CN210690595U - 一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统，包括底座、检测盒和洗脱盒，底座上有宽度与检测盒相同的槽，槽内设置第一磁体和第二磁体；检测盒内有试纸；洗脱盒内设有液泡、硝酸纤维素薄膜和吸水纸；第一磁体与检测试纸的对照线显影处对位，第二磁体与检测试纸的检测线显影处对位，试纸位于硝酸纤维素薄膜和吸水纸之间，试纸边缘与硝酸纤维素薄膜边缘和吸水纸边缘互相贴合。本实用新型延长了反应时间，极大的提高了检测灵敏度，并且设置洗涤盒，简化洗涤操作。

Description

一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种快速检测系统。

背景技术

背景技术的内容只是为了帮助理解技术内容，并非现有技术。

流式免疫分析法(Lateral flow immunoassay,LFIA)是一种实用、简单、有效的快速病原体筛选技术。LFIA传感器已被用来检测肉眼可见的带有视觉信号的目标物。通常，未经培训的人员可以在15分钟内完成LFIA。然而，LFIA的一个关键限制是灵敏度低。对于整个病原体检测，常规LFIA检测限(limit of detection,LOD)在104-106CFU/mL范围内。为了提高侧流免疫检测方法的灵敏度，科学家提出了基于荧光探针的检测方法，这种方法需要额外的仪器来读取信号，也会需要额外的操作步骤，例如对从病原体中提取的DNA/RNA进行预培养的富集和放大。细胞间酶或活菌需要消耗的环境化学物质等细菌指标分析也被用于基于低频的检测，以提高灵敏度，但需要较长的检测时间。经辣根过氧化物酶(horseradishperoxidase,HRP)刺激可增强LF对DNA和蛋白质的检测，因此在我们之前的工作中，我们引入了酶放大策略，通过HRP催化反应，实现约100CFU/mL的LOD值。然而，食品安全标准是严格的，需要严格的规程和监测标准。因此，对传感器规范的要求也很严格，需要高度敏感、具体、快速和简单，并具有现场检测的潜力。

LFIA平台敏感性差的主要原因之一是由于表面反应速率低，探针标记病原体与捕获抗体在检测区固定化的相互作用有限。由于LF条的流动是基于毛细管作用，标记病原体会受到材料特性的控制，因此很难控制被标记的目标物与捕捉抗体的相互作用时间。目标与捕捉探针的相互作用时间有限，导致捕获到的目标的比例较低。为了克服这一关键弱点，科学家们采用了一种电泳技术，名为同位素电泳(isotachophoresis,ITP)，它可以通过调整电流来预浓缩和控制目标的运动。通过使用ITP减慢目标的移动，以增加元素之间的交互时间，LFIA系统的LOD可以得到改进。然而，要控制条带中的电流需要额外的仪器，无法满足对LFIA的简单性要求。在其他方面，Arben等人(2014)在LF带材上印刷了蜡柱图案，利用假湍流效应降低流速，延长反应时间。他们还使用不同形状的LF条来控制流速。然而，基于这些简单的策略改进的LOD，并没有显著改善对低浓度目标的检测。

目前LFIA平台检测灵敏度低的一个主要原因在于探针标记的病原体与在探测区固定的捕获抗体之间的有限相互作用，这是由于表面反应速率低。流体流过LF条带是基于毛细管作用，而探针标记病原体的移动受到材料特性限制，因此很难控制被标记目标物与捕获抗体的作用时间。也就是说目标物与捕获探针有限的相互作用时间导致了对目标的低捕获率。为解决这一技术问题，研究人员曾利用等速电泳方法通过调节电流富集和控制目标物运动，以减缓目标物的运动增加相互作用时间，但是，该方法需要适用额外的设备去控制条带上的电流，反而使检测操作更加复杂。为延长相互作用时间，也曾有在LF条带上喷涂蜡柱、改变条带形状等其他的尝试，但效果并不明显。

申请人采用磁性修饰的方式增加目标物在条带上检测区域的相互作用时间，实现比较低的检测限，同时加装洗涤盒，简化清洗步骤。但目前尚未有配套磁性修饰目标物及洗涤盒来实现快速检测的试剂盒。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用磁性修饰的方式增加目标物在条带上检测区域的相互作用时间，并加装洗涤盒来简化清洗步骤，实现比较低的检测限快速检测系统。

