侧向流免疫层析——信号读取设备

侧向流免疫层析——信号读取设备

原创
来源:高珺珊
2022-09-29 00:00:00
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核心提示:目前,视觉传感是侧向流免疫层析试纸条(LFICS)测试中最常用的信号读取方法,大多数常规的侧向流免疫层析均设计用于定性(阳性/阴性)或半定量测定,不需要仪器就可以产生肉眼可识别的颜色信号。

  目前,视觉传感是侧向流免疫层析试纸条(LFICS)测试中最常用的信号读取方法,大多数常规的侧向流免疫层析均设计用于定性(阳性/阴性)或半定量测定,不需要仪器就可以产生肉眼可识别的颜色信号。虽然颜色读出方法简单、直接,但可能会造成由于视觉能力和其他心理因素造成的颜色感知差异。除此之外,基于荧光的信号增强系统,基于磁性纳米颗粒的系统、基于拉曼增强探针的信号增强系统等可能会受到光学检测的干扰,所以还需要更灵敏的信号读取设备来进行信号测量。因此,研究人员开发了越来越多的信号读取设备来满足对目标物(小分子,蛋白质,DNA等)高灵敏度,特异性和定量的需求。

  1、大型台式设备

  已经开发出许多可以用于分析侧向流免疫层析结果的医院及商用大型台式设备,Kim等[1]开发了一种用于免疫层析分析的条带读取器,用于检测来自条带表面的反射光的光学头包括绿色的发光二极管,大面积硅光电二极管和阳极氧化铝安装块,阳极安装块提供了用于切割来自LED的光的狭缝结构。通过分析乙型肝炎病毒抗原检测试纸条进行条带读取,检测极限为1.25 ng/mL。 该条带读取器可用于廉价,一次性和基于膜的检测,这些检测可提供液体样品中分析物存在的直观证据。Huang等[2]开发了一台光学读取器用以捕获LFICS上的上转换荧光粉颗粒,该检测系统用于检测各种浓度的鼠疫耶尔森氏菌F1抗原,检测限为5ng/mL。

  2、便携式设备

  台式设备较适用于实验室、医院、服务检测等平台,随着人类生活水平的提高,为了满足家庭医疗保健及紧急医疗等需求,对便携式检测设备的需求增加了。市场上最成功的便携式产品之一是由Swiss Precision Diagnostics GmbH (SPD)公司设计生产的Cleanblue®的早孕测试笔,它是基于反射率的集成光学阅读器,可以将蓝色的乳胶颗粒显色结果转换为数字结果。在心脏保健领域,Roche公司开发了便携式光学读取器对检测肌红蛋白(30–700μg/L)和肌钙蛋白T(0.03–2μg/L)的GNPs标记的侧向流免疫层析检测结果进行定量测量。因为便携式设备的准确性和简便性受到热衷于了解和关注自己健康的人群的青睐。

  3、智能设备

  在过去的几年中,智能检测得到了飞速发展,与大多数传统的大型设备相比,智能手机、智能可穿戴设备和智能数码相机由于其便携性,操作系统的开放性而成为侧向流免疫层析即时诊断设备中较为理想的处理工具。基于移动智能设备的条带读取器可以满足高便携性的检测的要求。目前,移动智能医疗市场正在迅速发展,智能手机因其简单的操作,广泛的可用性,已成为新兴的医疗及时诊断平台。快速发展和对这项先进技术的需求已将手机转变为可用于成像,显示,数据处理,存储和通信的集成平台,操作者不再需要携带任何其他设备,即使在紧急状况或者野外条件下也可以随时进行结果定量分析。Oncescu等[3]开发了基于智能手机的智能手机附件和软件应用程序,该软件可以量化血液中的胆固醇水平。Hou等[4]开发了一种基于智能手机的双模态成像系统,该系统可以定量检测颜色或荧光条带,可以根据使用的标签类型(颜色或荧光)进行选择。对于人绒毛膜促性腺激素(颜色标记)和癌胚抗原(荧光标记)的检出限分别为2.3 mIU/mL和0.037 ng/mL。

  在过去的十年中,已经设计了一系列价格合理,便于操作的检测设备,用于对免疫层析结果进行记录和定量,例如对炎症标志物(C反应蛋白,降钙素原等)动力学变化的定量估计可以控制治疗过程。此外,智能手机应用程序也被用于疾病诊断,可以将测试设备捕获的图像发送到异地的医疗中心进行异地诊断,这种低成本和及时的远程医疗手段,对于紧急医疗、不发达国家的患者而言具有重要的意义。

  参考文献:

  [1] Kim S , Park J K . Development of a test strip reader for a lateral flow membrane-based immunochromatographic assay[J]. Biotechnology and Bioprocess Engineering, 2004, 9(2):127-131.

  [2] Huang L, Zhou L, Zhang Y, et al. A simple optical reader for upconverting phosphor particles captured on lateral flow strip [J]. IEEE Sensors Journal, 2009, 9(10):1185-1191.

  [3] Preechaburana, Pakorn, Suska, et al. Biosensing with cell phones[J]. Trends in Biotechnology, 2014,32(7):351-355.

  [4] Hou Y, Wang K, Xiao K, et al. Smartphone-Based Dual-Modality Imaging System for Quantitative Detection of Color or Fluorescent Lateral Flow Immunochromatographic Strips[J]. Nanoscale Research Letters, 2017, 12(1):291.

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