CN1912625A - 微液滴控制在病毒检测中的应用及检测方法和芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微液滴控制在病毒检测中的应用及检测方法和芯片，属于生化检测技术领域，本发明提出一种微液滴控制技术在酶联接免疫吸附剂测定法(ELISA法)及其变种的免疫检测法检测病毒中的应用，并以此提出采用微液滴控制技术实现病毒和蛋白的检测。该检测芯片由通过微机械方法制作的上下两层基片、支撑结构组成，该下层基片包括下基板、电极阵列、绝缘疏水层；该上层基片包括上基板、疏水层；在上下基片之间形成液体输运通道、储液区和检测区；本发明可以实现一种或多种病毒的在线在片检测，具有检测快速、灵敏度高、微型化、成本低、不需加热的优点，也可以实现病毒的大规模并行检测和监测。
Description
技术领域
本发明属于生化检测技术领域，特别涉及生化检测仪器的微型化以及微小液滴的控制器件的设计。
背景技术
目前对肝炎病毒和艾滋病毒等的定性检测均可通过免疫检测法如血液的酶联接免疫吸附剂测定法(Enzyme-Linked Immumosorbnent Assay，ELISA)和其变种的免疫检测法进行早期诊断。ELISA是以免疫学反应为基础，将抗原、抗体的特异性反应与酶对底物的高效催化作用相结合起来的一种敏感性很高的试验技术。由于抗原、抗体的反应在一种固相载体——聚苯乙烯微量滴定板的孔中进行，每加入一种试剂孵育后，可通过洗涤除去多余的游离反应物，从而保证试验结果的特异性与稳定性。
基于ELISA技术的检测仪器，如酶免分析仪以及配套的样本处理工作站一般采用常规的机械自动化手段在滴定板上进行样品和试剂的操作和检测，可以同时检测大量样本的多个检测项目，但设备体积大，检测周期长，而且价格昂贵，一般只有大型医院或血站等需要检测大量血液样本的机构才会配备，在需要少量检测和实时监测，或者缺乏条件的偏远地区，一般购置不了这种大型设备，而是通过人工在微量滴定板上完成检测，但是受到人为的影响较大，检验精度和可靠性不高。
常规手工进行ELISA检测的步骤如下：(以采用双抗体夹心法原理检测乙型肝炎病毒表面抗原为例，试剂以北京科卫临床诊断试剂有限公司的产品为例)
1)加样及酶：按待测样品的数量取一定量的预包被酶联板孔。每次实验设空白对照1孔，阴、阳性对照各2孔。在各孔依次加入待检标本及阴、阳性对照50μl，然后每孔各加酶结合物50μl(1滴)(空白对照孔不加)，混匀，贴上不干胶条，置37℃温育30分钟；
2)洗板：弃去反应孔内液体，将20倍洗涤液用蒸馏水稀释20倍厚注满各孔，静置10～20秒，甩掉洗涤液，重复洗板共5次，最后拍干；
3)显色：依次在每孔加显色剂A液、B液各50μl(1滴)，混匀，置37℃避光温育10分钟；
4)终止：依次在每孔加终止液50μl(1滴)，混匀；
5)测定：用酶标仪对空白孔调零，单波长450nm或双波长450nm/620-690nm读取各孔的OD值。
当前存在多种微液滴控制技术，如利用光效应、压力、物理化学修饰和电润湿等控制微液滴的移动。其中，基于介质材料电润湿(ElectroWetting on Dielectrics，简称EWOD)原理的微液滴控制技术是一种新兴的高效微流体控制技术。EWOD效应是一种通过施加电势来改变液体表面张力的可逆现象。电极被一层绝缘层覆盖，当在液体和电极之间施加一定的电压后，液固表面张力会发生可逆性的变化，这表现为液滴在固体表面接触角的变化。将电极阵列化后，可以通过控制电极的通断在液滴中产生表面张力的不平衡，从而使得液滴受到一个净表面张力的作用而移动。目前EWOD控制技术主要用于微镜等方面。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种微液滴控制在病毒检测中的应用及检测方法和芯片，本发明以微液滴控制技术为基本的流体控制手段，基于微机电系统(MEMS)技术，将常规的病毒检测技术移植到芯片上来完成，以取代大型临床医学病毒检测仪器或者作为它的补充。可以实现一种或多种病毒的在线在片检测。相比现有常规病毒检测仪器，本发明基于MEMS技术，检测更快速、灵敏度更高、更微型化、成本更低、不需加热，也可以高度集成实现病毒的大规模并行检测和监测。
本发明提出一种控制微小液滴移动技术在酶联接免疫吸附剂测定法及其变种的免疫检测法检测病毒中的应用。
本发明提出一种基于控制微小液滴移动的病毒检测方法，其特征在于，设置一实现控制微液滴移动的控制装置，该装置包括多个储液区、检测区及与各储液区、检测区相连的液滴输运通道，以及使液滴定向流动的驱动部件；多个储液区包括待测样本区、洗液区、废液区、酶标抗体区、终止液区和显色剂区；所述检测区固化有抗原或者抗体蛋白；所述的微液滴指体积在0.1微升到0.1毫升之间的液滴；该检测方法包括以下步骤：
