壓電生物晶片微流檢測裝置的製作方法

2023-10-09 05:21:39

專利名稱：壓電生物晶片微流檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及生物與化學分析儀器技術領域。特別是一種微體積的檢測流動液體試樣的流通型壓電生物晶片檢測裝置。
背景技術：
已有報導的用於液相使用多個壓電傳感器的檢測裝置，如《AnalyticaChimica Acta》1991,Vol.251,No.1,p143-148發表的「壓電石英傳感器用於溶液中多組分分析」的文章，公開了採用四個壓電傳感器，基於各傳感器對不同組分的響應在不同pH下存在差異，實現了水中鄰、間甲酚的同時測定，都是由多個獨立的石英晶體諧振器及其振蕩電路構成，但是這種裝置不能對流動的液體試樣進行檢測，且裝置複雜、成本高，不便於實際應用。目前還沒有涉及流通型壓電生物晶片檢測裝置的報導。
壓電生物晶片，如中國專利991174402「微型壓電諧振式傳感器陣列晶片」和中國專利001131109「原位生物晶片及其製備方法」公開的技術，是將多個壓電生物傳感器集成在一個晶片上，當將晶片上的各電極與配套使用的振蕩電路聯接時形成獨立的諧振檢測單元，測量各檢測單元的響應信號如器件的諧振頻率、聲電阻抗譜、頻譜或相位等，可獲取有關目標組分或多元組分體系的成分、性狀的一維或多維信息，得到目標的全面、動態、實時或在位描述。這種壓電生物晶片適用於化學、生物學、藥學、臨床醫學和環境科學等領域的分析檢測。

發明內容
本發明的目的是提供一種能檢測流動的液體試樣、易於實現自動化、結構簡單、所需試樣少、便於臨床檢驗和環境監測等實際應用，並能同時測定液體試樣中多種目標分子的壓電生物晶片微流檢測裝置。
為達上述目的，本發明在已有壓電生物晶片的基礎上，採用將壓電生物晶片裝設在有進出液通道的密封盒體中，這種裝置能利用進出液通道使液體試樣在壓電晶片上流動，從而實現對流動的液體試樣進行檢測。
本發明的壓電生物晶片微流檢測裝置(參見附圖)包含壓電生物晶片(1)，壓電生物晶片置於盒體中並構成封閉式的檢測池(3)，盒體上有檢測池通向外的至少一條管道(5)。
上述的盒體有基座(8)和與基座相連接的蓋板(4)，基座的中部呈內凹形的階臺密固上述壓電生物晶片(1)，壓電生物晶片的有生物探針的至少一個微電極(2)的一側與蓋板(4)之間形成上述檢測池(3)，壓電生物晶片的有共用電極(10)的另一側與基座間有空腔(9)，壓電生物晶片的微電極(2)和共用電極(10)有通向外界的引線(6、7)，上述的管道(5)在蓋板(4)上。
上述的壓電生物晶片(1)呈平片形，其片面形狀為圓形、或橢圓形、或邊數n≥3的n邊形，上述的盒體呈直柱體形，該柱體的橫斷面形狀與壓電生物晶片的片面形狀相吻合。
上述的生物探針為所說的生物探針為核酸、蛋白質、肽的生物分子、細胞、微生物中的至少一種。
使用本發明時，將本發明配裝在檢測儀上，將流動的液體試樣從分別從兩條管道導入、流出，按通常的方法進行檢測。
本發明與已有技術比較，具有如下的優點和效果。
一、本發明的內裝壓電生物晶片構成流動檢測池的盒體結構，能實現對流動的液體試樣進行檢測，因此易於實現檢測的自動化。
二、本發明的結構簡單、體積小巧，檢測時所需試樣少，使用方便靈活，方便臨床檢驗和環境監測等實際應用。
三、本發明的與盒體相配合的壓電生物晶片結構，能同時測定液體試樣中的多種目標分子。
適用於化學、生物學、藥學、臨床醫學和環境科學等領域的分析檢測。
下面，再用實施例及其附圖對本發明作進一步地說明。