本实用新型采用以下技术方案实现：

一种磁聚焦快速检测系统，其特征在于：包括底座、检测盒和洗脱盒，底座具有与检测盒匹配的槽，槽内设置第一磁体和第二磁体；检测盒包括盒体和检测试纸，检测试纸固定于盒体，检测试纸的显影部暴露在盒体外；洗脱盒内设有储存有洗涤液的液泡、导流板和吸水纸，导流板和吸水纸之间的距离与检测试纸匹配；第一磁体与检测试纸的对照线显影处对位，第二磁体与检测试纸的检测线显影处对位。

使用时，先将检测盒放入底座的槽内，检测盒的盒体底面与底座贴合，检测试纸的显影区暴露于盒体外，检测试纸的对照线和检测线分别对准第一磁体和第二磁体；对检测试纸加样，显影后，将洗脱盒盖在检测盒上，检测试纸位于导流板和吸水纸之间；使液泡破裂，洗涤液从液泡内沿着导流板向外流、到达检测试纸的显影区进行洗涤；之后，洗涤液被吸水纸吸收，避免洗涤液外漏或者积存在底座、检测盒内。如此，完成检测、洗涤工作。

检测试纸的结构与常规的检测试纸相同，包括加样区和检测显示区，检测显示区包括对照线显影处和检测线显影处。导流板将液泡中的洗涤液导流到试纸的检测显示区，吸水纸利用虹吸作用吸取洗涤液。使用时，将检测板装入底座的槽内，将洗涤盒卡在检测条上，使试纸边缘与导流板和吸水纸边缘互相贴合。取处理过的样品加入到加样区，等待反应。然后按动洗涤盒按钮扎破液泡，等待。之后，再将显色液均匀滴加于检视显示区内，等待后读取结果。检测显示区内设有磁性检测试剂，比如修饰有抗原的磁性纳米颗粒。样本加入到加样区时，样本通过虹吸现象到达检测显示区与磁性检测试剂反应，在第一磁体和第二磁体的磁场作用下，磁性纳米颗粒集中到第一磁体和第二磁体，延长反应时间，使试剂与样本充分反应。

优选的，底座内设有第一磁体安装孔和第二磁体安装孔，第一磁体安装孔与第一磁体紧配合，第二磁体安装孔与第二磁体紧配合。

优选的，检测盒和洗涤盒正交。如此，只需要使检测盒的显影区和洗涤盒的洗涤区能够重合即可完成洗涤工作。具体来说，检测盒的第一面盖和底盖之间的区域恰好容纳洗涤盒的导流板和吸水纸，导流板和吸水纸之间的区域恰好检测试纸，如此，完成洗涤盒跟检测盒的匹配。

检测盒

检测盒提供检测试纸，检测试纸的两端位于盒体内，检测试纸的显影区暴露于盒体之外。所谓的暴露，是指检测试纸的显影区不被面盖遮挡，仅由底盖支撑。

作为优选的方案，检测盒包括第一面盖，第二面盖和底盖，第一面盖和底盖固定检测试纸的第一端，第二面盖和底盖固定检测试纸的第二端；检测试纸的显影区暴露于第一面盖和第二面盖之间，第一面盖和第二面盖之间的距离与洗涤盒适配。也就是说，洗涤盒的吸水纸和导流板能够放入第一面盖和第二面盖之间，实现洗涤功能。

优选的，检测盒的底盖设有第一磁体定位孔和第二磁体定位孔，第一磁体定位孔与检测试纸的对照线显影处对位，第二磁体定位孔与检测试纸的检测线显影处对位。其中，对位是指

如此，将检测盒装在底座上时，使磁体插入相应的磁体定位孔，即可完成检测盒与底座之间的定位。当然，也可以采用其他定位方式，实现磁体和对照线、检测线的对应。比如，底座和检测盒上都设置相应的标志线，标志线对准时，则磁体与对照线、检测线对应。

优选的，底盖和第一面盖，第二面盖通过连接柱和装配柱，装配柱上有装配孔，连接柱于装配孔一一对应且插接式配合；连接柱位于底盖，装配柱位于第一面盖，第二面盖；或者，连接柱位于第一面盖，第二面盖，装配柱位于底盖。

优选的，第一面盖上设有加样孔，加样孔对应检测试纸的加样区。样本从加样孔到达检测试纸的加样区。

洗涤盒

洗涤盒的目的在于能够与检测盒匹配，并且释放洗涤液。洗涤盒提供洗涤液，洗涤液对检测试纸进行洗涤。

作为优选的方案，洗涤盒包括第一洗脱底盖，第二洗脱底盖和洗脱面盖，洗脱面盖和第一洗脱底盖之间设置导流板；洗脱面盖和第二洗脱底盖之间设置吸水纸。洗涤室中的洗涤液流出至导流板，导流板将洗涤液导流至检测试纸显影处。吸水纸通过虹吸作用，吸取显影处洗涤液，使得洗涤液能够在检测显示处实现流动。