1)将待测样本注入控制装置的待测样本区，将洗液、酶标抗体、显色剂分别注入到洗液区、酶标抗体区、显色剂区；
2)首先将从待测样本区分离出的一待测样本微液滴输运到检测区，将从酶标抗体区分离出的一酶标抗体微液滴输运到检测区，与待测样本微液滴混匀形成混合微液滴，混合微液滴中待测样本的抗原与检测区的固相抗体结合，形成固相免疫复合物，混合微液滴中酶标抗体与固相免疫复合物上的抗原结合成为带有酶标抗体的固相免疫复合物，然后将反应后的微液滴输运到废液区；
3)从洗液区输运洗涤缓冲液微液滴到检测区，洗涤除去未结合物质，然后将洗涤后的微液滴输运到废液区，此步骤重复数次以完全除去未结合物质；
4)从显色剂区输运显色剂微液滴到检测区，使带有酶标抗体的固相免疫复合物反应成为有色产物；
5)从终止液区输运终止液微液滴到检测区，与显色剂微液滴混匀，以停止反应；
6)通过光电检测器读取步骤5)完成后检测区上的微液滴的光度值，从而测知标本中抗原的量，用以判断病毒存在的与否和多少。
本发明提出一种基于控制微小液滴移动的病毒检测芯片，其特征在于，该检测芯片由通过微机械(MEMS)方法制作的上下两层基片、支撑结构组成，该下层基片包括下基板、电极阵列、绝缘疏水层；该上层基片包括上基板、疏水层；在所述绝缘疏水层上与其下的控制电极阵列的相应区域形成液体输运通道；在该上基片疏水层上的液体输运通道中一适当区域将特异性抗体或抗原蛋白固化形成一个或一个以上检测区；所述支撑结构在上下两层基片之间，用于支撑连接上下基片并在上下基片之间形成多个储液腔；所述的上基片开有多个与所述储液腔对应的进液口。
本发明的特点及效果：
本发明首次将微液滴控制技术应用在酶联接免疫吸附剂测定法及其变种的免疫检测法的检测病毒中，并以此提出采用微液滴控制技术实现酶联接免疫吸附剂测定法(ELISA法)或其变种的免疫检测法进行病毒和蛋白检测的方法，以及实现该检测方法的检测芯片。
利用本发明的微流体病毒检测芯片，可以实现一种或多种病毒的在线在片检测。本发明具有可靠、控制灵活、精度高、功耗低、对液体无损伤、制作方法简单、成本低等优点。
本发明与现有大型检测设备相比，具有快速、高灵敏度、微型化、低成本等优点，与人工检测相比，具有样品用量少，体积精度高，不需要加热，快速等优点。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明截面剖视图。
图3为本发明的电极层结构示意图。
图4为以双抗体夹心法测乙型肝炎病毒表面抗原的检测芯片实施例1的控制电极阵列和各储液腔排布示意图。
图5为本发明的控制电极阵列和各储液腔排布的其它3种实施例示意图，其中：
图5a为实施例2结构示意图。
图5b为实施例3结构示意图。
图5c为实施例4结构示意图。
具体实施方式
本发明提出的微流体病毒检测芯片结合附图及实施例详细说明如下：
本发明提出一种控制微小液滴移动技术在酶联接免疫吸附剂测定法及其变种的免疫检测法检测病毒中的应用。
本发明提出一种基于控制微小液滴移动的病毒检测方法，其特征在于，设置一实现控制微小液滴移动的控制装置，该装置包括多个储液区、检测区及与各储液区、检测区相连的液滴输运通道，以及使液滴定向流动的驱动部件；多个储液区包括待测样本区、洗液区、废液区、酶标抗体区、终止液区，显色剂或标识剂区；将抗原或者抗体蛋白固化在检测区；(通过驱动部件(本发明的驱动部件可包括利用压力、光、电润湿等效应的驱动部件)使得输运通道中的微小液滴产生表面张力的不平衡，从而使得液滴受到一个净表面张力的作用而移动。或者通过类似效应控制微小液滴中的表面张力变化，使其产生分裂、混合等控制动作)；所述的微小液滴指体积在0.1微升到0.1毫升之间的液滴；
该检测方法包括以下步骤：
1)将待测样本注入控制装置的待测样本区，将洗液、酶标抗体、显色剂分别注入到洗液区、酶标抗体区、显色剂区；
2)首先将从待测样本区分离出的一待测样本微液滴输运到检测区，将从酶标抗体区分离出的一酶标抗体微液滴输运到检测区，与待测样本微液滴混匀形成混合微液滴，混合微液滴中待测样本的抗原与检测区的固相抗体结合，形成固相免疫复合物，混合微液滴中酶标抗体与固相免疫复合物上的抗原结合成为带有酶标抗体的固相免疫复合物，然后将反应后的微液滴输运到废液区；
3)从洗液区输运洗涤缓冲液微液滴到检测区，洗涤除去未结合物质，然后将洗涤后的微液滴输运到废液区，此步骤重复数次以完全除去未结合物质；
