一种蛋白芯片全自动化高通量分析方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蛋白芯片检测技术领域，具体公开了一种蛋白芯片全自动化高通量分析方法及装置。
【背景技术】
[0002]蛋白、抗体芯片是一种通过在固相基质(硅片、玻璃、硝酸纤维素膜)表面高密度的固定蛋白或抗体，具有高通量检测生物样本中的抗原或抗体等多个指标的作用。与传统的单指标检测的ELISA方法相比，蛋白芯片具有检测通量大、样本需求小、检测效率高(在一个小孔内可以同时检测上百个指标)等优点，因此尤其适合于临床上对多个指标的同时检测项目，比如，多个肿瘤标志物的同时检测。然而，由于蛋白芯片实验操作过程繁杂，对实验条件敏感，不同批次间的实验，由于实验条件的细微的差别，即可导致实验结果的不同，而批次内实验由于实验条件几乎完全一致，因此具有较好的稳定性。
[0003]为了提高实验结果的稳定性和避免操作人员与潜在的带传染性病毒的样本的接触，已经有人提出了蛋白芯片全自动化的分析工艺及设备。然而，目前的蛋白芯片全自动化分析工艺及设备都是基于标准曲线定时校准、单个样本单独处理模式。该模式具有一定的优势，比如定时校准标准曲线，可以节约试剂；单个样本单独处理模式可以做到样本随时至IJ、随时分析。但是，由于标准品、质控品和样本不是同时平行检测，因此，用上一个批次的标准曲线计算下一个批次的样本，检测结果有着较大的偏差。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服现有技术中蛋白芯片全自动化分析设备存在较大偏差的缺陷，并结合临床上样本成批处理的特点，提供一种蛋白芯片全自动化高通量分析装置。该分析装置能将多个样本及标准品、质控品放在一起同时检测，从而用当前批次的标准品及质控品计算当前批次的样本浓度，使得检测结果更准确；同时，多个样本共用一个标准品和质控品可以达到节约试剂的效果。
[0005]本发明的另一个目的是提供一种蛋白芯片全自动化高通量分析方法。
[0006]本发明的目的通过以下技术方案予以实现:
一种蛋白芯片分析装置，包括控制主机，与控制主机电连接的显示器，全自动蛋白芯片工作站，所述全自动蛋白芯片工作站的台面上设有:样本处理系统、试剂处理系统、洗板系统、信号采集系统，操作仪台面的上方设有自由机械手臂和加液系统；所述的样本处理系统、试剂处理系统、洗板系统、信号采集系统、自由机械手臂与控制主机电连接；
所述样本处理系统包括供放置吸头托盘的吸头载架、供放置样本管的样品载架、供放置酶联反应所需试剂的试剂载架和条形码扫描仪；
吸头载架、样品载架和试剂载架在工作站的台面上排列成一条线，吸头载架、样品载架和试剂载架的排列线的一侧设有导轨，条形码扫描仪在导轨上滑动对样品和试剂进行扫描来录取样品和试剂的信息； 所述自由机械手臂包括机械手支撑架、抓取电机和左右机械手指，机械手支撑架通过驱动装置沿上方导轨滑行，驱动装置包括带轮及弹性金属带，使带轮转动并移动机械手支撑架，机械手支撑架通过抓取电机连接传动装置，带动输出轴的丝杠旋转并驱动左右机械手指，所述左右机械手指为板状，内置软质硅胶来抓牢芯片框架，左右机械手指通过支撑架内丝杠螺母的旋转调整距离。
[0007]作为优选实施方式，所述吸头载架、样品载架、试剂载架在工作站的台面上从左到右依次排列成线，所述条形码扫描仪沿着导轨依次扫描样品和试剂。更优选地，所述吸头载架上放置4个吸头托盘，每个吸头托盘可放置96个吸头；所述样本载架总共设计10个；所述试剂载架总共设置2个。
[0008]作为优选实施方式，所述试剂处理系统包括孵育台、恒温控制装置和振荡装置；孵育台位于最后一个试剂载架的右外侧；孵育台上设有多个芯片框架；恒温装置位于孵育台的下方，振动装置位于恒温控制装置的下方。
[0009]作为更优选方案，所述孵育台上设有4个芯片框架，4个芯片框架将四个独立的芯片构成一个芯片组，一个芯片组可同时处理1至64个样本。最优选地，所述芯片框架为12.7cm X 8.5cm X 1.2cm的硬质塑料框架，芯片框架内侧具有四对凸槽，用于支持和固定4块蛋白芯片。