优选的，第一洗脱底盖和洗脱面盖之间有容纳液泡的容腔，第一洗脱底盖上按钮，按钮上设有能够刺破液泡的刺破件。刺破件是尖端或者刃，或者是钝化块。非工作时，刺破件与液泡之间有距离，刺破件不接触液泡、不会释放洗涤液；洗涤时，按动按钮，刺破件在压力作用下可以使液泡破裂，释放洗涤液。

优选的，液泡位于第一洗脱底盖和导流板之间，导流板与第一洗脱底盖之间有导流通道，导流通道与容腔连通。液泡破裂后，液体经过导流通道，从导流板流出。

优选的，导流板包括位于第一洗脱底盖和洗脱面盖之间的内藏部和位于第一洗脱底盖区域之外的外露部，导流通道位于内藏部，内藏部处导流通道以外的区域与第一洗脱底盖密封相连；导流通道具有与外露部相连的出口。如此，能够将所有洗涤液都限制在液泡和导流通道内，避免洗涤液四处无规则流动。

优选的，导流板为玻璃纤维板，或者树脂板，或者金属板，或者塑料片。导流板只要是不吸水的薄片即可，并不限于以上举例。导流板与第一洗脱底盖的密封方式包括但不限于：在导流板和第一洗脱底盖之间设置密封胶；或者密封垫圈。

优选的，第一洗脱底板上设置凹槽，该凹槽形成导流通道的顶板和两个侧板，导流板形成导流通道的底板，导流板为平板。或者，导流板上设置凹槽，导流板的凹槽形成导流通道的底板和两个侧板，第一洗脱底板形成导流通道的顶板。或者，导流板上设有第一凹槽，第一洗脱底板上形成第二凹槽，第一凹槽对准第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽拼合成导流通道。

洗涤盒能够实现对洗涤液的精确定量，将洗涤液准确的导流到检测试纸的显影区，并且在洗涤后吸收掉洗涤液，避免洗涤液滞留；整个检测、洗涤过程方便、干净。

本实用新型的有益效果是：

1、外部磁铁用于减慢被标记的目标病原体在LFIA条带检测区的移动，从而延长反应时间。

2、将HRP信号放大和磁性区域控制技术结合起来，极大的提高了检测灵敏度，几乎实现在单细胞水平检测就能得到肉眼可见得检测信号。

3、该方法使病原体检测速度快、周期短，操作简单，不需使用额外设备，不需要执行预培养操作。

4、设置洗涤盒，简化洗涤操作，洗涤完成后，无洗涤液滞留。

附图说明

图1为本实用新型的洗涤盒正面示意图。

图2为本实用新型的洗涤盒反面示意图

图3为本实用新型的检测板反面示意图。

图4为本实用新型的检测板正面示意图。

图5为本实用新型的检测板分解示意图。

图6为本实用新型的底座示意图。

图7为本实用新型检测结果示意图。

附图中1：导流板；2：按钮；3：洗涤室；4：洗脱面盖；5：第一洗脱底盖；6：第二洗脱底盖；7：吸水纸；8：刺破件；9：加样孔；10：第一面盖；11：第二面盖；12：底盖；13：检测试纸；13A:检测线显影处；13B:对照线显影处；14：第一磁体定位孔；15：第二磁体定位孔；16：连接柱；17：装配柱；18第二磁体安装孔；19：第一磁体安装孔；

具体实施方式

一种磁聚焦快速检测系统，其特征在于：包括底座、检测盒和洗脱盒，底座具有与与检测盒匹配的槽，槽内设置第一磁体和第二磁体；检测盒包括盒体和检测试纸13，检测试纸13固定于盒体，检测试纸13的显影部暴露在盒体外；洗脱盒内设有储存有洗涤液的液泡、导流板1和吸水纸7，导流板1和吸水纸7之间的距离与检测试纸13匹配；第一磁体与检测试纸13的对照线显影处13B对位，第二磁体与检测试纸13的检测线显影处13A对位。

