可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件的製作方法
2023-09-21 00:27:55 1
可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件的製作方法
【專利摘要】一種可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件,包括基板、傳感器晶片、檢測元件和微流控晶片。各個檢測元件並聯,並各自包括一個巨磁阻傳感器。巨磁阻傳感器的電阻值受外加垂直磁場的微小變化而發生巨大改變,以對檢測樣本進行判斷。本實用新型的可重複檢測磁電阻信號的微流控晶片組件,結構簡單,製作方便,將檢測元件和微流控晶片分開,使得檢測元件獨立並可重複多次使用,由此大大降低了微流控晶片的加工製造難度,同時也降低了微流控晶片的生產成本,使得微流控晶片作為一次性耗材應用於臨床診斷。
【專利說明】可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種檢測裝置,尤其涉及一種包括多個檢測元件的檢測片,對待測樣品進行高通量檢測,實現對待測樣品中所含分子快速檢測,以提高後續判斷的準確性。
【背景技術】
[0002]微流控晶片技術(MicrofluidicChip)是一項把生物、化學和醫學分析過程的樣品製備、反應、分離和檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的晶片上,自動完成分析全過程的技術。Manz和Widmer等人以微流控晶片為核心發明了一種高效快速的分離分析過程-微全分析系統(MicroTotalAnalysisSystems, μ TAS)
(SensorsandActuators, Β1990,1, 244-248)。目前,該項技術以實現在一塊兒數平方釐米的晶片上構建的化學或生物實驗室。其把化學和生物等領域所涉及的樣品製備、反應、分離、檢測,細胞培養、消化、分選、裂解等基本操作集成到一塊很小的晶片上,由微通道構成網絡,以可控流體貫穿整個系統,用以實現常規化學或生物實驗室的各種功能。
[0003]微流控技術可在微尺度下對流體、DNA、細胞、分子等實施精確可控的操縱。這一強有力的工具使當前的化學和生物學分析發生了深刻變革,它將傳統的宏觀實驗平臺微縮在了晶片級的設備上,儘可能地在這種可攜式的設備上將分析的時間和成本做到最小。
[0004]針對臨床檢驗、新藥合成與篩選、生物醫學中人類基因與疾病關係的研究中,待測樣品具有幹擾成分多、含量低等特性,微流控晶片分析系統能顯著提高樣品的分析效率和靈敏度,並降低對檢測器的要求。此外,微流控晶片技術還被應用於對細胞培養的研究和分析當中。中國發明專利申請200810104603.0公開了一種微流細胞培養陣列及其應用,該陣列包括一個或多個微流細胞培養陣列單元,微流細胞培養陣列單元包括主溝道以及若干個與主溝道相連通的細胞培養單元,每個培養單元包含一擴散溝道和細胞培養室,細胞培養室通過擴散溝道與主溝道相連通。陣列不僅能夠實現單細胞分離培養,而且在更換培養液或其它試劑的時候細胞始終處於零流速狀態,為細胞的培養和觀測特別是非貼壁細胞的培養和觀測帶來了便利。
[0005]在微流控晶片上集成儘可能多的功能模塊是其未來的發展趨勢,從目前已發表的大量的文獻來看,在微流控晶片上構建複雜的多功能單元的未加工技術難度仍很大,成本也相當高。例如:在微流控晶片總集成加熱或冷卻模塊、超聲發射模塊和電磁場模塊等等,這雖可能使微流控晶片具有了越來越強大的功能,但是其高昂的成本其與當下的現實需求存在著較大的落差。就以微流控晶片在臨床醫學診斷的應用為例來講,現存的膠體近檢測試劑、酶聯免疫試劑盒和早孕試紙條等等都是一次性使用的診斷產品,若將集成多種功能的微流控晶片用於快速診斷,將大大提高產品的成本和價格。因此,微流控晶片的多功能集成發展方向必須與當下現實機密結合才能真正地服務於人類。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在於提供一種可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件,一臺信號檢測裝置可多次檢測不同的微流控晶片,使基於微流控晶片技術的檢測成本大大降低。
[0007]本實用新型提供的一種可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件,包括
[0008]基板,其為印刷電路板,包括第一接線柱、第二接線柱、滑動槽孔和滑動開關;滑動開關設於滑動槽孔內,並能自由滑動,第二接線柱與滑動開關連通;
[0009]傳感器晶片,包括基片、若干檢測元件和公共電極,公共電極與第一接線柱連通;
[0010]檢測元件,置於基片上,其一端連接於公共電極,另一端能受滑動開關控制而導通;
[0011]微流控晶片,包括若干檢測區,檢測區置於檢測元件的上方。
[0012]本實用新型的可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件,其具有4件互相併聯的檢測元件,其中一個為陰性對照(NTC)和另三個為檢測組。每個檢測元件包括一個巨磁阻傳感器(GMR傳感器)。
[0013]本實用新型的可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件,還包括電阻測量儀,與第一接線柱和第二接線柱連接,以測量巨磁阻傳感器的電阻。
[0014]本實用新型技術方案實現的有益效果:
[0015]本實用新型提供的可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件,採用若干由多個並聯的檢測元件組成,各個檢測元件包括一個巨磁阻傳感器,無需集成在微流控晶片中,而是置於印刷板電路上製成獨立的檢測器,而實現了重複多次使用。這不僅大大降低的微流控晶片的加工製造難度,同時也降低了微流控晶片的生產成本,使得微流控晶片可在臨床診斷中一次性使用,且價格低廉。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件的傳感器晶片一實施例的結構示意圖;
