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Abaxis Piccolo 芯片的检测流程

  • 详细信息

Abaxis Piccolo 芯片的检测流程

1 用户所需检测流程

对于用户而言,Abaxis Piccolo 仪器的检测流程非常简单,只需要如下图所示三个步骤即可,即加样-放入芯片-获取结果。通常,加样所需要的时间也只有 30 秒左右,在放入芯片后,机器获取结果的时间也非常快,只需要约 10-12 分钟,且在此时间内,操作人员完全可以不用理会检测,仪器会自动完成检测并给出结果。


图 3.1 对用户而言,只需要三步操作就可以获取检测结果。


值得一提的是,在加样阶段,该圆盘芯片只需要加入 100uL 样品,如全血,血浆会血清即可,不需要加入稀释液。

对用户而言,待检血样可以从指间或静脉中获取,在待检血样被置于芯片上样品入口时,血样会在芯片上的毛细作用力下进入芯片上的进样池中,芯片表面有两个箭头提示血样足量,故用户不需要提前对要加入的血样定量,只需保证样品量在 90uL 到 120uL 之间即可。如下图所示为芯片的基本结构和样品加入到双箭头处的状态。






图 3.2 进样池有两个箭头提醒用户加入的血样是否足量。


2 仪器内部检测流程

Abaxis Piccolo 圆盘芯片不仅操作简单,而且还能得到准确的检测结果,其测试仪器内部主要提供离心力来驱动圆盘芯片进行运转,同时配合芯片内部的特殊结构和毛细作用力,可以在芯片内部实现预装试剂和待检样品的运转,定量,混合,反应等功能。
在测试仪器内部,测试芯片中发生的检测流程简单介绍为:

1,稀释液释放:利用仪器的结构件将圆盘芯片中心部位预装稀释液释放出来。

2,稀释液定量,血样定量和分离:稀释液和血样分别进入各自的定量池进行定量,同时血样分离为血球和血浆。

3,稀释液和血浆混合:定量后的稀释液和血浆进入混合池发生混合。

4,稀释血浆分取到各检测池,冻干试剂球溶解:混合后的血浆通过分取通道进入各个检测池,在各检测池内部,冻干试剂球复溶。

5,发生反应并光学检测得出结果:测试仪器进行光学检测该各检测池中的生化反应并计算出检测结果。


具体的检测流程为:


1,稀释液释放:
在用户加入血样后的芯片盘面结构如下图所示,其中红色表示血样,蓝色为预装的稀释液。稀释液在芯片封装过程中就被预装到芯片中心位置处的小容器中,通过铝箔热密封,在检测室,通过仪器上的结构件来挤压该中心处的铝箔,促使铝箔撕裂而释放其中的稀释液。

图 3.3 加入血样后的圆盘芯片结构图。


2,稀释液定量,血样定量和分离:

内部稀释液被释放出来后,在离心作用下(5000rpm,逆时针,2.5min),样品和稀释液会按照不同的路径运转,其中稀释液进入到过渡池后再进入到稀释液定量池(体积 356.25uL),多余的稀释液会通过末端微通道进入到四个质控池中,再多余的稀释液进入废液池,这四个质控池即为 iQC 的一部分(详见第四部分:Abaxis Piccolo 圆盘芯片的质控机制)。

图 3.4 稀释液和血样定量过程图。


同理,血样在离心力作用下进入到样品定量池,该定量池的体积为 75uL,多余的血样会进入溢流池,该溢流池也是 iQC 的一部分,用于检查用户加入的血样是否足量。在离心作用下,血样发生离心分为下层血球和上层血浆。


图 3.5 稀释液定量,血样定量和分离后的状态图。


3,稀释液和血浆混合:

在稀释液定量池的最远端和样品定量池的中间部位均有虹吸阀门,由于离心力远大于毛细力,第一轮离心时该虹吸阀门不会发挥作用,在离心停止时,虹吸阀门发挥作用并将定量后的全部稀释液(356.25uL)和定量后部分(18.75uL)血浆吸取到混合池中。

在混合时,仪器控制圆盘处于震荡状态,如旋转速度会突然降到 750rpm,然后缓慢提升到4000rpm,重复震荡 15 次促使血浆和稀释液发生充分混合,最低速度控制在 750rpm 是因为此时的离心力要大于混合池末端的虹吸阀门的毛细力。


图 3.6 稀释液和血浆混合状态图。


4,稀释血浆分取到各检测池,冻干试剂球溶解:

在混合阶段完成后,旋转停止,此时液体会被毛细力吸引到混合池末端的虹吸阀门内,然后再进行离心分取操作(3000rpm,顺时针,40s),稀释后血浆会进入到 21 个检测池和一个废液池中。

每个检测池都只有一个微通道,用于液体进入和气体放出,在所有液体都进入到检测池和废液池后,仪器控制圆盘发生震荡(从 1000rpm,顺时针到 1000rpm,逆时针,70s),该震荡操作促使冻干试剂发生充分溶解。

图 3.7 稀释血浆被分取到各个检测池。


5,发生反应并光学检测得出结果:
通过测试仪器内部的光学系统中的氙气闪光灯对每个检测池进行闪光检测,获取检测结果,每个圆盘芯片要闪光约 5000 次。测试仪器同时使用九个不同波长的光来检测生化反应过程,对检测结果进行计算,并结合质控机制,给出符合质控条件的检测结果。

图 3.8 各检测池发生生化反应。


3 检测后结果解读

Abaxis Piccolo 检测仪器在检测完成之后会给出检测结果,由于内部有严格的 iQC质控机制,故而给出检测结果都是经过该质控机制过滤之后的,以确保检测结果的可靠性和准确性,如下图为检测结果报告单和错误报告单,周围是对该报告单内部出现的含义进行解读,感兴趣的朋友可以研究下。
图 3.9 检测后结果报告单的解读。
(关于本部分提到的芯片内部的质控方法,请参考第四部分:Abaxis Piccolo 芯片

的质控机制。)


文章来源:微流控解密公众号



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