GB/T 33805-2017 激光共聚焦生物芯片扫描仪技术要求

　　ICS 1 1 . 040 . 55 C 30

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 33805—2017

　　激光共聚焦生物芯片

　　扫描仪技术要求

　　Technicalrequirementoflaserconfocalbiochipscanner

　　2017-05-31 发布 2017-12-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 33805—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由全国生物芯片标准化技术委员会(SAC/TC 421)提出并归口 。

　　本标准起草单位：博奥生物集团有限公司、北京市医疗器械检验所。

　　本标准主要起草人：王东、刘豫、滕慧慧、梅丹阳。

　　GB/T 33805—20 17

　　激光共聚焦生物芯片

　　扫描仪技术要求

　　1 范围

　　本标准规定了激光共聚焦生物芯片扫描仪的术语和定义、要求、试验方法、标志、标签和使用说明、包装、运输和贮存。

　　本标准适用于体外诊断用医疗器械，以平面基质为载体、基于激光共聚焦原理的扫描仪。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 191 包装储运图示标志

　　GB 4793 . 1 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第 1 部分：通用要求

　　GB/T 14710 医用电器环境要求及试验方法

　　YY 0466 医疗器械 用于医疗器械标签、标记和提供信息的符号

　　YY 0648 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第 2-101 部分：体外诊断 (IVD) 医用设备的专用要求

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　激光共聚焦生物芯片扫描仪 laserconfocalbiochipscanner

　　通过光学系统把激发光汇聚在待测芯片上，基于激光共聚焦扫描显微镜原理，通过光学元件对芯片的快速扫描来获取荧光数据的仪器。

　　3.2

　　微阵列芯片 microarray

　　以阵列方式设定在平面基质载体上能够并行处理生物样品中多个信息的微处理单元的集合体。

　　3.3

　　分辨率 resolution

　　有效扫描图像中的像素边长。

　　注：单位通常为微米/像素。

　　3.4

　　线性范围 linearrange

　　给出的测量结果与样品中被测量的值直接成比例的一定的测量范围。

　　GB/T 33805—20 17

　　3.5

　　最低响应值 limitofblank

　　芯片扫描仪对微阵列芯片上待测目标信号强度的识别能力。

　　注 1 ：当“灵敏度”特指仪器检测到区别于背景的最低信号时等同于“最低响应值”。

　　注 2：通常表示为荧光分子数/平方微米。

　　3.6

　　-致性 uniformity

　　芯片扫描仪对微阵列芯片上同一信号强度的待测 目标在不同位置的识别能力。

　　3.7

　　重复性 repeatability

　　芯片扫描仪对微阵列芯片上同一信号强度的待测 目标在多次扫描间的识别能力。

　　4 要求

　　4 . 1 分辨率

　　小于或等于 20 μm/像素。

　　4 . 2 最低响应值

　　小于或等于 1 个荧光分子/μm2 。

　　4 . 3 线性范围

　　大于或等于 3 个数量级(在线性范围内 R2 ≥0.99)。

　　4 . 4 -致性

　　相对极差不大于 10%。

　　4 . 5 重复性

　　变异系数要求不大于 10%。

　　4 . 6 稳定性

　　仪器开机预热稳定后 0~4 h 内的相对极差不大于 20%。

　　4 . 7 安全

　　应符合 GB 4793 . 1 及 YY 0648 的要求。

　　4 . 8 环境试验

　　应符合 GB/T 14710 中气候环境 Ⅰ 组，机械环境 Ⅰ 组的要求。

　　4 . 9 外观

　　芯片扫描仪外观应符合下列规定：

　　a) 外观应整洁，无裂纹或划痕，文字和标识清晰;

　　b) 扫描仪运动部件在移动过程中 目视应平稳，不应看出有明显的跳动;

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　　c) 紧固件连接应牢固可靠，不得有松动。

　　5 试验方法

　　5 . 1 正常工作条件

　　在如下条件下进行试验：

　　a) 电源：交流 220 V±22 V; 50 Hz±1 Hz;

　　b) 环境温度：10 ℃ ~30 ℃ ;

　　c) 相对湿度：30%~75% ;

　　d) 大气压力：86 kPa~106 kPa。

　　5 . 2 分辨率

　　使用厂家优化的扫描参数，在 20 μm分辨率下扫描标准格式检测芯片的扫描区域( 附录 A 中图A. 1中 B1 全区域)，考察区域内信号值最高的信号点直径上的像素数，计算信号点直径除以直径上的像素数的结果。

