测装置能够通过一次加样，将 样品加入到多个检测孔中，以对样品的多项指标进行检测，节省了加样时间， 操作方便快捷；加样简单易学，适合基层医疗单位使用；一份样本的不同指 标的测定可以在一条微孔板上实现，反应条件均一，可以避免反应条件的不 同而引起的变异，从而使结果更加准确。与现有的高通量生物芯片相比，本 发明提供的多指标检测装置可以实现高通量检测，能够同时检测多个样本中 的多种不同的物质，而且，本发明提供的检测方法操作简单，性能不低于现 有非高通量的检测技术（如ELISA和化学发光等），节省时间，高效准确。

利用本发明提供的多指标检测装置进行生物检测，准确率高，抗干扰性 强，检测灵敏度和特异性灵敏度均较高，而且制备工艺简单，检测操作方便 且易掌握，生产成本低，检测费用少，不仅适合专业检测机构使用，也适合 例行体检、采/供血、疫情检测、医疗临床检测等方面的使用。本发明提供的 试剂盒可以实现高通量检测，并且，检测灵敏度高，检测的线性范围更宽。 本发明提供的多指标检测装置和试剂盒可广泛应用于生物检测、环境监测、 临床检测技术领域。

图1为本发明提供的一种多指标检测装置的结构示意图；

图2为一种多指标检测装置的多孔检测条的结构示意图；

图3为图2所示检测条的俯视图；

图4为图2所示检测条的剖面示意图；

图5为包被抗原/抗体的检测条的剖面示意图；

图6为本发明提供的又一种多指标检测装置的结构示意图；

图7为图6所示多指标检测装置的剖视图。

其中，1为支架，2为多孔检测条，11为框架，12为纵向分隔条，13为 横向分隔条，101为通孔；201为检测孔，2010为检测孔的底部，2011为检 测孔的下部，2012为检测孔的上部，202为连接通道，203为检测条上一端的 支撑板，204为检测条上另一端的支撑板，205为检测条上的面板。

如图1至图4所示，本发明提供的多指标检测装置包括支架1和多孔检 测条2，所述支架1包括框架11，纵向分隔条12，横向分隔条13；纵向分隔 条12和横向分隔条13相互交叉，与框架一起，形成了多个通孔101。

多孔检测条2上设置有检测孔201，所述检测孔201包括下部2011，底 部2010，和上部2012。所述检测孔201的下部2011相对独立，且底部2010 是封闭的，相邻的检测孔201的下部2011之间有间隙，上部2012通过连接 通道202相连通。所述多孔检测条2还包括支撑板203和204，支撑板203的 形状与支撑板204不同，这样便于区分多孔检测条的安装方向，也便于安装 和拆卸多孔检测条。

安装时，所述检测孔201的下部2011嵌入通孔101，所述横向分隔条13 嵌入检测孔201的下部2011之间的间隙，所述支撑板203和204支撑在框架 11上，所述连接通道202支撑在横向分隔条13上。

如图6至图7所示，本发明提供的一种多指标检测装置，该装置包括一 个多孔检测条2，所述多孔检测条2上设置有2到12个检测孔，所述检测孔 包括下部2011，底部2010，和上部2012；所述检测孔的底部2010是封闭的， 所述检测孔的下部2011相互独立，上部2012相互连通。

实施例1

如图6至图7所示，本发明提供的一种多指标检测装置，该装置包括一 个多孔检测条2，所述多孔检测条2上设置有8个检测孔，所述检测孔包括下 部2011，底部2010，和上部2012；所述检测孔的底部2010是封闭的，所述 检测孔的下部2011相互独立，上部2012通过连接通道202相互连通。所述 检测孔的上部周围设置有面板205。面板205便于手持，以进行相关的检测操 作。

