[发明专利]侧流试纸检测装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种侧流试纸检测装置及其制备方法，侧流试纸检测装置包括侧流试纸(1)和交流介电泳芯片(2)，检测垫(4)包括检测线(7)和对照线(8)，检测线(7)上固定捕获探针，对照线(8)上固定对照探针；操控捕获探针分布的交流介电泳芯片(2)包括，玻璃板(9)，其上设有用于滴加捕获探针溶液和/或对照探针溶液到检测垫(4)表面的通孔(11)，第一微电极(10)，其固定在玻璃板(9)上且位于通孔(11)的一侧，第二微电极(12)，其固定在玻璃板(9)上且位于通孔(11)的另一侧，其中，连接电源的第一微电极(10)和第二微电极(12)产生正介电泳运动电场力以使整个厚度上的捕获探针聚集到检测垫上层可见区域。

技术领域

本发明涉及一种生物试纸即时检测技术领域，特别是一种侧流试纸检测装置及其制备方法。

背景技术

侧流试纸作为一种极具潜力的纸基即时检测诊断设备，广泛应用于全球公共卫生保健、农业检测、食品安全及环境监测等领域(专利US201662425839P)。它因具有方便携带、造价低廉、可任意处理等优点而受到全球的关注，尤其是偏远不发达地区的青睐。一般侧流试纸由沉浸垫、检测垫、吸收垫和背胶板四个部分组成。其中，沉浸垫靠近检测垫一侧装载可溶解的显色颗粒，检测垫上检测线和对照线分别装载捕获探针和对照探针。检测过程中，样品溶液滴加在沉浸垫上，在毛细力作用下液体会向检测垫方向迁移。随着液体的流动显色颗粒逐渐溶解并与样品中目标物特异性结合形成显色颗粒-目标物的复合物。当溶液通过检测线时，捕获探针可捕获显色颗粒-目标物的复合物形成三明治结构复合物。当溶液通对照测线时，对照探针只捕获游离的显色颗粒形成对照探针-显色颗粒的复合物。当检测线和对照线上显色颗粒聚集一定量后，可直接用肉眼观察检测线和对照线上的显色结果。吸收垫能为液体提供毛细动力并存储多余溶液。试纸中引入显色颗粒指示检测线上被捕获目标物的量，将化学信号转化为光学信号。目前，侧流试纸较低的检测灵敏度极大的限制了它在临床上的应用和商业领域的推广。

对于上述光学信号检测的侧流试纸，如采用纳米金作为显色颗粒，检测线上捕获的显色颗粒一般会在检测线整个厚度方向都有分布。由于纸基的多孔结构会遮挡内部纳米金有效光信号，只有在检测垫上层表面10μm厚的纳米金发出的光才能被肉眼观察到。相对于厚度为110μm的检测垫，检测线下层大部分的纳米金发出的光信号被纤维多孔结构遮挡，不能被肉眼观察到，导致了检测线下层捕获的纳米金的光信号被浪费。

为了增强检测灵敏度，获取检测线整个厚度上显色颗粒的全部有效信号是一种最为直接的方法。由于纸基多孔结构，检测线整个厚度上显色颗粒的光学信号难以被全部捕获。而磁性纳米颗粒或金属纳米颗粒产生的磁信号或热信号不受纸基多孔结构的影响。因此，一些信号读取仪(如磁信号读取仪、热成像仪)被用来读取整个检测区域中磁性颗粒产生的磁信号或者金属颗粒产生的热信号(专利US201715802120)，最终侧流试纸性能得到提升。但是，这种方法在应用方面仍然面临着很多挑战，例如需要额外的信号发射和读取设备、设备亟待小型化、要求熟练的操作人员。虽然光学检测方法存在不能完全利用检测线上纳米金光信号的缺点，但是其便捷的操作、低廉的成本、直观的结果显示更有利于在不发达及偏远地区的推广和应用。对于光学检测方法，提高检测线上层可见区域显色颗粒的捕获效率是增加侧流试纸检测灵敏度的关键。

为了增强检测灵敏度另一种途径是增大检测线上捕获探针的浓度，因此有助于提高纳米金在检测线上的捕获概率，最终获得较强的显色信号。但是，无限制的增大捕获探针的浓度不会持续提高检测信号，反而造成捕获探针的浪费，增大侧流试纸制造成本。这是因为装载在沉浸垫上显色颗粒是有限的，提高捕获探针浓度只能一定程度上提高显色颗粒的捕获概率，最终在检测线被捕获的显色颗粒是有限的；此外，当检测线上纤维表面捕获探针达到饱和后，多余的捕获探针不能固定在检测线上，会随着液体冲走，不能实现对显色颗粒有效的捕获。