多通道磁彈性傳感器檢測晶片的製作方法
2023-12-09 17:17:01
多通道磁彈性傳感器檢測晶片的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種多通道磁彈性傳感器檢測晶片，屬於生物醫學檢驗【技術領域】。該晶片包括晶片總體及其固定裝置，所述晶片總體包括柔性承載板、柔性蓋片、磁彈性傳感器，所述柔性承載板上設置有通孔狀的腔室和凹槽狀的流路，腔室分為注入腔室、反應腔室和廢液室三種；所述注入腔室可分為多個檢測試劑加注室和一個待測試劑加注室。本發明結構精巧、設計簡單，能夠用於同時檢驗待測試劑的多項指標；且本發明為一次性使用，無需清洗，無廢液排出，方便實用。
【專利說明】多通道磁彈性傳感器檢測晶片
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物醫學檢驗【技術領域】，特別涉及一種多通道磁彈性傳感器檢測晶片。
【背景技術】
[0002]鐵基非晶合金材料製成的磁彈性傳感器具有無線連接的特點，以及對質量、液體粘度等變化具有較高的靈敏度，在微生物檢測、生化物質檢測、生物力學檢測等領域有著廣闊的應用空間，尤其是近年來隨著鐵基非晶合金磁致伸縮效應性能的提高，由鐵基非晶合金製成的磁彈性傳感器已經逐漸成為傳感器特別是生物醫學檢測領域的研究熱點。
[0003]磁彈性傳感器的應用原理同物理參數、化學物質的檢測檢測傳感器一樣，同樣是利用了鐵基非晶合金對表面質量、溶液黏粘度以及應變等物理量的響應。在鐵基非晶薄膜合金的表面修飾一層分子識別物質(如抗體，抗原，微生物、酶等)，溶液中含有的目標分析物會與分子識別物質作用，從而改變非晶合金表面的質量，引起共振頻率的偏移，從而可以根據共振頻率的偏移量來測定目標物的濃度。
[0004]在現有的磁彈性傳感器研究中，多數是使用一片或多片鐵基非晶合金帶材進行檢測，根據檢測目標的不同對其表面進行不同的修飾處理，也包括直接應用，如直接物理量測量或者通過修飾一層抗體通過抗體抗原結合引起的非晶合金表面質量變化來檢測對應抗原的濃度等。其實現方式主要是將傳感器置於試管等容器中加入試樣進行檢測，另外也有將傳感器和試樣(固態物質)結合的方式，可以看到，這樣的方式沒有充分利用傳感器材料的微型化特點，不利於傳感檢測的微量化、定量化和自動化的缺點。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明的目的在於克服上述不足，提供一種多通道磁彈性傳感器檢測晶片，該晶片具有多個檢測通路，能夠同時進行多項磁彈性特性檢測，滿足設備小型化、低成本、操作方便的的需求。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0007]一種多通道磁彈性傳感器檢測晶片，包括晶片總體及其固定裝置，所述晶片總體包括柔性承載板、柔性蓋片、磁彈性傳感器，所述柔性承載板上設置有通孔狀的腔室和凹槽狀的流路，腔室分為注入腔室、反應腔室和廢液室三種；所述注入腔室可分為多個檢測試劑加注室和一個待測試劑加注室；
[0008]在柔性承載板的一表面上，所述待測試劑加注室通過流路同時與多個反應腔室連通，多個反應腔室通過流路均與廢液室連通；在柔性承載板的另一表面上，一個檢測試劑加注室通過流路與其中一個反應腔室連通，待測試劑加注室通過流路與其中另一個反應腔室連通；
[0009]所述磁彈性傳感器設置在反應腔室內；所述柔性蓋片覆蓋在內置磁彈性傳感器的柔性承載板兩表面，使各腔室和流路完全封閉，將封閉後的晶片總體捲曲為中空圓柱體。