圖1是本發明的一種微流通型壓電生物晶片檢測裝置的結構示意圖。
圖2是圖1的A-A剖面圖。
圖3是圖1的B-B剖視圖。
具體實施例方式
實施例1本發明的一種壓電生物晶片微流檢測裝置，如附圖所示，由壓電生物晶片和盒體構成。
上述壓電生物晶片1，採用通常的結構，由壓電片、壓電片一側片面的有至少一個微電極2的微電極陣列，和另一側片面的共用電極10以及固定在微電極2表面上的生物探針(圖中未表示)構成，共用電極和微電極分別由各自的引線6、7引出。上述壓電片用石英晶體片，也可以選用壓電陶瓷、或壓電聚偏氟乙烯薄膜等壓電材料製成。上述微電極2、共用電極10、及其引線6、7選用金材料，也可以選用銀、或鋁等導電材料製成。壓電片與共用電極、微電極呈片形，其片面形狀為圓形、或橢圓形、或邊數n≥3的n邊形，即可以是三邊形、四邊形、五邊形等多邊形，本實施例採用四邊形。上述的生物探針選用核酸，也可以選用蛋白質、肽等生物分子，細胞、微生物等生物材料中的至少一種。
上述的盒體，呈直柱體形。柱體的橫斷面形狀與壓電生物晶片的片面形狀相吻合。由於本實施例的壓電生物晶片採用長方形，故盒體採用四方直柱形，由長方體形的基座和蓋板構成，均選用陶瓷，也可以選用塑料、或玻璃等絕緣材料製成。上述基座8為中部凹入形成有階臺的長方形的空腔的盒形。在空腔的腔壁上對應於共用電極和微形電極的位置，開制有共用電極的引線槽和各微電極的引線槽。上述壓電生物晶片1安放在上述基座內的階臺上，在壓電生物晶片上下兩側各形成一個空腔，上側空腔的大小以恰能容納壓電生物晶片為宜，階臺到基座上表面的高度稍大於壓電生物晶片的厚度，壓電生物晶片有共用電極10的下側片面朝向下側的空腔9，並且以腔壁和腔底不接觸共用電極10為宜；用膠粘劑、或熱壓或其它方法，將壓電生物晶片1緊密封閉地固定在階臺上，並通過引線6和7將各微電極2和共用電極10一一引出。
上述蓋板4，呈板塊形，在蓋板兩端各有一條從端面通向內側面的L形管狀的管道5。用膠粘劑、或熱壓或其它方法，將蓋板的內側面與基座的臺面緊密連結，這樣在壓電生物晶片1與蓋板4間形成一個封閉的內腔形的檢測池3，從而壓電生物晶片1的有生物探針的微電極2的一側片面位於檢測池中，且檢測池與蓋板上的相互遠離的兩條管道5相通，流動的液體試樣能通過分別通過兩條管道流入和流出檢測池。該檢測池的體積由基座放置壓電生物晶片的階臺到其上表面的高度與壓電生物晶片的厚度的差距和檢測池的面積決定。當壓電生物晶片的大小一定時，可通過調整基座階臺到上表面的高度來調整檢測池的容積，如壓電生物晶片的厚度為0.10mm、檢測池的面積為15×7mm2，當基座階臺到上表面的高度分別為0.20mm、0.14mm和0.11mm時，檢測池3的容積分別為10.5μL、4.2μL和1.0μL。因此，高度尺寸精度在0.01mm以下，就可使檢測池的容積控制在數微升以內，得到本發明的壓電生物晶片微流檢測裝置。
使用本實施例時，將本微流檢測裝置配裝在通常的檢測儀中，並將各微電極2和共用電極10的引線6、7分別與檢測儀聯接，使流動的液體試樣連續地從兩條管道5流入、流出檢測池3，在液體試樣的流動中進行檢測。
權利要求
1.壓電生物晶片微流檢測裝置，包含壓電生物晶片(1)，其特徵在於壓電生物晶片置於盒體中並構成封閉式的檢測池(3)，盒體上有檢測池通向外的至少一條管道(5)。
2.根據權利要求1所述的壓電生物晶片微流檢測裝置，其特徵在於所說的盒體有基座(8)和與基座相連接的蓋板(4)，基座的中部呈內凹形的階臺密固上述壓電生物晶片(1)，壓電生物晶片的有生物探針的至少一個微電極(2)的一側與蓋板(4)之間形成上述檢測池(3)，壓電生物晶片的有共用電極(10)的另一側與基座間有空腔(9)，壓電生物晶片的微電極(2)和共用電極(10)有通向外界的引線(6、7)，所說的管道(5)在蓋板(4)上。
3.根據權利要求1或2所述的壓電生物晶片微流檢測裝置，其特徵在於所說的壓電生物晶片(1)呈平片形，其片面形狀為圓形、或橢圓形、或邊數n≥3的n邊形，所說的盒體呈直柱體形，該柱體的橫斷面形狀與壓電生物晶片的片面形狀相吻合。
4.根據權利要求3所述的壓電生物晶片微流檢測裝置，其特徵在於所說的生物探針為核酸、蛋白質、肽的生物分子、細胞、微生物中的至少一種。
全文摘要
本發明的壓電生物晶片微流檢測裝置涉及微體積的檢測流動液體試樣的流通型壓電生物晶片檢測裝置。旨在解決已有技術不能進行液體試樣的流動檢測的問題。本裝置包含壓電生物晶片(1),壓電生物晶片置於盒體中並構成封閉式的檢測池(3),盒體上有檢測池的進出口的管道(5)。具有易於實現自動化、結構簡單、所需試樣少、便於臨床檢驗和環境監測等實際應用,能同時測定液體試樣中多種目標分子的優點。適用於化學、生物學、藥學、臨床醫學和環境科學等領域的分析檢測。
文檔編號G01N33/53GK1325026SQ0110861
公開日2001年12月5日 申請日期2001年7月10日 優先權日2001年7月10日
發明者莫志宏, 吳中福, 靳萍, 田學隆, 郭剛, 丁旭 申請人:重慶大學