[0017]圖2為本實用新型可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件的檢測器電路裝置一實施例的結構示意圖;
[0018]圖3為本實用新型可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件的工作狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖詳細描述本實用新型的技術方案。本實用新型實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制,儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對實用新型的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本實用新型技術方案的精神和範圍,其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍中。
[0020]圖1為本實用新型可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件的傳感器晶片一實施例的結構示意圖。如圖1所示,巨磁阻檢測組件包括矽材基片1、4件檢測元件2和公共電極3,各個檢測元件置於基片上,其一端連接與公共電極3,另一端焊接於基板5,並能與滑動開關8導通。如圖2所示,公共電極3於基板5上與第一接線柱6連通,本實施例中,基板5為印刷電路板,滑動開關8設於滑動槽孔11內,能於槽孔內自由滑動(如箭頭所示),其與第二接線柱7連通。當滑動開關8的觸點接觸到任一檢測元件2與基板5形成的焊接點9後,即能實現導通。
[0021]每個檢測元件均包括一個GMR傳感器組成,GMR傳感器的製備方法為:採用3英寸矽片做襯底,使用直流磁控濺射方法沉積成NiFeCo6nm[Cu2.Inm/NiFeCol.5nm] X 10/TalOOnm的多層薄膜結構。然後採用平板印刷技術、離子束刻蝕技術和剝離方法加工成GMR傳感器。本實施例中,檢測組件由四個檢測元件構成,其中一個為陰性對照(NTC)和另三個為檢測組。每個GMR傳感器的電阻值為?3k Ω,線寬5 μ m,整體為100 μ mX 100 μ m的「Z」形回折結構。GMR傳感器的表面被濺射了 200nm厚的二氧化矽保護層,可保護傳感器免受外界環境的侵蝕。
[0022]微流控晶片12包括若干檢測區13,將核酸雜交探針或單克隆抗體通過化學反應固定在微流控晶片的檢測區,然後待測的PCR產物或血清樣本被注入微流控晶片,或者PCR產物與固定於檢測區的雜交探針發生核酸雜交反應,或者血清樣本的蛋白抗原與固定於檢測區的第一單克隆抗體發生抗原抗體反應。之後使用磷酸鹽緩衝液清洗掉未發生反應的PCR產物或血清樣本的蛋白抗原。
[0023]參見圖2,如圖3所示,檢測時,將第一接線柱和第二接線柱與電阻測量儀(如:數字萬用表)連接(未示出),然後將已發生反應的微流控晶片水平放置在檢測元件2的表面上,當撥動滑動開關8即可與任一檢測元件2導通,即可讀取相應的電阻值(初值)。再將修飾有生物分子的磁性納米顆粒注入微流控晶片進行反應。表面修飾有鏈黴親和素的磁性納米顆粒可與末端帶有生物素的核酸雜交複合物發生特異性分結合;或者表面修飾有第二單克隆抗體的磁性納米顆粒可與被第一單克隆抗體捕獲的蛋白抗原發生特異性的結合。反應結束後,使用磷酸鹽緩衝液衝洗掉未結合的磁性納米顆粒。然後將微流控晶片水平放置於檢測元件2表面,再次分別測量各個檢測元件2的電阻值(檢測值)。如果檢測元件2的電阻變化值(檢測值減去初值)與陰性對照檢測元件的電阻變化值相比發生了明顯改變(P〈0.05),說明反應後微流控晶片的檢測區結合有磁性納米顆粒,即意味著檢測到了樣本中目標物。
[0024]由此,本實施例的技術方案,其檢測元件(巨磁阻傳感器)無需集成在微流控晶片中,而是作為獨立的檢測器可重複多次使用,這不僅大大降低的微流控晶片的加工製造難度,同時也降低了微流控晶片的生產成本,這樣的微流控晶片可在臨床診斷中一次性使用,價格低廉。
【權利要求】
1.一種可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件,其特徵在於包括 基板,包括第一接線柱、第二接線柱、滑動槽孔和滑動開關,所述的滑動開關設於所述的滑動槽孔內,並能自由滑動,所述的第二接線柱與所述的滑動開關連通; 傳感器晶片,包括基片、若干檢測元件和公共電極,所述的公共電極與所述的第一接線柱連通; 檢測元件,置於所述基片上,其一端連接於所述公共電極,另一端能受滑動開關控制而導通; 微流控晶片,包括若干檢測區,所述的檢測區置於所述檢測元件的上方。
2.根據權利要求1所述的可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件,其特徵在於所述的傳感器晶片具有多個互相併聯的檢測元件。
3.根據權利要求1所述的可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件,其特徵在於所述的傳感器晶片具有四個並聯的檢測元件。
4.根據權利要求1所述的可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件,其特徵在於所述的檢測元件包括一個巨磁阻傳感器。
5.根據權利要求1所述的可重複檢測磁電阻信號的巨磁阻檢測組件,其特徵在於還包括電阻測量儀,與所述的第一接線柱和所述的第二接線柱連接。
【文檔編號】G01N27/04GK204028028SQ201320746034
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】崔大祥, 郅曉, 鄧敏 申請人:上海交通大學