[0010]進一步的，所述廢液室包括廢液室I和廢液室II，且所述注入腔室和廢液室I並排設置在柔性承載板上部分；反應腔室和廢液室II並排設置在柔性承載板的下部分；且所述廢液室I和廢液室II在柔性承載板的兩表面上均通過流路相互連通。
[0011]進一步的，所述固定裝置包括墊片及孔塞，所述墊片為中空的小圓片，所述孔塞包括孔塞柱和帶孔圓盤，所述帶孔圓盤設置在孔塞柱的一端，孔塞柱與中空圓柱形的晶片總體及墊片的內孔相匹配，晶片總體通過設置在其兩端的墊片和帶孔圓盤固定在孔塞柱上；且帶孔圓盤上的小孔數量和分布位置與晶片總體的注入腔室和廢液室I相對應。
[0012]進一步的，還包括針盤，且所述針盤上設置的針孔與帶孔圓盤的小孔數量及位置對應；所述針盤設置在帶孔圓盤上方。
[0013]進一步的，所述柔性承載板長為20?50mm,寬為10?20mm,厚為2?3mm。
[0014]進一步的，所述注入腔室長為3?8mm，寬I?2mm;反應腔室長為10?20臟，寬為2?3_ ;所述流路的深度為0.3?0.8_。
[0015]進一步的，所述中空圓柱形的晶片總體的內徑為2?6mm,外徑為4?8mm,高為20 ?50mm。
[0016]本發明的優點在於:
[0017]1、本發明結構精巧、設計簡單，能夠用於同時檢驗待測試劑的多項指標；
[0018]2、本發明為一次性使用，無需清洗，無廢液排出，方便實用。
[0019]本發明的其它優點、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其它優點可以通過下面的說明書，權利要求書，以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中:
[0021]圖1為晶片總體中柔性承載板一表面的結構示意圖；
[0022]圖2為晶片總體中柔性承載板另一表面的結構示意圖；
[0023]圖3為本發明多通道磁彈性傳感器檢測晶片的組裝結構圖；
[0024]圖4為本發明多通道磁彈性傳感器檢測晶片的檢測實施狀態圖；
[0025]圖5是血漿凝血酶原時間測定的實時共振曲線圖。
[0026]其中:1-柔性承載板、2-檢測試劑加注室、3-待測試劑加注室、4-反應腔室、5-廢液室1、6-廢液室I1、7-流路、8-孔塞柱、9-帶孔圓盤、10-墊片、11-針盤。
【具體實施方式】
[0027]以下是本發明優選實施例的詳細描述，應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護範圍。
[0028]本發明提供了一種多通道磁彈性傳感器檢測晶片，包括晶片總體及其固定裝置，所述晶片總體包括柔性承載板1、柔性蓋片、磁彈性傳感器，所述柔性承載板I上設置有通孔狀的腔室和凹槽狀的流路7，腔室分為注入腔室、反應腔室4和廢液室三種；所述注入腔室可分為多個檢測試劑加注室2和一個待測試劑加注室3 ；
[0029]在柔性承載板I的一表面上，所述待測試劑加注室3通過流路同時與多個反應腔室4連通，多個反應腔室4通過流路均與廢液室連通；在柔性承載板I的另一表面上，一個檢測試劑加注室3通過流路與其中一個反應腔室4連通，待測試劑加注室3通過流路與其中另一個反應腔室4連通；
[0030]所述磁彈性傳感器設置在反應腔室4內；所述柔性蓋片覆蓋在內置磁彈性傳感器的柔性承載板I兩表面，使各腔室和流路完全封閉，將封閉後的晶片總體捲曲為中空圓柱體。
