CN104049029A - 多通道磁弹性传感器检测芯片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多通道磁弹性传感器检测芯片，属于生物医学检验技术领域。该芯片包括芯片总体及其固定装置，所述芯片总体包括柔性承载板、柔性盖片、磁弹性传感器，所述柔性承载板上设置有通孔状的腔室和凹槽状的流路，腔室分为注入腔室、反应腔室和废液室三种；所述注入腔室可分为多个检测试剂加注室和一个待测试剂加注室。本发明结构精巧、设计简单，能够用于同时检验待测试剂的多项指标；且本发明为一次性使用，无需清洗，无废液排出，方便实用。

Description

多通道磁弹性传感器检测芯片

技术领域

本发明涉及生物医学检验技术领域，特别涉及一种多通道磁弹性传感器检测芯片。

背景技术

铁基非晶合金材料制成的磁弹性传感器具有无线连接的特点，以及对质量、液体粘度等变化具有较高的灵敏度，在微生物检测、生化物质检测、生物力学检测等领域有着广阔的应用空间，尤其是近年来随着铁基非晶合金磁致伸缩效应性能的提高，由铁基非晶合金制成的磁弹性传感器已经逐渐成为传感器特别是生物医学检测领域的研究热点。

磁弹性传感器的应用原理同物理参数、化学物质的检测检测传感器一样，同样是利用了铁基非晶合金对表面质量、溶液黏粘度以及应变等物理量的响应。在铁基非晶薄膜合金的表面修饰一层分子识别物质(如抗体，抗原，微生物、酶等)，溶液中含有的目标分析物会与分子识别物质作用，从而改变非晶合金表面的质量，引起共振频率的偏移，从而可以根据共振频率的偏移量来测定目标物的浓度。

在现有的磁弹性传感器研究中，多数是使用一片或多片铁基非晶合金带材进行检测，根据检测目标的不同对其表面进行不同的修饰处理，也包括直接应用，如直接物理量测量或者通过修饰一层抗体通过抗体抗原结合引起的非晶合金表面质量变化来检测对应抗原的浓度等。其实现方式主要是将传感器置于试管等容器中加入试样进行检测，另外也有将传感器和试样(固态物质)结合的方式，可以看到，这样的方式没有充分利用传感器材料的微型化特点，不利于传感检测的微量化、定量化和自动化的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服上述不足，提供一种多通道磁弹性传感器检测芯片，该芯片具有多个检测通路，能够同时进行多项磁弹性特性检测，满足设备小型化、低成本、操作方便的的需求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多通道磁弹性传感器检测芯片，包括芯片总体及其固定装置，所述芯片总体包括柔性承载板、柔性盖片、磁弹性传感器，所述柔性承载板上设置有通孔状的腔室和凹槽状的流路，腔室分为注入腔室、反应腔室和废液室三种；所述注入腔室可分为多个检测试剂加注室和一个待测试剂加注室；

在柔性承载板的一表面上，所述待测试剂加注室通过流路同时与多个反应腔室连通，多个反应腔室通过流路均与废液室连通；在柔性承载板的另一表面上，一个检测试剂加注室通过流路与其中一个反应腔室连通，待测试剂加注室通过流路与其中另一个反应腔室连通；

所述磁弹性传感器设置在反应腔室内；所述柔性盖片覆盖在内置磁弹性传感器的柔性承载板两表面，使各腔室和流路完全封闭，将封闭后的芯片总体卷曲为中空圆柱体。

进一步的，所述废液室包括废液室Ⅰ和废液室Ⅱ，且所述注入腔室和废液室Ⅰ并排设置在柔性承载板上部分；反应腔室和废液室Ⅱ并排设置在柔性承载板的下部分；且所述废液室Ⅰ和废液室Ⅱ在柔性承载板的两表面上均通过流路相互连通。

进一步的，所述固定装置包括垫片及孔塞，所述垫片为中空的小圆片，所述孔塞包括孔塞柱和带孔圆盘，所述带孔圆盘设置在孔塞柱的一端，孔塞柱与中空圆柱形的芯片总体及垫片的内孔相匹配，芯片总体通过设置在其两端的垫片和带孔圆盘固定在孔塞柱上；且带孔圆盘上的小孔数量和分布位置与芯片总体的注入腔室和废液室Ⅰ相对应。