4)从显色剂区输运显色剂微液滴到检测区，使带有酶标抗体的固相免疫复合物反应成为有色产物；
5)从终止液区输运终止液微液滴到检测区，与显色剂微液滴混匀，以停止反应；
6)通过光电检测器读取步骤5)完成后检测区上的微液滴的光度值，从而测知标本中抗原的量，用以判断病毒存在的与否和多少。
上述步骤4)的显色剂可用标识剂如荧光剂或化学发光剂替代，其后的步骤可用以下步骤代替：
5)通过荧光或发光检测读取步骤4)完成后检测区上的微液滴的光强，从而测知标本中抗原的量；用以判断病毒存在的与否和多少。
上述步骤2)的酶标抗体，可以用荧光标识剂或化学发光标识剂替代。其后的步骤可用以下步骤代替：
3)从洗液区输运洗涤缓冲液微液滴到检测区，洗涤除去未结合物质，然后将洗涤后的微液滴输运到废液区，此步骤重复数次以完全除去未结合物质；
4)通过荧光或发光检测读取步骤3)完成后检测区上的光强，从而测知标本中抗原的量，用以判断病毒存在的与否和多少。
本发明的一种微流体病毒检测芯片结构如图1、2所示，该器件由上下两层基片以及支撑结构组成。下基片包括下基板10，由控制电极阵列91、导出电极阵列92、导线93组成的电极层、绝缘层8、疏水层6、检测区5构成，上基片包括上基板1、导体层3、疏水层4组成。
上述电极层，通过MEMS方法制作在下基板10上，电极层上覆盖所述一层绝缘层8和一层疏水层6，在疏水层6上与其下的控制电极阵列的相应区域形成液体输运通道；在该上基片疏水层上的液体输运通道中一适当区域将特异性抗体或抗原蛋白固化形成的检测区；；所述支撑结构7制作在下基片上，用于支撑连接上下基片并在上下基片之间形成多个储液腔。所述上基板1上的导体层3做为参考电极，该参考电极接地，其上覆盖了一层疏水层4；上基片开有多个与所述储液腔对应的进液口2。
该电极层的控制电极阵列91中的每一个电极和导出电极阵列92中的对应电极通过一根导线进行电连接，该控制电极阵列91通过外部电路和计算机控制施加正电压，如图3所示；
实现本发明的制备工艺实施例详细说明如下：
本实施例的下基板10采用硅片材料，控制电极阵列91和导线93采用多晶硅材料，导出电极阵列92采用铝材料，疏水层6用特富龙材料(Teflon)，绝缘层8采用二氧化硅，支撑结构7材料采用SU-8光刻胶，检测区5(视检验对象不同采用不同的抗体蛋白)；上层基板1材料采用玻璃，导体层3采用氧化铟铊(ITO)透明金属，上基片上的疏水层4用Teflon。
下基片的制作工艺为：首先在硅片10上热氧化生长一层二氧化硅，化学气相沉积生长一层多晶硅，重掺杂降低电阻率；对多晶硅层进行图形化刻蚀，形成一定形状和分布的控制电极阵列91和导线93；然后在电极上热氧化生长一层二氧化硅绝缘层8，图形化刻蚀后露出与铝形成接触的部分导线；在绝缘层8上采用蒸发或者溅射的方法生长一层铝，图形化后形成导出电极阵列92；在绝缘层8上旋涂一层SU-8光刻胶，利用一定形状的掩模进行光刻、显影和去胶，形成支撑结构7；利用旋涂或者气相沉积的方法在绝缘层8上没有支撑结构7的部分形成一层疏水层6，在疏水层6上与其下控制电极的相应区域形成液体输运通道；最后利用包被的方法在疏水层6上的液体输运通道中一适当区域将特异性抗体(或抗原)蛋白固化形成检测区5。
上基片的制作工艺为：首先在上基板1上利用机械钻或者湿法刻蚀的方法制作进出液口2，然后利用气相沉积的方法形成一层均匀的ITO层做为导体层3，然后在ITO导体层3上利用旋涂或者气相沉积的方法沉积一层Teflon做为疏水层4。
上基片和下基片通过支撑结构7对准后粘结在一起即可。
控制电极阵列91和导出电极阵列92通过导线93进行电连接，该控制电极阵列91通过外部电路和计算机控制施加正电压；电压的大小由电源控制。
上述各部分的制作工艺及电极阵列的控制方法均为常规方法。
本发明以双抗体夹心法测乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)的检测芯片作为实施例1来说明检验过程：
1.当芯片装配完成后，由支撑结构7和上下基片围成7个储液腔，如图4，分别为待测样本腔71，废液腔72，终止液腔73，洗液腔75，酶标抗体腔76，显色剂腔74和显色剂腔77，分别向待测样本腔71注入待测血清样本，向洗液腔75注入洗涤缓冲液，向终止液腔73注入终止液，向酶标抗体腔76注入酶标抗体，向显色剂腔74注入显色剂A，向显色剂腔77注入显色剂B；
2.微液滴的输运通过控制电极的通断产生的EWOD效应完成，首先待测血清样本经控制电极，从待测样本腔71分离出微液滴，经过输运通道到检测区5；酶标抗体经控制电极从酶标抗体腔76分离出微液滴输运到检测区5，与待测样本微液滴混匀形成混合微液滴，混合微液滴中待测样本的抗原与检测区的固相抗体结合，形成固相免疫复合物，混合微液滴中酶标抗体与固相免疫复合物上的抗原结合成为带有酶标抗体的固相免疫复合物，然后将反应后的微液滴输运到废液区72；
