基于磁敏传感器的心梗三项快速检测系统研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:llpgxyu
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急性心肌梗死是目前全球范围内致死和致残的主要疾病之一,其发病急、猝死率高、致残率高,其早期发现和诊疗对急性心梗患者来讲可以降低危害,提高预后生活质量,降低死亡率。心梗的症状主要有不稳定型心绞痛、突发胸骨疼痛、上腹部疼痛、呼吸困难等胸部不适症状,容易与其他疾病混淆,目前临床多根据症状、心电图结合血液中心肌损伤标志物进行早期诊断与病程监测。欧洲心脏病学会(ESC)、美国心脏病学会(ACC)、美国心脏学会(AHA)和世界心脏联盟(WHF)于2007年10月联合颁布了全球心肌梗死的统一定义,首次推荐灵敏度和特异性兼具的三种心脏标志物(MYO、CK-MB、cTnI)联合诊断方法。目前,临床上常用的检测方法主要有电化学发光免疫分析法、酶免疫分析法、化学发光免疫分析法、免疫层析试纸条等分析方法。这些方法均需耗费较长时间和检测成本,多数产品只是单靶标测试,需要对单个样品进行多次测试,才可以得到多靶标结果,耗费数倍的时间、样品量和试剂量,并且难以满足心梗测试的快速、方便的检测要求。因此,开发出一种快速多靶标心梗标志物的检测体系,对于心肌梗死的早期发现和及早诊疗具有重要意义。   本文在绪论部分主要介绍了即时检测(POCT)的发展情况、生物芯片的基本概念及检测技术和急性心肌梗死的临床诊断状况。在实验部分,建立并优化了基于磁敏生物传感器的免疫夹心反应体系,建立了静态和全自动测试仪中的心梗三项(MYO、CK-MB、cTnI)快速检测方法,可以对血样中MYO、CK-MB和cTnI进行快速联合检测,从而实现了对急性心梗的快速准确诊断。主要工作有:⑴系统研究了固相载体表面生物功能化方法,尝试了化学共价连接、物理吸附固定、物理捕获固定和间臂化学共价连接等四类抗体固定方法。使用荧光分子、量子点、酶联免疫的方法对蛋白质的固定量和活性进行评价,确立了高效固定蛋白质的方法。⑵运用双抗体夹心免疫检测方法和链霉亲和素-生物素放大系统,建立了以磁颗粒为探针的免疫层析体系,并使用磁敏芯片进行定量测试。通过对体系的优化,得到了灵敏度高、检测范围跨越四个数量级的快速磁敏层析试纸条。⑶在硅片表面建立了心梗三项静态免疫反应,对利用免疫反应检测心梗三项的条件进行了优化,建立了硅片上多靶标检测体系,实现了心脏标志物的联合检测,具有高特异性和灵敏度,作为全自动测试仪中反应的参照体系。⑷在磁敏测试仪上,通过微流体体系,在芯片上进行了在线动态免疫反应,筛选优化了微流体体系的反应参数,最终确立了快速心梗三项检测的反应条件,并在上述实验条件下进行了多靶标联合检测实验,建立了心梗三项的工作曲线,其检测线性范围和灵敏度,均满足临床检验的要求。使用优化的磁敏检测体系测试了临床样品,测试结果与商品化测试仪(Biosite、Beckman Access2和Abbotti-STAT)法进行对照。结果表明,磁敏检测体系的测试结果与商品化测试仪一致,可用于临床中心脏标志物的联合检测。⑸进行了整个检测体系的稳定性研究,对抗原抗体的使用和保存条件、芯片的保存、测试卡中试剂的保存等问题进行了稳定性优化和测试,实验结果表明,通过稳定剂的添加,抗原抗体试剂、芯片和测试卡可在长期使用中保持免疫活性稳定。心梗三项测试芯片可以在37℃稳定放置14天而不影响其免疫活性,这相当于可在4℃条件下稳定保存2年。整个检测体系的稳定性很好,可以保证在实验研究和临床应用中的可靠性。
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