[0031]圖1為晶片總體中柔性承載板一表面的結構示意圖，圖2為晶片總體中柔性承載板另一表面的結構示意圖，參照圖1和圖2，本發明所說的檢測試劑加注室有3個，反應腔室也有3個，反應腔室內放置有磁彈性傳感器，需要檢驗待測試劑的哪些指標就相應地放入哪幾種磁彈性傳感器。磁彈性傳感器的應用原理同物理參數、化學物質的檢測檢測傳感器一樣，同樣是利用了鐵基非晶合金對表面質量、溶液黏粘度以及應變等物理量的響應。在鐵基非晶薄膜合金的表面修飾一層分子識別物質(如抗體，抗原，微生物、酶等)，溶液中含有的目標分析物會與分子識別物質作用，從而改變非晶合金表面的質量，引起共振頻率的偏移，從而可以根據共振頻率的偏移量來測定目標物的濃度。柔性承載板上腔室、流路的設計以及磁彈性傳感器的應用使得本發明對待測試劑的多項指標進行同時檢測具備了條件。
[0032]所述廢液室包括廢液室I 5和廢液室II 6，且所述注入腔室和廢液室I 5並排設置在柔性承載板上部分；反應腔室4和廢液室II 6並排設置在柔性承載板的下部分；且所述廢液室I 5和廢液室II 6在柔性承載板I的兩表面上均通過流路相互連通。
[0033]所述固定裝置包括墊片10及孔塞，所述墊片10為中空的小圓片，所述孔塞包括孔塞柱8和帶孔圓盤9，所述帶孔圓盤9設置在孔塞柱8的一端，孔塞柱8與中空圓柱形的晶片總體及墊片10的內孔相匹配，晶片總體通過設置在其兩端的墊片10和帶孔圓盤9固定在孔塞柱8上；且帶孔圓盤9上的小孔數量和分布位置與晶片總體的注入腔室和廢液室I 5相對應。
[0034]還包括針盤11，且所述針盤11上設置的針孔與帶孔圓盤9的小孔數量及位置對應；所述針盤11設置在帶孔圓盤9上方。
[0035]所述柔性承載板長為20?50mm,寬為10?20mm,厚為2?3mm。
[0036]所述注入腔室長為3?8mm,寬I?2mm ;反應腔室長為10?20mm,寬為2?3mm ；所述流路的深度為0.3?0.8mm。
[0037]所述中空圓柱形的晶片總體的內徑為2?6mm,外徑為4?8mm,高為20?50mm。
[0038]本發明的最終結構為圓柱形，將針盤對應放置到帶孔圓盤上，將檢測用的加樣針通過針盤刺入晶片總體的注入腔室和廢液室I，形成檢測流路。根據需要檢測項目在注入腔室中加注相應的試劑，再將其放入線圈中即可實施檢測。該實施狀態圖如圖4所示。
[0039]作為本發明的一種【具體實施方式】，本發明適用於凝血檢測項目:包括血漿凝血酶原時間測定(PT)、活化部分凝血酶時間測定(APTT)、凝血酶時間測定(TT)。
[0040]具體檢測步驟如下:
[0041]1、待測血漿準備，使用1:9枸櫞酸鈉抗凝採血管靜脈採血，抽血需順利，抗凝需充分，對抽取血液進行離心，3000r/min離心1min,分層後取上層血眾完成製備；
[0042]2、檢測試劑準備，應選用凝固法凝血儀通用檢測試劑，各項目的檢測試劑均應按照供應廠家說明進行配置，預溫；
[0043]3、血漿加注，經由待測試劑加注室對三個反應腔室進行加注，使三個反應腔室分別加注10 μ L，總量30 μ Lo
[0044]4,APTT檢測預激活，通過APTT對應的檢測試劑加注室加注APTT試劑10 μ L，預溫靜置3min ；
[0045]5、檢測試劑加注，將各檢測試劑加注到對應的檢測試劑加注室中，即PT檢測加注PT試劑20 μ L ；ΑΡΤΤ檢測加注配套氯化鈣溶液1yL ；ΤΤ檢測加注TT檢測試劑10 μ L，三通道同時完成加注，同時啟動檢測計時。注意，血漿與試劑加注比例應按實際使用凝血試劑說明進行調整。
