一种电化学侧向流免疫分析试纸条及便携式检测装置

本技术实施例涉及生物检测，具体涉及一种电化学侧向流免疫分析试纸条及便携式检测装置。

背景技术：

1、近年来，即时检测（point-of-care testing，poct）因其快速、便携和实时分析的特点，已在疾病诊断、食品安全、环境监测等领域得到广泛应用。即时检测是一种通过微型化、集成化和智能化的设计，实现“样本进-结果出”的高效检测模式。poct的一个典型例子是侧流免疫层析技术（lateral flow immunoassay，lfia）。lfia具有成本低、操作简单、检测快速、样本量少的优点，已经被广泛用于包括蛋白（例如心肌标志物、炎症标志物），核酸（非小细胞肺癌的mirna、病毒的orf1ab核酸），化学小分子（黄曲霉毒素b1，多菌灵）在内的各类医学生物标志物的快速分析。

2、经典的lfia基于光学检测策略，包括比色、荧光等方法。基于比色的lfia提供了低成本、用户友好的平台，但灵敏度和定量能力不足。基于荧光法的lfia虽然提高了灵敏度和定量能力，但需要复杂的设备进行检测，这限制了其在poct中的应用。近年来，新兴的电化学侧流层析技术（electrochemical lateral flow immunoassay，elfia）逐渐引起了科研工作者与临床一线从业者的广泛关注，elfia将传统lfia与电化学传感的优势相结合，在poct领域展现出独特的技术优势。具体而言，elfia保留了lfia的高分离特性和基于特异性探针（如抗体、核酸适配体）的高选择性。此外，与光学检测策略相比，电化学传感是基于便携式、经济高效的设备进行的，更易于实现微型化与集成化。这些优势使电化学传感已经在poct领域得到广泛应用。以市售家用血糖仪为例，其单套试纸与仪器售价仅为数美元，适合家庭日常健康监护场景，为疾病的早期诊断与长期管理提供了便捷的技术手段。

3、目前elfia已在多领域展现出应用潜力，检测对象包括癌症标志物、炎症标志物、心肌标志物、致病细菌和糖尿病相关分析物等。目前的elfia架构几乎都是由独立的两个器件组成：集成化的电化学传感器与lfia试纸条。该设计通过将检测电极与硝酸纤维素膜（nc膜）的测试线紧密贴合，实现靶标物质的分离与定量分析，但仍面临两大关键问题：

4、检测层面：传感电极与nc膜贴合不紧密，导致经膜分离后的靶标与电极接触不稳定，进而引发信号波动，造成检测结果不准确、重复性与稳定性差。

5、制备层面：需分别完成电化学传感器、lfia条带的制备及后续组装，使elfia制备流程复杂，导致批量化制备困难，限制了技术的转化应用与普及。

6、针对上述问题，ying等提出内置电极的elfia方案，通过在nc膜上原位制备电极，有效解决了传感电极与nc膜贴合不紧密的缺陷。但该方案中电极分布于nc膜两侧，导致膜整体尺寸偏大；且组装试纸条时需先单独裁剪膜的各功能区域，再进行后续操作，仍未解决elfia组装复杂的问题。

技术实现思路

1、为此，本实用新型实施例提供一种电化学侧向流免疫分析试纸条及便携式检测装置。

2、为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

3、根据本实用新型实施例的第一方面，本实用新型提供一种电化学侧向流免疫分析试纸条，包括样品垫、结合垫、nc膜、吸收垫和背板，所述样品垫、结合垫、nc膜、吸收垫依次层叠在背板上，所述nc膜呈凸形结构，其设置有工作电极、参比电极、对电极及第一导线、第二导线、第三导线，其中，第一导线、第二导线、第三导线与工作电极、参比电极、对电极一一对应连接，且第一导线、第二导线、第三导线均布设于nc膜的凸形延伸区域内，用于与外部检测装置对接。