3.从洗液腔75分离出洗涤缓冲液微液滴经过输运通道输运到检测区5，洗涤除去未结合物质，然后将洗涤后的微液滴输运到废液区72，此步骤重复重复3～5次，以完全除去未结合物质；
4.从显色剂腔74，77依次分离出显色剂A微液滴和显色剂B微液滴，输运到检测区5，混匀，使带有酶标抗体的固相免疫复合物反应成为有色产物；
5.从终止液腔73分离出终止液微液滴，输运到检测区5，与显色剂微液滴混匀，以停止反应；
6.通过光电检测器读取步骤5)完成后检测区5上的微液滴的光度值，从而测知标本中抗原的量，用以判断病毒存在的与否和多少。
本实施例整个尺寸可为35×20×2mm3，其中用作控制电极和导线的多晶硅厚度为100～2000，用作导出电极的铝厚度为1000～5000，用作绝缘层的二氧化硅厚度为1000～5000，用作疏水层的Teflon厚度为300～5000，用作支撑结构的SU-8厚度为50μm～500μm，由支撑结构5和上下基片围成的7个储液腔尺寸为(3～6)×(3～6)mm2，高度为上下基片之间的距离，在50μm～500μm之间，用作上基板的ITO玻璃和下基板的ITO玻璃(或硅片)厚度为0.5～1mm。
对于常规的ELISA检测来说，在检测区5更换不同的固相抗体，在酶标抗体腔76更换不同的酶标抗体，即可用于不同的病毒检测，因此本发明所述的下基片10上的控制电极阵列91、检测区和各储液腔可以有不同的阵列分布，以用于不同的需求，图5列出了3种控制电极阵列和各储液腔分布的实施例。
实施例2如图5a所示，本实施例设置有13个储液腔，其中，共用的一个样本腔71设置在上方，在其下面储液腔分为4列(每列有3个储液腔)，控制电极阵列分布在各个储液腔之间构成液体输运通道，液体输运通道上并排分布3个检测区51、52、53，相邻的检测区51和52可以共用储液腔72、73和74，检测区52和53可以共用储液腔75、76和77，节省了空间和试剂，这种分布可以同时对一种病毒进行并行的三次检测，亦可检测区51和52采用同一种固相抗体和酶标抗体，检测区53采用另一种固相抗体和酶标抗体，如此可以同时对2种病毒进行检测。
实施例3如图5b所示，本实施例设置有25个储液腔，其中，样本腔71设置在中心位置，在其周围储液腔分为8列(每列有3个储液腔)，控制电极阵列分布在各个储液腔之间构成液体输运通道，液体输运通道上中心对称分布4个检测区51、52、53、54，到每个检测区的距离相同，每个检测区的固相抗体和酶标抗体可以不同，亦可相同，如此可以最多同时对4种病毒进行检测，或者对1种病毒进行多次检测。
实施例4如图5c所示，本实施例设置有7个储液腔，其中，样本腔71设置在左侧位置，在右侧储液腔分为2行(每行有3个储液腔)，控制电极阵列分布在各个储液腔之间构成液体输运通道，在液体输运通道上的适当区域阵列分布有4个检测区51、52、53、54，每个检测区的固相抗体或抗原蛋白均可不同，如此可以最多同时对4种具有相同检测原理和酶标抗体的病毒进行检测。
Claims (7)
1、一种微液滴控制技术在酶联接免疫吸附剂测定法及其变种的免疫检测法检测病毒中的应用。
2、一种基于微液滴控制的病毒检测方法，其特征在于，设置一实现控制微液滴移动的控制装置，该装置包括多个储液区、检测区及与各储液区、检测区相连的液滴输运通道，以及使液滴定向流动的驱动部件；多个储液区包括待测样本区、洗液区、废液区、酶标抗体区、终止液区和显色剂区；所述检测区固化有抗原或者抗体蛋白；所述的微液滴指体积在0.1微升到0.1毫升之间的液滴；该检测方法包括以下步骤：
1)将待测样本注入控制装置的待测样本区，将洗液、酶标抗体、显色剂分别注入到洗液区、酶标抗体区、显色剂区；
2)首先将从待测样本区分离出的一待测样本微液滴输运到检测区，将从酶标抗体区分离出的一酶标抗体微液滴输运到检测区，与待测样本微液滴混匀形成混合微液滴，混合微液滴中待测样本的抗原与检测区的固相抗体结合，形成固相免疫复合物，混合微液滴中酶标抗体与固相免疫复合物上的抗原结合成为带有酶标抗体的固相免疫复合物，然后将反应后的微液滴输运到废液区；
3)从洗液区输运洗涤缓冲液微液滴到检测区，洗涤除去未结合物质，然后将洗涤后的微液滴输运到废液区，此步骤重复数次以完全除去未结合物质；
4)从显色剂区输运显色剂微液滴到检测区，使带有酶标抗体的固相免疫复合物反应成为有色产物；
5)从终止液区输运终止液微液滴到检测区，与显色剂微液滴混匀，以停止反应；