　　5 . 3 最低响应值

　　参见附录 A 的标准格式检测芯片或同类特殊格式检测芯片(要求同一浓度信号点的重复数量不少于 10 个)，在 20 μm 的分辨率下，使用优化扫描参数，扫描芯片的扫描区域 1 次，依次提取信号的中位值、背景的中位值以及背景的 SD值(标准偏差)。 这里用于计算的背景是指从信号点的圆心起 3 倍半径内、且不包括被测信号点及周围信号点的区域。 按式(1)计算信号对噪声的比率：

　　信噪比 SNR = 信号景值 ……………………( 1 )

　　系统最小可识别的信号要求信号对噪声的比率不小于 2,这时系统最小可识别的信号对应的浓度即为最低响应值。

　　5 . 4 线性范围

　　使用厂家优化的扫描参数，在 20 μm分辨率下扫描标准格式的检测芯片( 附录 A,要求同一浓度信号点的重复数量不少于 10 个)扫描区域，取每行(同一浓度)信号的中位值作为该浓度的单次测量值。以行数对应浓度的对数值为横坐标、行数对应信号中位值的对数值为纵坐标作图，考察得到曲线的线性拟合相关系数 犚2 。

　　调整被考察的数据源范围，当相关系数 犚2 >0 . 99 时，犖1/犖0(其中 犖1 、犖0 分别为 犚2 >0 . 99 的数据源中的最高浓度和最低浓度)即为系统的线性范围。

　　5 . 5 一致性

　　使用厂家优化的扫描参数，在 20 μm 分辨率下扫描标准格式的检测芯片(附录 A) 扫描区域，得到正向数据。 将芯片平面旋转 180°, 同样在 20 μm 分辨率下扫描检测芯片的扫描区域，得到反向数据。选取扫描区域中最低响应值的 5 倍 ~10 倍的浓度行数据作为试验的考察值，将此行正向数据从左至右分别记录 为 犪1 、犪2 、… 犪10 , 反 向 数 据 从 左 至 右(数 据 已 翻 转)分 别 记 录 为 犪′1 、犪′2 、… 犪′10 , 考 察

　　(犪10 +犪′10)/2

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　　5 . 6 重复性

　　在相同测量条件下，使用厂家优化的扫描参数，在 20 μm 分辨率下连续扫描标准格式的检测芯片(附录 A)扫描区域 30 次，选取扫描区域中最低响应值的 5 倍 ~10 倍的浓度行数据作为试验的考察值。取该行(同一浓度)信号的中位值作为单次测量值，计算扫描数据的 CV。

　　5 . 7 稳定性

　　仪器开机预热稳定后的状态作为考察的第 0 h,考察 0 h~4 h仪器的稳定性。

　　使用厂家优化的扫描参数，在 20 μm分辨率下扫描标准格式的检测芯片( 附录 A,要求同一浓度信号点的重复数量不少于 10 个)扫描区域，选取扫描区域中最低响应值的 5 倍 ~10 倍的浓度行数据作为试验的考察值，取考察行信号的中位值作为该浓度的单次测量值，记为 p0 ;每间隔 1 h,重复进行该测试，得到考察行信号的中位值 p1 、p2 、p3 、p4 。考察式(2) :

　　RR ……………………( 2 )

　　式中：

　　RR — 相对极差;

　　pmax — p0 ~ p4 中的最大值;

　　pmin — p0 ~ p4 中的最小值;

　　paverage — p0 ~ p4 的算术平均值。

　　5 . 8 安全

　　按照 GB 4793 . 1 及 YY 0648 规定的方法进行测试。

　　5 . 9 环境试验

　　按照 GB/T 14710 规定的方法进行重复性测试。

　　5 . 10 外观

　　目视检查。

　　6 标志、标签和使用说明

　　6 . 1 总则

　　标志、标签和使用说明应使用中文，其他语言可备选使用。 中文的使用应当符合国家通用的语言文字规范。 标志、标签和使用说明书的文字、符号、图形、表格、数字、照片、图片等应当准确、清晰、规范。标志、标签和使用说明书中应尽量使用符号或图示，所使用的符号还需满足 YY 0466 的要求。

　　6 . 2 标志、标签

　　扫描仪器的标志、标签应清晰地标注在显著位置，并至少提供如下信息：

　　a) 产品名称、型号;

　　b) 生产企业名称、注册地址、生产地址、联系方式;

　　c) 编号或序列号直接标注在贴于仪器上的标签上;