[0010]作为一种优选方案，所述加液系统为1个或2个自动加样枪组合。更优选地，所述自动加样枪包括支撑架与加样头，支撑架通过轴承连接电机与丝杠，丝杠作为直线运动部件驱动加样头，所述加样头内部活塞杆与驱动部件连接。
[0011]优选地，所述洗板系统包括用来洗板的洗板槽、盛放洗液的洗液桶、吸取洗液和废液的洗板头和提供洗板动力的洗板机。洗板头位于试剂载架的右内测，洗板槽和洗板机在洗板头右侧依次排列；所述洗液桶位于孵育台右侧。自由机械手臂将芯片放于洗板机固定框架内，洗板头从洗板桶吸取洗涤液对芯片反复冲洗，所吸取的废液通过洗板头泵入洗液桶内的废液罐。洗板头可按电脑指示对芯片内的不同位置进行微调，以最大限度吸光废液。
[0012]所述信号采集系统包括激光或化学发光成像装置和采集槽。采集槽设置在蛋白芯片自动化操作仪的台面上，采集槽可将芯片移动到激光或化学发光成像装置正下方；当自由机械手臂将芯片移动到采集槽并移动到成像装置正下方，激光或化学发光成像装置开始采集芯片的信息并转换成像。所述激光或化学发光成像装置包括光电倍增管及发射光组件，发射光组件包括滤过700至800波长的滤光镜。信号采集系统可采用荧光激发光或化学发光检测光路信号，突光可米用532 nm的滤光镜,化学发光可米425 nm的滤光镜。
[0013]所述数据处理系统包括数字转换器，光强度检测器。其中光强度检测器连接到计算机进行信号强度和背景的归一化处理。所述的数据处理系统包括发明人开发的编辑的Excel数据处理软件H16 Gastric Software自动进行异常数据分析与排除,大大改良了传统生物芯片需要手动删除异常背景信号的缺点。
[0014]一种利用如上所述蛋白芯片分析装置分析蛋白芯片的方法，包括如下步骤:
51.将芯片、试剂、样本分别放入蛋白芯片分析装置的相应位置，条形码扫描仪对试剂及样本上的条形码进行扫描，通过不同的条形码格式统计不同试剂和样本，并自动加载试剂及样本的信息，自动化生成检测方案及报告模式；
52.检测方案生成之后，控制主机驱动加液系统，加液系统首先将所需稀释液加到制定试管，并自动将一定量的样品或标准品或质控品加入到相应试管中，同时吹打混匀进行稀释，最后将稀释后的液体自动加到相应芯片内进行第一步酶联免疫反应；
53.第一步酶联免疫反应结束后，自动机械手臂将芯片转移到洗板系统中进行洗板，完成洗板后将芯片转移到孵育台上，加液系统加入相应的标记检测抗体，进行第二次酶联免疫反应，第二次酶联免疫反应结束后，自动机械手臂将芯片再次转移到洗板系统中进行洗板，完成洗板后再将芯片转移到孵育台上，加入显色剂经孵育后，芯片移动到洗板系统进行洗板，完成洗板后，结束酶联免疫反应；
54.酶联免疫反应结束后，自由机械手臂将芯片转移到信号采集系统中进行信号的采集并成像，图像分析软件自动对图像进行分析，提取信号点的强度并自动扣除背景信号的强度，数据分析软件对提取的信号强度进行分析，自动剔除异常信号，自动进行数据归一化，曲线拟合软件自动进行标准曲线的拟合，并计算检测样本中各个检测指标的具体浓度，报告生成系统综合录入的样本、芯片的信息以及检测结果，出具检测报告。
[0015]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
1.本发明通过特定结构组成的样本处理系统，可以实现将多个样本及标准品、质控品放在一起同时检测，从而用当前批次的标准品及质控品计算当前批次的样本浓度，使得检测结果更准确；同时，多个样本共用一个标准品和质控品可以达到节约试剂的效果。
[0016]2.本发明所述蛋白芯片分析装置，通过科学分配并设置样本处理系统、试剂处理系统、洗板系统、信号采集系统，可以实现采用一套工艺，对蛋白芯片检测的全自动化操作，包括从样本稀释，到报告生成全部由仪器操作。
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