6)通过光电检测器读取步骤5)完成后检测区上的微液滴的光度值，从而测知标本中抗原的量，用以判断病毒存在的与否和多少。
3、一种基于控制微小液滴移动的病毒检测芯片，其特征在于，该检测芯片由通过微机械方法制作的上下两层基片、支撑结构组成，该下层基片包括下基板、电极阵列、绝缘疏水层；该上层基片包括上基板、疏水层；在所述绝缘疏水层上与其下的控制电极阵列的相应区域形成液体输运通道；在该上基片疏水层上的液体输运通道中一适当区域将特异性抗体或抗原蛋白固化形成一个或一个以上检测区；所述支撑结构在上下两层基片之间，用于支撑连接上下基片并在上下基片之间形成多个储液腔；所述的上基片开有多个与所述储液腔对应的进液口。
4、如权利要求3所述的病毒检测芯片，其特征在于，该上基片还包括导体层，该导体层设置在该上基板与疏水层之间，该导体层为参考电极，该参考电极接地。
5、如权利要求3所述的病毒检测芯片，其特征在于，所述电极阵列层由控制电极阵列、导出电极阵列和导线构成，该控制电极阵列和导出电极阵列通过导线进行电连接。
6、如权利要求3所述的病毒检测芯片，其特征在于，所述绝缘疏水层采用同时具有绝缘和疏水性能的一层材料制成或分别采用具有绝缘性能和疏水性能的两层材料构成。
7、如权利要求3所述的病毒检测芯片，其特征在于，所述检测区设置不同的固相抗体或抗原蛋白，用以同时对多种具有相同检测原理和酶标抗体的病毒进行检测。
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|---|---|
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Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102095770A (zh) * | 2010-11-22 | 2011-06-15 | 复旦大学 | 一种基于数字微流控技术的电化学传感器芯片 |
| CN102175744A (zh) * | 2011-01-06 | 2011-09-07 | 复旦大学 | 一种数字微流控技术的电化学传感器芯片 |
| CN103170383A (zh) * | 2013-03-10 | 2013-06-26 | 复旦大学 | 基于纳米材料电极修饰的电化学集成数字微流控芯片 |
| CN103743905A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-04-23 | 中国科学院电子学研究所 | 多肿瘤标志物联测用纸芯片酶联免疫测试卡 |
| CN107159327A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-09-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种生物检测芯片及其检测方法 |
| CN108226261A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-06-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种电化学检测芯片及其检测方法 |
| CN109499636A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-03-22 | 大连大学 | 一种病原体免疫检测数字微流控芯片及其制作方法 |
| CN109557149A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-02 | 大连大学 | 基于pcb板的数字微流控芯片及病原体免疫检测方法 |
| CN109557150A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-02 | 大连大学 | 数字微流控芯片及基于其的病原体免疫检测方法 |
| CN109580506A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-04-05 | 天津瑞生物科技股份有限公司 | 一种基于数字微流控技术的真菌检测系统及真菌检测方法 |
| CN111089888A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-05-01 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 分析设备、基于微流控芯片的电泳分离方法及装置 |