4、进一步地，所述工作电极包被有捕获抗体，结合垫包被有含检测抗体的探针复合物。

5、进一步地，所述nc膜还设置有pdms膜，所述pdms膜至少覆盖工作电极、参比电极、对电极与对应导线的交界处，以实现绝缘密封。

6、进一步地，所述工作电极、参比电极和对电极呈平行设置，且工作电极、参比电极与对电极的极间距为2 mm。

7、进一步地，所述样品垫的尺寸为20 mm×200 mm，结合垫的尺寸为14 mm×200 mm，nc膜的尺寸为25 mm×200 mm，吸收垫的尺寸为24 mm×200 mm；所述工作电极、参比电极及对电极的尺寸均为6 mm×1 mm。

8、根据本实用新型实施例的第二方面，本实用新型提供一种便携式检测装置，所述检测装置包括电性连接的电化学工作站、如上任一项所述的电化学侧向流免疫分析试纸条，以及智能手机。

9、进一步地，所述检测装置还包括弹簧测试夹，所述弹簧测试夹用于将工作电极、参比电极和对电极与电化学工作站电性实现电性连接。

10、本实用新型实施例具有如下优点：

11、本实用新型通过丝网印刷技术将电化学传感电极原位构建于nc膜，使电极与膜形成一体化结构，从根本上避免传统方案中电极与nc膜后期贴合不紧密的缺陷，减少靶标与电极接触不稳定导致的信号波动，大幅提高检测结果的准确性、重复性与稳定性。另外，通过将连接各电极的导线布设于nc膜的凸形延伸区域内，无需对膜进行双侧加工或后期裁剪拼接，简化了elfia试纸条的制备与组装工序，更易实现批量化、规模化生产。

12、本实用新型形成了一套集成电化学工作站、elfia试纸条与智能手机为一体的便携式检测装置，智能手机可直接接收、处理电化学工作站的检测数据，无需额外数据传输或分析设备，能够在更短的检测时间内获得检测结果，同时操作简单，可满足疾病诊断、食品安全等领域的现场快速检测需求，具有较大的应用潜力。

1.一种电化学侧向流免疫分析试纸条，其特征在于，包括样品垫、结合垫、nc膜、吸收垫和背板，所述样品垫、结合垫、nc膜、吸收垫依次层叠在背板上，所述nc膜呈凸形结构，其设置有工作电极、参比电极、对电极及第一导线、第二导线、第三导线，其中，第一导线、第二导线、第三导线与工作电极、参比电极、对电极一一对应连接，且第一导线、第二导线、第三导线均布设于nc膜的凸形延伸区域内，用于与外部检测装置对接。

2.根据权利要求1所述的电化学侧向流免疫分析试纸条，其特征在于，所述工作电极包被有捕获抗体，结合垫包被有含检测抗体的探针复合物。

3.根据权利要求1所述的电化学侧向流免疫分析试纸条，其特征在于，所述nc膜还设置有pdms膜，所述pdms膜至少覆盖工作电极、参比电极、对电极与对应导线的交界处。

4.根据权利要求1所述的电化学侧向流免疫分析试纸条，其特征在于，所述工作电极、参比电极和对电极呈平行设置，且工作电极、参比电极与对电极的极间距为2 mm。

5.根据权利要求1所述的电化学侧向流免疫分析试纸条，其特征在于，所述样品垫的尺寸为20 mm×200 mm，结合垫的尺寸为14 mm×200 mm，nc膜的尺寸为25 mm×200 mm，吸收垫的尺寸为24 mm×200 mm；所述工作电极、参比电极及对电极的尺寸均为6 mm×1 mm。

6.一种便携式检测装置，其特征在于，所述检测装置包括电性连接的电化学工作站、如权利要求1-5中任一项所述的电化学侧向流免疫分析试纸条，以及智能手机。

7.根据权利要求6所述的便携式检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括弹簧测试夹，所述弹簧测试夹用于将工作电极、参比电极和对电极与电化学工作站电性实现电性连接。