使用时，先将检测盒放入底座的槽内，检测盒的盒体底面与底座贴合，检测试纸13的显影区暴露于盒体外，检测试纸13的对照线和检测线分别对准第一磁体和第二磁体；对检测试纸13加样，显影后，将洗脱盒盖在检测盒上，检测试纸13位于导流板1和吸水纸7之间；使液泡破裂，洗涤液从液泡内沿着导流板1向外流、到达检测试纸13的显影区进行洗涤；之后，洗涤液被吸水纸7吸收，避免洗涤液外漏或者积存在底座、检测盒内。如此，完成检测、洗涤工作。

检测试纸13的结构与常规的检测试纸13相同，包括加样区和检测显示区，检测显示区包括对照线显影处13B和检测线显影处13A。导流板1将液泡中的洗涤液导流到试纸的检测显示区，吸水纸7利用虹吸作用吸取洗涤液。使用时，将检测板装入底座的槽内，将洗涤盒卡在检测条上，使试纸边缘与导流板1和吸水纸7边缘互相贴合。取处理过的样品加入到加样区，等待反应。然后按动洗涤盒按钮2扎破液泡，等待。之后，再将显色液均匀滴加于检视显示区内，等待后读取结果。检测显示区内设有磁性检测试剂，比如修饰有抗原的磁性纳米颗粒。样本加入到加样区时，样本通过虹吸现象到达检测显示区与磁性检测试剂反应，在第一磁体和第二磁体的磁场作用下，磁性纳米颗粒集中到第一磁体和第二磁体，延长反应时间，使试剂与样本充分反应。

优选的，底座内设有第一磁体安装孔19和第二磁体安装孔18，第一磁体安装孔19与第一磁体紧配合，第二磁体安装孔18与第二磁体紧配合。

优选的，检测盒和洗涤盒正交。如此，只需要使检测盒的显影区和洗涤盒的洗涤区能够重合即可完成洗涤工作。具体来说，检测盒的第一面盖10和底盖12之间的区域恰好容纳洗涤盒的导流板1和吸水纸7，导流板1和吸水纸7之间的区域恰好检测试纸13，如此，完成洗涤盒跟检测盒的匹配。

检测盒

检测盒提供检测试纸13，检测试纸13的两端位于盒体内，检测试纸13的显影区暴露于盒体之外。所谓的暴露，是指检测试纸13的显影区不被面盖遮挡，仅由底盖12支撑。

作为优选的方案，检测盒包括第一面盖10，第二面盖11和底盖12，第一面盖10和底盖12固定检测试纸13的第一端，第二面盖11和底盖12固定检测试纸13的第二端；检测试纸13的显影区暴露于第一面盖10和第二面盖11之间，第一面盖10和第二面盖11之间的距离与洗涤盒适配。也就是说，洗涤盒的吸水纸7和导流板1能够放入第一面盖10和第二面盖11之间，实现洗涤功能。

优选的，检测盒的底盖12设有第一磁体定位孔14和第二磁体定位孔15，第一磁体定位孔14与检测试纸13的对照线显影处13B对位，第二磁体定位孔15与检测试纸13的检测线显影处13A对位。如此，将检测盒装在底座上时，使磁体插入相应的磁体定位孔，即可完成检测盒与底座之间的定位。当然，也可以采用其他定位方式，实现磁体和对照线、检测线的对应。比如，底座和检测盒上都设置相应的标志线，标志线对准时，则磁体与对照线、检测线对应。

优选的，底盖12和第一面盖10，第二面盖11通过连接柱16和装配柱17连接，装配柱17上有装配孔，连接柱16于装配孔一一对应且插接式配合；连接柱16位于底盖12，装配柱17位于第一面盖10，第二面盖11；或者，连接柱16位于第一面盖10，第二面盖11，装配柱17位于底盖12。

优选的，第一面盖10上设有加样孔9，加样孔9对应检测试纸13的加样区。样本从加样孔9到达检测试纸13的加样区。

洗涤盒

洗涤盒的目的在于能够与检测盒匹配，并且释放洗涤液。洗涤盒提供洗涤液，洗涤液对检测试纸13进行洗涤。

作为优选的方案，洗涤盒包括第一洗脱底盖5，第二洗脱底盖6和洗脱面盖4，洗脱面盖4和第一洗脱底盖5之间设置导流板1；洗脱面盖4和第二洗脱底盖6之间设置吸水纸7。洗涤室3中的洗涤液流出至导流板1，导流板1将洗涤液导流至检测试纸13显影处。吸水纸7通过虹吸作用，吸取显影处洗涤液，使得洗涤液能够在检测显示处实现流动。