[0046]6、系統將自動對三個通道進行實時檢測，並分別記錄結果，整個檢測將維持37°C恆溫，採集到的血漿應在2小時之內完成測定。
[0047]圖5是血漿凝血酶原時間測定的實時共振曲線圖，圖中橫軸為時間/S，縱軸為幅值/V。如圖5所示，按照中值法可以從結果中提取出凝血時間，即虛線所示位置26s，同時整個曲線反應了凝血的動態過程。活化部分凝血酶時間測定和凝血酶時間測定也可以獲得其實時共振曲線圖，並用中值法計算出具體時間值。
[0048]最後說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管通過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的範圍。
【權利要求】
1.一種多通道磁彈性傳感器檢測晶片，包括晶片總體及其固定裝置，其特徵在於:所述晶片總體包括柔性承載板、柔性蓋片、磁彈性傳感器，所述柔性承載板上設置有通孔狀的腔室和凹槽狀的流路，腔室分為注入腔室、反應腔室和廢液室三種；所述注入腔室可分為多個檢測試劑加注室和一個待測試劑加注室； 在柔性承載板的一表面上，所述待測試劑加注室通過流路同時與多個反應腔室連通，多個反應腔室通過流路均與廢液室連通；在柔性承載板的另一表面上，一個檢測試劑加注室通過流路與其中一個反應腔室連通，待測試劑加注室通過流路與其中另一個反應腔室連通； 所述磁彈性傳感器設置在反應腔室內；所述柔性蓋片覆蓋在內置磁彈性傳感器的柔性承載板兩表面，使各腔室和流路完全封閉，將封閉後的晶片總體捲曲為中空圓柱體。
2.根據權利要求1所述的多通道磁彈性傳感器檢測晶片，其特徵在於:所述廢液室包括廢液室I和廢液室II，且所述注入腔室和廢液室I並排設置在柔性承載板上部分；反應腔室和廢液室II並排設置在柔性承載板的下部分；且所述廢液室I和廢液室II在柔性承載板的兩表面上均通過流路相互連通。
3.根據權利要求2所述的多通道磁彈性傳感器檢測晶片，其特徵在於:所述固定裝置包括墊片及孔塞，所述墊片為中空的小圓片，所述孔塞包括孔塞柱和帶孔圓盤，所述帶孔圓盤設置在孔塞柱的一端，孔塞柱與中空圓柱形的晶片總體及墊片的內孔相匹配，晶片總體通過設置在其兩端的墊片和帶孔圓盤固定在孔塞柱上；且帶孔圓盤上的小孔數量和分布位置與晶片總體的注入腔室和廢液室I相對應。
4.根據權利要求3所述的一種多通道磁彈性傳感器檢測晶片，其特徵在於:還包括針盤，且所述針盤上設置的針孔與帶孔圓盤的小孔數量及位置對應；所述針盤設置在帶孔圓盤上方。
5.根據權利要求1所述的一種多通道磁彈性傳感器檢測晶片，其特徵在於:所述柔性承載板長為20?50mm,寬為10?20mm,厚為2?3_。
6.根據權利要求1所述的一種多通道磁彈性傳感器檢測晶片，其特徵在於:所述注入腔室長為3?8mm,寬I?2mm ;反應腔室長為10?20mm,寬為2?3mm ;所述流路的深度為0.3 ?0.8mm。
7.根據權利要求1所述的一種多通道磁彈性傳感器檢測晶片，其特徵在於:所述中空圓柱形的晶片總體的內徑為2?6mm，外徑為4?8mm，高為20?50mm。
【文檔編號】G01N27/74GK104049029SQ201410312542
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年7月2日 優先權日:2014年7月2日
【發明者】廖彥劍, 羅洪豔, 陳曦, 楊軍, 宋嶺舉, 林炳文, 高雪梅, 周強 申請人:重慶大學