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　　d) 电源连接条件、输入功率;

　　e) 注册号、标准编号。

　　注：只要适用，以上信息应采用符号表示。 所使用的任何符号应该符合适用的法规和国家标准。 如使用的符号没有现有的标准，应该在相关文件中对这些符号进行说明。

　　6 . 3 合格证

　　合格证上应有下列内容：

　　a) 生产厂名称;

　　b) 产品型号;

　　c) 检验日期;

　　d) 检验员代号。

　　6 . 4 使用说明书

　　使用说明应该清晰、简洁，词语应简单，易于使用者理解。 使用说明至少包括以下内容：

　　a) 产品名称、型号;

　　b) 生产企业名称、注册地址、生产地址、联系方式及售后服务单位;

　　c) 《医疗器械生产企业许可证》编号、医疗器械注册证书编号;

　　d) 产品标准编号;

　　e) 产品的性能、主要结构、适用范围、检测方法的原理;

　　f) 使用检测仪器时应遵循的测量程序;

　　g) 注意事项以及其他需要警示或者提示的内容;

　　h) 分析仪标签所用的图形、符号、缩写等内容的解释;

　　i) 安装和使用说明或者图示(包括：产品安装说明及技术图、线路图;产品正确安装所必须的环境条件及鉴别是否正确安装的技术信息;其他特殊安装要求等);

　　j) 检测仪器维护和保养方法，特殊储存条件、方法;

　　k) 使用说明发行的年月或修订版本号。

　　7 包装、运输和贮存

　　7 . 1 包装

　　包装应符合如下规定：

　　a) 包装所使用的图示标志应符合 GB/T 191 的规定;

　　b) 包装应能保证分析仪免受自然和机械性损坏;

　　c) 包装箱内应附有使用说明书。

　　7 . 2 运输

　　按照制造商规定的要求进行运输。

　　7 . 3 贮存

　　按照制造商规定的要求进行贮存。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　用于微阵列芯片检测仪的标准格式检测芯片

　　根据芯片检测仪的检测波长，采用相应的荧光染料，参照如下方法制造相应的标准格式检测芯片。 将一定浓度的荧光染料在同一容器内混匀作为高浓度样品，按照 m 倍梯度进行浓度稀释，点样后得到一系列浓度依次递减的待测样品。 标准格式检测芯片的梯度阵应在芯片检测仪的扫描范围内，且不居中。 点阵的梯度区间要大于检测的线性范围区间。 芯片依上而下信号从弱到强，每行样品的浓度相同，为保证样点信号的可读性，同行上至少要有 10个同浓度的样点，而且每个样点的直径上至少要有 10个像素。

　　例如：图 A. 1 是用原始浓度为 5 μmol/L 的荧光染料 Cy3 和 Cy5 制作的高浓度样品，按照 1 . 5 倍进行浓度稀释后，经点样得到 31 个浓度梯度的标准格式检测芯片。 芯片上有两个重复阵列，每个阵列有31 行、10 列，每行浓度相同，从 31 行开始，每行浓度依次递减。 第 2 行用去离子水作为空白对照，第 一行用原始浓度染料作为索引标志。 梯度芯片的浓度范围约为 10 5 ,第 14 行所在位置的浓度为 0 . 1 个荧光分子/ μm2 。该梯度测试芯片可用于对标准芯片格式的芯片检测仪进行检测，对于适用同类特殊格式检测芯片的芯片检测仪，可以按照上述方法制备同类特殊格式的检测芯片。

　　图 A.1 芯片检测仪标准格式检测芯片

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　　参 考 文 献

　　[1] M. 谢纳著，张亮等翻译.生物芯片分析[M] . 北京：科学出版社，2005 .

　　[2] 马立人，蒋中华.生物芯片[M] . 北京：化学工业出版社，2001 .

　　[3] 陈忠斌.生物芯片技术[M] . 北京：化学工业出版社，2005 .

　　[4] 邢婉丽，程京.生物芯片技术[M] . 北京：清华大学出版社，2004 .

　　[5] Cheng, J. and Kricka, L.J. , et al. Biochip Technology, Harwood Academic Publishers, Pennsylvania, USA, 2001.

　　[6] Xing, W. , Cheng, J. , et al. Biochips—Technology and Applications, Springer—Verlag, Heidelberg, Germany, 2003.