优选的，第一洗脱底盖5和洗脱面盖4之间有装有液泡的容腔，第一洗脱底盖5上有按钮2，按钮2上设有能够刺破液泡的刺破件8。其中，液泡容纳腔即为洗涤室3。刺破件8是尖端或者刃，或者是钝化块。非工作时，刺破件8与液泡之间有距离，刺破件8不接触液泡、不会释放洗涤液；洗涤时，按动按钮2，刺破件8在压力作用下可以使液泡破裂，释放洗涤液。优选的，液泡位于第一洗脱底盖5和导流板1之间，导流板1与第一洗脱底盖5之间有导流通道，导流通道与液泡容纳腔连通。液泡破裂后，液体经过导流通道，从导流板1流出。

优选的，导流板1包括位于第一洗脱底盖5和洗脱面盖4之间的内藏部和位于第一洗脱底盖5区域之外的外露部，导流通道位于内藏部，内藏部处导流通道以外的区域与第一洗脱底盖5密封相连；导流通道具有与外露部相连的出口。如此，能够将所有洗涤液都限制在液泡和导流通道内，避免洗涤液四处无规则流动。

优选的，导流板1为玻璃纤维板，或者树脂板，或者金属板，或者塑料片。导流板1只要是不吸水的薄片即可，并不限于以上举例。导流板1与第一洗脱底盖5的密封方式包括但不限于：在导流板1和第一洗脱底盖5之间设置密封胶；或者密封垫圈。

优选的，第一洗脱底板上设置凹槽，该凹槽形成导流通道的顶板和两个侧板，导流板1形成导流通道的底板，导流板1为平板。或者，导流板1上设置凹槽，导流板1的凹槽形成导流通道的底板和两个侧板，第一洗脱底板形成导流通道的顶板。或者，导流板1上设有第一凹槽，第一洗脱底板上形成第二凹槽，第一凹槽对准第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽拼合成导流通道。

现介绍磁聚焦快速检测系统的一种使用方法。

取25g mL样品粉碎，加入225mL的液体培养基中，均质混匀后于36±1℃培养5-6h后使用。取处理过的样品约100μL加入到加样孔9内，等待10分钟。按动洗涤盒上的按钮28，等待10分钟。取下洗涤盒，将100μL显色液均匀滴加于检视窗内，15分钟后读取结果。如图5所示，C,T线均显色时为阳性反应，C线显色，T线不显色时为阴性反应，C线不显色，测试失败或检测卡失效，超过30分钟后读取的结果均为无效结果。

Claims (9)

1.一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统，其特征在于：包括底座、检测盒和洗涤盒，底座具有与检测盒匹配的槽，槽内设置第一磁体和第二磁体；检测盒包括盒体和检测试纸，检测试纸固定于盒体，检测试纸的显影部暴露在盒体外；洗涤盒内设有储存有洗涤液的液泡、导流板和吸水纸，导流板和吸水纸之间的距离与检测试纸匹配；第一磁体与检测试纸的对照线显影处对位，第二磁体与检测试纸的检测线显影处对位。

2.如权利要求1所述的一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统，其特征在于：槽内设有第一磁体安装孔和第二磁体安装孔，第一磁体安装孔与第一磁体紧配合，第二磁体安装孔与第二磁体紧配合。

3.如权利要求1所述的一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统，其特征在于：检测盒和洗涤盒正交。

4.如权利要求1所述的一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统，其特征在于：检测盒包括第一面盖，第二面盖和底盖，检测试纸安装在第一面盖，第二面盖和底盖之间的试纸槽内，试纸条中部暴露，第一面盖和第二面盖之间有间距，与洗涤盒间隙配合。

5.如权利要求4所述的一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统，其特征在于：底盖和第一面盖，第二面盖通过连接柱和装配柱连接，装配柱上有装配孔，连接柱与装配孔一一对应且插接式配合；连接柱位于底盖，装配柱位于面盖；或者，连接柱位于面盖，装配柱位于底盖。

6.如权利要求5所述的一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统，其特征在于：第一面盖上设有加样孔，加样孔对应检测试纸的加样区。

7.如权利要求1所述的一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统，其特征在于：洗涤盒包括第一洗脱底盖，第二洗脱底盖和洗脱面盖，洗脱面盖和第二洗脱底盖之间设置导流板。

8.如权利要求7所述的一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统，其特征在于：洗脱面盖和第二洗脱底盖之间设置吸水纸。

9.如权利要求7所述的一种具有洗脱功能的磁聚焦快速检测系统，其特征在于：第一洗脱底盖和洗脱面盖之间设置装有液泡的液泡容纳腔，第一洗脱底盖设有按钮，按钮上设有刺破件。

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