进一步的，还包括针盘，且所述针盘上设置的针孔与带孔圆盘的小孔数量及位置对应；所述针盘设置在带孔圆盘上方。

进一步的，所述柔性承载板长为20～50mm，宽为10～20mm，厚为2～3mm。

进一步的，所述注入腔室长为3～8mm，宽1～2mm；反应腔室长为10～20mm，宽为2～3mm；所述流路的深度为0.3～0.8mm。

进一步的，所述中空圆柱形的芯片总体的内径为2～6mm，外径为4～8mm，高为20～50mm。

本发明的优点在于：

1、本发明结构精巧、设计简单，能够用于同时检验待测试剂的多项指标；

2、本发明为一次性使用，无需清洗，无废液排出，方便实用。

本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其它优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为芯片总体中柔性承载板一表面的结构示意图；

图2为芯片总体中柔性承载板另一表面的结构示意图；

图3为本发明多通道磁弹性传感器检测芯片的组装结构图；

图4为本发明多通道磁弹性传感器检测芯片的检测实施状态图；

图5是血浆凝血酶原时间测定的实时共振曲线图。

其中：1-柔性承载板、2-检测试剂加注室、3-待测试剂加注室、4-反应腔室、5-废液室Ⅰ、6-废液室Ⅱ、7-流路、8-孔塞柱、9-带孔圆盘、10-垫片、11-针盘。

具体实施方式

以下是本发明优选实施例的详细描述，应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

本发明提供了一种多通道磁弹性传感器检测芯片，包括芯片总体及其固定装置，所述芯片总体包括柔性承载板1、柔性盖片、磁弹性传感器，所述柔性承载板1上设置有通孔状的腔室和凹槽状的流路7，腔室分为注入腔室、反应腔室4和废液室三种；所述注入腔室可分为多个检测试剂加注室2和一个待测试剂加注室3；

在柔性承载板1的一表面上，所述待测试剂加注室3通过流路同时与多个反应腔室4连通，多个反应腔室4通过流路均与废液室连通；在柔性承载板1的另一表面上，一个检测试剂加注室3通过流路与其中一个反应腔室4连通，待测试剂加注室3通过流路与其中另一个反应腔室4连通；

所述磁弹性传感器设置在反应腔室4内；所述柔性盖片覆盖在内置磁弹性传感器的柔性承载板1两表面，使各腔室和流路完全封闭，将封闭后的芯片总体卷曲为中空圆柱体。

图1为芯片总体中柔性承载板一表面的结构示意图，图2为芯片总体中柔性承载板另一表面的结构示意图，参照图1和图2，本发明所说的检测试剂加注室有3个，反应腔室也有3个，反应腔室内放置有磁弹性传感器，需要检验待测试剂的哪些指标就相应地放入哪几种磁弹性传感器。磁弹性传感器的应用原理同物理参数、化学物质的检测检测传感器一样，同样是利用了铁基非晶合金对表面质量、溶液黏粘度以及应变等物理量的响应。在铁基非晶薄膜合金的表面修饰一层分子识别物质(如抗体，抗原，微生物、酶等)，溶液中含有的目标分析物会与分子识别物质作用，从而改变非晶合金表面的质量，引起共振频率的偏移，从而可以根据共振频率的偏移量来测定目标物的浓度。柔性承载板上腔室、流路的设计以及磁弹性传感器的应用使得本发明对待测试剂的多项指标进行同时检测具备了条件。

所述废液室包括废液室Ⅰ5和废液室Ⅱ6，且所述注入腔室和废液室Ⅰ5并排设置在柔性承载板上部分；反应腔室4和废液室Ⅱ6并排设置在柔性承载板的下部分；且所述废液室Ⅰ5和废液室Ⅱ6在柔性承载板1的两表面上均通过流路相互连通。

所述固定装置包括垫片10及孔塞，所述垫片10为中空的小圆片，所述孔塞包括孔塞柱8和带孔圆盘9，所述带孔圆盘9设置在孔塞柱8的一端，孔塞柱8与中空圆柱形的芯片总体及垫片10的内孔相匹配，芯片总体通过设置在其两端的垫片10和带孔圆盘9固定在孔塞柱8上；且带孔圆盘9上的小孔数量和分布位置与芯片总体的注入腔室和废液室Ⅰ5相对应。

还包括针盘11，且所述针盘11上设置的针孔与带孔圆盘9的小孔数量及位置对应；所述针盘11设置在带孔圆盘9上方。

所述柔性承载板长为20～50mm，宽为10～20mm，厚为2～3mm。

所述注入腔室长为3～8mm，宽1～2mm；反应腔室长为10～20mm，宽为2～3mm；所述流路的深度为0.3～0.8mm。

所述中空圆柱形的芯片总体的内径为2～6mm，外径为4～8mm，高为20～50mm。

本发明的最终结构为圆柱形，将针盘对应放置到带孔圆盘上，将检测用的加样针通过针盘刺入芯片总体的注入腔室和废液室Ⅰ，形成检测流路。根据需要检测项目在注入腔室中加注相应的试剂，再将其放入线圈中即可实施检测。该实施状态图如图4所示。