本实施例提供的多指标检测装置不需要支架，可以独立使用。

实施例2

一种多指标检测装置，所述多孔检测条2上设置有8个检测孔201（可称 为8孔连通板)，所述检测孔201的下部2011相对独立，且底部2010是封闭 的，相邻的检测孔201的下部2011之间有间隙，检测孔201的上部2012通 过连接通道202相连通；所述支架1纵向上的通孔数与检测条上的检测孔的 数目相同，为8个，横向上的通孔数为12个，即该支架上可安装12个检测 条。该多指标检测装置可以同时检测一个样本的8个项目指标。进一步的， 所述检测装置，可以同时容纳12个样品，进而用于检测12个样品的8项指 标。使用前先于多孔检测条底部（2010）和下部（2011）处包被生物活性物 质，因它们是相互不相通的，因此可以包被上8种不同的生物活性物质；又 由于同一检测条中的检测孔的上部是相互连通的，所以，向检测孔加入样品 的过程中，该样品注满检测条内一个检测孔的下部时，就会溢过连接通道202 流入相邻的检测孔，这样，通过一次加样操作，就能够把样品加到同一检测 条的全部检测孔中，以对样品的多项指标进行检测，节省了加样时间，进一 步提高了检测效率。

实施例3

一种多指标检测装置，所述多孔检测条2上设置有12个检测孔201（可 称为12孔连通板)，所述检测孔201的下部2011相对独立，且底部2010是封 闭的，相邻的检测孔201的下部2011之间有间隙，检测孔201的上部2012 通过连接通道202相连通；所述支架1纵向上的通孔数与检测条上的检测孔 的数目相同，为12个，横向上的通孔数为8个，即该支架上可安装8个多孔 检测条。该多指标检测装置可以同时检测一个样本的12个项目指标。进一步 的，所述检测装置，可以同时容纳8个样品，进而用于检测8个样品的12项 指标。

由于上述多孔检测条是相互独立地安装在支架上，因此可以根据实际需 要使用一个或多个多孔检测条，以实现对一人份或多人份样品的多项指标的 检测。

当然，上述多孔检测条可以根据需要包括2个或多于2个检测孔，例如， 包括8或12个检测孔。所述支架可以根据需要安装1个或多个，例如1‑12 个检测条。

实施例4一种试剂盒

本实施例提供的试剂盒包括本发明所述的多指标检测装置，所述检测装 置的检测孔的底部和下部的内表面包被有生物材料。

本实施例所用的材料和设备均为现有材料和设备，例如：GAD抗原，Ins 抗原，IA2抗原，anti‑人IgG‑HRP的生产厂家如表1所示，

表1原料名称，货号和生产厂家

上述试剂盒的制备方法包括下述步骤：

（1）包被抗原及抗体

如图5所示，在连通微孔板的微孔中分别加入GAD抗原，Ins抗原，IA2 抗原，抗人IgG抗体，包被抗体或抗原采用0.02mol/L pH7.4的磷酸盐缓冲液 稀释成指定的浓度，在2‑8℃条件下包被15小时，使之固定在微孔底部和下 部的内表面。GAD抗原包被浓度为0.05ug/ml；Ins抗原包被浓度为0.05ug/ml； IA2抗原包被浓度为0.05ug/ml；抗人IgG抗体包被浓度为2ug/ml。

（2）封闭：

弃去包被液体，在连通微孔板的微孔中分别加入未稀释的新生牛血清， 封闭60分钟后，通入PBS冲洗三次。

上述未稀释的新生牛血清的蛋白含量为3.5%‑5%（w/v，g/100ml）。

（3）干燥，即得本发明所述的多孔检测条(或称连通微孔板)；

（4）将步骤（3）所得的连通微孔板安装到支架上，即得本发明所述的试剂 盒。

（5）如图5所示，上述多孔检测条的8个微孔分别标记为A、B、C、D、E、 F、G、H。各个微孔内包被的生物材料如下所示：

A孔未包被任何抗原，只用新生牛血清封闭，为空白孔；B孔包被GAD抗原； C孔包被GAD抗原；D孔包被Ins抗原；E孔包被Ins抗原；F孔包被IA2抗 原；G孔包被IA2抗原；H孔包被抗人IgG抗体，为阳性孔。其中Ａ孔为空 白对照，Ｇ孔为阳性对照。H孔也可以为空白对照孔，阳性孔不是必须的， 而空白对照孔是必须的。