| CN111323578A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种微流控结构、微流控芯片及检测方法 |
| CN111569961A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-25 | 华南师范大学 | 一种一次性纸基数字微流控检测芯片及其检测方法 |
| CN111748466A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-10-09 | 湖南工业大学 | 一种基于数字微流控的检测装置及其应用和检测方法 |
| CN112255291A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-22 | 太原理工大学 | 一种高灵敏度、高稳定性生物传感器及其制作方法 |
| CN112255290A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-22 | 太原理工大学 | 一种具有水溶液稳定性的柔性生物传感器及其制作方法 |
| CN112362711A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-12 | 重庆大学 | 一种微生物检测装置及检测方法 |
| CN113634174A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-12 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | 基于微通道的液体混合芯片和方法 |
-
2006
- 2006-08-25 CN CN 200610112611 patent/CN1912625A/zh active Pending
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102095770A (zh) * | 2010-11-22 | 2011-06-15 | 复旦大学 | 一种基于数字微流控技术的电化学传感器芯片 |
| CN102175744A (zh) * | 2011-01-06 | 2011-09-07 | 复旦大学 | 一种数字微流控技术的电化学传感器芯片 |
| CN103170383A (zh) * | 2013-03-10 | 2013-06-26 | 复旦大学 | 基于纳米材料电极修饰的电化学集成数字微流控芯片 |
| CN103170383B (zh) * | 2013-03-10 | 2015-05-13 | 复旦大学 | 基于纳米材料电极修饰的电化学集成数字微流控芯片 |
| CN103743905A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-04-23 | 中国科学院电子学研究所 | 多肿瘤标志物联测用纸芯片酶联免疫测试卡 |
| CN107159327B (zh) * | 2017-05-17 | 2019-04-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种生物检测芯片及其检测方法 |
| CN107159327A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-09-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种生物检测芯片及其检测方法 |
| US11067570B2 (en) | 2017-05-17 | 2021-07-20 | Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Bio-detection chip and detection method associated therewith |
| CN108226261A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-06-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种电化学检测芯片及其检测方法 |