作为本发明的一种具体实施方式，本发明适用于凝血检测项目：包括血浆凝血酶原时间测定(PT)、活化部分凝血酶时间测定(APTT)、凝血酶时间测定(TT)。

具体检测步骤如下：

1、待测血浆准备，使用1:9枸橼酸钠抗凝采血管静脉采血，抽血需顺利，抗凝需充分，对抽取血液进行离心，3000r/min离心10min，分层后取上层血浆完成制备；

2、检测试剂准备，应选用凝固法凝血仪通用检测试剂，各项目的检测试剂均应按照供应厂家说明进行配置，预温；

3、血浆加注，经由待测试剂加注室对三个反应腔室进行加注，使三个反应腔室分别加注10μL，总量30μL。

4、APTT检测预激活，通过APTT对应的检测试剂加注室加注APTT试剂10μL，预温静置3min；

5、检测试剂加注，将各检测试剂加注到对应的检测试剂加注室中，即PT检测加注PT试剂20μL；APTT检测加注配套氯化钙溶液10μL；TT检测加注TT检测试剂10μL，三通道同时完成加注，同时启动检测计时。注意，血浆与试剂加注比例应按实际使用凝血试剂说明进行调整。

6、系统将自动对三个通道进行实时检测，并分别记录结果，整个检测将维持37℃恒温，采集到的血浆应在2小时之内完成测定。

图5是血浆凝血酶原时间测定的实时共振曲线图，图中横轴为时间/s，纵轴为幅值/V。如图5所示，按照中值法可以从结果中提取出凝血时间，即虚线所示位置26s，同时整个曲线反应了凝血的动态过程。活化部分凝血酶时间测定和凝血酶时间测定也可以获得其实时共振曲线图，并用中值法计算出具体时间值。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种多通道磁弹性传感器检测芯片，包括芯片总体及其固定装置，其特征在于：所述芯片总体包括柔性承载板、柔性盖片、磁弹性传感器，所述柔性承载板上设置有通孔状的腔室和凹槽状的流路，腔室分为注入腔室、反应腔室和废液室三种；所述注入腔室可分为多个检测试剂加注室和一个待测试剂加注室；

在柔性承载板的一表面上，所述待测试剂加注室通过流路同时与多个反应腔室连通，多个反应腔室通过流路均与废液室连通；在柔性承载板的另一表面上，一个检测试剂加注室通过流路与其中一个反应腔室连通，待测试剂加注室通过流路与其中另一个反应腔室连通；

所述磁弹性传感器设置在反应腔室内；所述柔性盖片覆盖在内置磁弹性传感器的柔性承载板两表面，使各腔室和流路完全封闭，将封闭后的芯片总体卷曲为中空圆柱体。

2.根据权利要求1所述的多通道磁弹性传感器检测芯片，其特征在于：所述废液室包括废液室Ⅰ和废液室Ⅱ，且所述注入腔室和废液室Ⅰ并排设置在柔性承载板上部分；反应腔室和废液室Ⅱ并排设置在柔性承载板的下部分；且所述废液室Ⅰ和废液室Ⅱ在柔性承载板的两表面上均通过流路相互连通。

3.根据权利要求2所述的多通道磁弹性传感器检测芯片，其特征在于：所述固定装置包括垫片及孔塞，所述垫片为中空的小圆片，所述孔塞包括孔塞柱和带孔圆盘，所述带孔圆盘设置在孔塞柱的一端，孔塞柱与中空圆柱形的芯片总体及垫片的内孔相匹配，芯片总体通过设置在其两端的垫片和带孔圆盘固定在孔塞柱上；且带孔圆盘上的小孔数量和分布位置与芯片总体的注入腔室和废液室Ⅰ相对应。

4.根据权利要求3所述的一种多通道磁弹性传感器检测芯片，其特征在于：还包括针盘，且所述针盘上设置的针孔与带孔圆盘的小孔数量及位置对应；所述针盘设置在带孔圆盘上方。

5.根据权利要求1所述的一种多通道磁弹性传感器检测芯片，其特征在于：所述柔性承载板长为20～50mm，宽为10～20mm，厚为2～3mm。

6.根据权利要求1所述的一种多通道磁弹性传感器检测芯片，其特征在于：所述注入腔室长为3～8mm，宽1～2mm；反应腔室长为10～20mm，宽为2～3mm；所述流路的深度为0.3～0.8mm。

7.根据权利要求1所述的一种多通道磁弹性传感器检测芯片，其特征在于：所述中空圆柱形的芯片总体的内径为2～6mm，外径为4～8mm，高为20～50mm。