（6）依次加入稀释的待测样品和标记物工作液：

向上述步骤（5）所述的连通微孔板的微孔中通入待测样品与PBS按1:100 比例（重量比或体积比）混合的混合溶液，反应1小时后，向微孔内通入PBS 冲洗3‑4次后，弃去PBS；向连通微孔板的微孔中通入酶结合物（即标记物工 作液），所述酶结合物为抗人IgG的标记抗体（即酶标二抗，其浓度为5ug/ml）， 前述标记抗体的稀释剂和/或稳定剂为100%新生牛血清（即未稀释的新生牛血 清）。

（7）向微孔内通入PBS冲洗3‑4次后，弃去PBS，在反应区域内加入鲁米诺；

（8）检测反应区域的发光亮度。

根据步骤（8）的检测结果，根据各个微孔的信号值与空白孔的信号值的 比例来确定微孔中是否存在相应的抗体，从而定性检测样品中是否存在GAD 抗体、IA2抗体和Ins抗体。

实施例5试剂盒的使用方法

先制备标记物工作液。采用现有技术中的常用方法制备。

通常，所述标记物工作液的制备方法，以抗体（IgG）为例，包括下述步 骤：

（1）取4mg HRP溶于0.5mL蒸馏水，加入1%（w/v）的2，4‑二硝基氟 苯（DFB）无水乙醇溶液0.1mL，室温（20±5℃）下轻微搅拌2‑3h。

（2）加入0.08mol/L aIO4水溶液1mL，室温下避光轻搅30‑60min，溶 液呈黄绿。

（3）加入0.2mol/L乙二醇水溶液1mL，室温（20±5℃）下轻搅2‑3h， 终止氧化反应。

（4）加入5mg抗体（IgG），装入透析袋，置于浓度为0.05mol/L，pH9.1 的碳酸盐缓冲液（无水碳酸钠1.5g，碳酸氢钠2.93g，溶于1000mL蒸馏水） 1000mL中，3‑4℃透析10‑30小时，更换3次缓冲液。

（5）取出透析袋中液体，加入浓度为6mg/mL的aHB4水溶液0.2mL， 在2‑8℃的条件下透析2‑3小时。

（6）步骤（5）所得的液体经过凝胶过滤柱分离去除游离的抗体或抗原 分子和酶分子，得到抗体或抗原的酶结合物。

（7）向步骤（6）所得产物内加入等体积甘油，用新生牛血清将酶结合 物稀释至2‑30μg/ml，即得抗体或抗原的酶结合物，低温保存备用。

上述步骤所得的酶标记的抗体或抗原使用新生牛血清，并只用新生牛血 清作为稀释剂和稳定剂。将标记的抗体稀释到指定的浓度，即得到标记物工 作液。

本发明制备的试剂盒的使用方法，包括下述步骤：

（1）分别取样，分别将待测样品与PBS相混合；

（2）将步骤（1）所得的混合液分别通入连通微孔板的微孔内，培育30分钟 至2小时；

（3）向微孔内通入PBS冲洗3‑4次后，弃去PBS，将上述标记物工作液通入 连通微孔板的微孔内，培育30分钟至2小时；

（3）向微孔内通入PBS冲洗3‑4次后，弃去PBS，在反应区域内加入鲁米诺 或TMB；

（4）检测反应区域的相对发光强度或OD值；

（5）根据步骤（4）的结果确定样品中的目标抗体或抗原。

当检测一人份样品的多项指标时，使用一个连通微孔板；当检测多人份 样品的多项指标时，使用多个连通微孔板。

本发明所用的检测装置为现有常用的仪器，如化学发光成像系统 ChemiScope Mini，上海勤翔科学仪器有限公司生产。

本发明提供的多指标检测装置，以实施例4中所述的连通微孔板为例， 当使用一个连通微孔板时，可同时检测一人份样品中GAD抗体、IA2抗体、 Ins抗体三项指标；当同时使用多个连通微孔板时，可同时定性或定量检测多 人份样品中GAD抗体、IA2抗体、Ins抗体三项指标。这进一步说明了，本 发明提供的多指标检测装置不仅节省加样时间，而且可以实现高通量检测， 并且，检测灵敏度高，检测的线性范围更宽。本发明提供的试剂盒可以实现 高通量检测，并且，检测灵敏度高，检测的线性范围更宽。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护 范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利 范围内。