| US11169109B2 (en) | 2018-01-02 | 2021-11-09 | Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Electrochemical detection chip and detection method thereof |
| CN109580506A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-04-05 | 天津瑞生物科技股份有限公司 | 一种基于数字微流控技术的真菌检测系统及真菌检测方法 |
| CN109557150A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-02 | 大连大学 | 数字微流控芯片及基于其的病原体免疫检测方法 |
| CN109557149A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-02 | 大连大学 | 基于pcb板的数字微流控芯片及病原体免疫检测方法 |
| CN109499636A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-03-22 | 大连大学 | 一种病原体免疫检测数字微流控芯片及其制作方法 |
| CN109499636B (zh) * | 2019-01-14 | 2024-02-27 | 大连大学 | 一种病原体免疫检测数字微流控芯片及其制作方法 |
| CN111089888A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-05-01 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 分析设备、基于微流控芯片的电泳分离方法及装置 |
| CN111323578B (zh) * | 2020-02-28 | 2023-11-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种微流控结构、微流控芯片及检测方法 |
| CN111323578A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种微流控结构、微流控芯片及检测方法 |
| CN111569961A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-25 | 华南师范大学 | 一种一次性纸基数字微流控检测芯片及其检测方法 |
| CN111569961B (zh) * | 2020-05-18 | 2021-11-30 | 华南师范大学 | 一种一次性纸基数字微流控检测芯片及其检测方法 |
| CN111748466A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-10-09 | 湖南工业大学 | 一种基于数字微流控的检测装置及其应用和检测方法 |
| CN111748466B (zh) * | 2020-05-28 | 2023-10-13 | 湖南工业大学 | 一种基于数字微流控的检测装置及其应用和检测方法 |
| CN112255291A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-22 | 太原理工大学 | 一种高灵敏度、高稳定性生物传感器及其制作方法 |
| CN112255290A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-22 | 太原理工大学 | 一种具有水溶液稳定性的柔性生物传感器及其制作方法 |
| CN112255291B (zh) * | 2020-09-30 | 2023-01-10 | 太原理工大学 | 一种生物传感器及其制作方法 |
| CN112362711A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-12 | 重庆大学 | 一种微生物检测装置及检测方法 |
| CN113634174A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-12 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | 基于微通道的液体混合芯片和方法 |
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