[发明专利]超灵敏数字层析快速检测分析物的系统及方法

说明书

本发明提供一种超灵敏数字层析快速检测系统及方法，检测系统主要包括：层析反应系统、光学成像系统和图像处理系统。其中层析反应系统为侧向或纵向层析反应系统，层析反应系统的反应膜上的检测区域固定捕获生物配体，通过生物配体特异性捕获富集的待测分析物，示踪纳米颗粒标记的检测生物配体特异性识别检测区域富集的待测分析物；其中光学成像系统能分辨反应膜上特异性结合的单个示踪纳米颗粒；其中图像处理系统包括检测区域识别模块和特异性结合示踪纳米颗粒的计数模块，统计检测区域特异性结合的示踪纳米颗粒数量与待测分析物的浓度成比例关系。本发明的检测系统和方法可以显著提高荧光或者胶体金层析分析方法的检测灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种生物检测系统，尤其涉及一种超灵敏快速检测分析物的系统，具体涉及到一种超灵敏数字层析快速检测分析物的系统。此外，本发明还涉及超灵敏数字层析快速检测分析物的方法。

背景

超灵敏检测分析的方法在临床疾病检测、食品安全、微生物检验检疫、兽医等领域都具有广阔的应用前景。数字检测分析技术是指通过对特异性反应进行绝对计数，从而提高检测分析的灵敏度。

目前，常见的数字分析技术包括数字PCR、数字ELISA等，其基本原理是将一个样本分成几千到几万份，分配到不同反应单元的待测目标分子，在每个反应单元中进行反应，反应结束后计数发生阳性反应的微分单元数量，实现对目标分析物的超灵敏检测。例如美国Quanterix公司推出的数字ELISA技术，与传统的免疫检测的主要区别在于能够在飞升大小的微孔内捕获单分子，允许单个磁珠的信号的数字化读取，该技术的检测灵敏度比传统的ELISA方法提高1000倍。

此外，通过对发生特异性结合反应的单纳米颗粒计数，也可以实现对目标分析物的超微量检测，例如Nongjian Tao等报道（ACS Sens. 2020, 5, 4, 1126–1131），在玻璃载玻片表面固定抗体，与金纳米颗粒修饰的标记抗体结合，采用暗场显微镜观察单个金纳米颗粒，对特异性结合的金纳米颗粒计数，可实现对肌钙蛋白的超灵敏检测。但上述检测方法步骤繁琐、耗时长、检测系统难于标准化，不适于开发现场、快速检测试剂盒。

中国发明专利申请CN201811282815.8公开了一种基于数字免疫分析技术的低丰度蛋白质绝对定量方法，该方法将捕获磁珠、目标抗原和检测颗粒进行免疫反应后，将免疫复合物重点检测颗粒洗脱，用微流控颗粒计数芯片分析检测颗粒数量。但上述数字免疫分析方法也存在检测步骤复杂，试剂难于标准化的问题。

中国发明专利申请CN202010449078.7公开了一种多光谱调制的便携式免疫层析试纸条定量检测装置，该发明中光学检测模块将调制过的光入射到待检测的试纸条上，在45度接收角将C线和T线反射光或者荧光引导至多光谱检测模块，由于上述检测方法采集检测颗粒的宏观整体信号，对超微量，尤其单个检测颗粒的信号无法检测识别，因而限制了该分析方法的检测灵敏度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种超灵敏数字层析快速检测分析物的系统，克服了现有数字检测方法步骤繁琐、耗时长、检测系统难于标准化的缺陷，简化了检测步骤，缩短了检测时间，检测系统易于标准化，实现对目标分析物的超灵敏、现场快速检测，提高现有层析检测技术的分析灵敏度。为此，本发明还提供一种超灵敏数字层析快速检测分析物的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种超灵敏数字层析快速检测分析物的系统，包括：层析反应系统，光学成像系统和图像处理系统；

所述的层析反应系统为侧向或纵向层析反应系统，其中侧向层析反应系统包括样品垫、结合垫、反应膜、吸水垫；纵向层析反应系统包括反应膜、吸水纸和组装卡壳；所述层析反应系统的反应膜上的检测区域固定捕获生物配体，通过生物配体特异性捕获富集的待测分析物，示踪纳米颗粒标记的检测生物配体特异性识别检测区域富集的待测分析物；