CN204028028U - 可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件 - Google Patents

Abstract

一种可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件，包括基板、传感器芯片、检测元件和微流控芯片。各个检测元件并联，并各自包括一个巨磁阻传感器。巨磁阻传感器的电阻值受外加垂直磁场的微小变化而发生巨大改变，以对检测样本进行判断。本实用新型的可重复检测磁电阻信号的微流控芯片组件，结构简单，制作方便，将检测元件和微流控芯片分开，使得检测元件独立并可重复多次使用，由此大大降低了微流控芯片的加工制造难度，同时也降低了微流控芯片的生产成本，使得微流控芯片作为一次性耗材应用于临床诊断。

Description

可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件

技术领域

本实用新型涉及一种检测装置，尤其涉及一种包括多个检测元件的检测片，对待测样品进行高通量检测，实现对待测样品中所含分子快速检测，以提高后续判断的准确性。

背景技术

微流控芯片技术（MicrofluidicChip）是一项把生物、化学和医学分析过程的样品制备、反应、分离和检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程的技术。Manz和Widmer等人以微流控芯片为核心发明了一种高效快速的分离分析过程——微全分析系统（MicroTotalAnalysisSystems，μTAS）（SensorsandActuators,B1990，1，244-248）。目前，该项技术以实现在一块儿数平方厘米的芯片上构建的化学或生物实验室。其把化学和生物等领域所涉及的样品制备、反应、分离、检测，细胞培养、消化、分选、裂解等基本操作集成到一块很小的芯片上，由微通道构成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以实现常规化学或生物实验室的各种功能。

微流控技术可在微尺度下对流体、DNA、细胞、分子等实施精确可控的操纵。这一强有力的工具使当前的化学和生物学分析发生了深刻变革，它将传统的宏观实验平台微缩在了芯片级的设备上，尽可能地在这种便携式的设备上将分析的时间和成本做到最小。

针对临床检验、新药合成与筛选、生物医学中人类基因与疾病关系的研究中，待测样品具有干扰成分多、含量低等特性，微流控芯片分析系统能显著提高样品的分析效率和灵敏度，并降低对检测器的要求。此外，微流控芯片技术还被应用于对细胞培养的研究和分析当中。中国发明专利申请200810104603.0公开了一种微流细胞培养阵列及其应用，该阵列包括一个或多个微流细胞培养阵列单元，微流细胞培养阵列单元包括主沟道以及若干个与主沟道相连通的细胞培养单元，每个培养单元包含一扩散沟道和细胞培养室，细胞培养室通过扩散沟道与主沟道相连通。阵列不仅能够实现单细胞分离培养，而且在更换培养液或其它试剂的时候细胞始终处于零流速状态，为细胞的培养和观测特别是非贴壁细胞的培养和观测带来了便利。

在微流控芯片上集成尽可能多的功能模块是其未来的发展趋势，从目前已发表的大量的文献来看，在微流控芯片上构建复杂的多功能单元的未加工技术难度仍很大，成本也相当高。例如：在微流控芯片总集成加热或冷却模块、超声发射模块和电磁场模块等等，这虽可能使微流控芯片具有了越来越强大的功能，但是其高昂的成本其与当下的现实需求存在着较大的落差。就以微流控芯片在临床医学诊断的应用为例来讲，现存的胶体近检测试剂、酶联免疫试剂盒和早孕试纸条等等都是一次性使用的诊断产品，若将集成多种功能的微流控芯片用于快速诊断，将大大提高产品的成本和价格。因此，微流控芯片的多功能集成发展方向必须与当下现实机密结合才能真正地服务于人类。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件，一台信号检测装置可多次检测不同的微流控芯片，使基于微流控芯片技术的检测成本大大降低。

本实用新型提供的一种可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件，包括

基板，其为印刷电路板，包括第一接线柱、第二接线柱、滑动槽孔和滑动开关；滑动开关设于滑动槽孔内，并能自由滑动，第二接线柱与滑动开关连通；

传感器芯片，包括基片、若干检测元件和公共电极，公共电极与第一接线柱连通；

检测元件，置于基片上，其一端连接于公共电极，另一端能受滑动开关控制而导通；

微流控芯片，包括若干检测区，检测区置于检测元件的上方。

本实用新型的可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件，其具有4件互相并联的检测元件，其中一个为阴性对照（NTC）和另三个为检测组。每个检测元件包括一个巨磁阻传感器（GMR传感器）。

本实用新型的可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件，还包括电阻测量仪，与第一接线柱和第二接线柱连接，以测量巨磁阻传感器的电阻。

本实用新型技术方案实现的有益效果：

本实用新型提供的可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件，采用若干由多个并联的检测元件组成，各个检测元件包括一个巨磁阻传感器，无需集成在微流控芯片中，而是置于印刷板电路上制成独立的检测器，而实现了重复多次使用。这不仅大大降低的微流控芯片的加工制造难度，同时也降低了微流控芯片的生产成本，使得微流控芯片可在临床诊断中一次性使用，且价格低廉。

附图说明

图1为本实用新型可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件的传感器芯片一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件的检测器电路装置一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件的工作状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本实用新型的技术方案。本实用新型实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

图1为本实用新型可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件的传感器芯片一实施例的结构示意图。如图1所示，巨磁阻检测组件包括硅材基片1、4件检测元件2和公共电极3，各个检测元件置于基片上，其一端连接与公共电极3，另一端焊接于基板5，并能与滑动开关8导通。如图2所示，公共电极3于基板5上与第一接线柱6连通，本实施例中，基板5为印刷电路板，滑动开关8设于滑动槽孔11内，能于槽孔内自由滑动（如箭头所示），其与第二接线柱7连通。当滑动开关8的触点接触到任一检测元件2与基板5形成的焊接点9后，即能实现导通。

每个检测元件均包括一个GMR传感器组成，GMR传感器的制备方法为：采用3英寸硅片做衬底，使用直流磁控溅射方法沉积成NiFeCo6nm[Cu2.1nm/NiFeCo1.5nm]×10/Ta100nm的多层薄膜结构。然后采用平板印刷技术、离子束刻蚀技术和剥离方法加工成GMR传感器。本实施例中，检测组件由四个检测元件构成，其中一个为阴性对照（NTC）和另三个为检测组。每个GMR传感器的电阻值为～3kΩ，线宽5μm，整体为100μm×100μm的“Z”形回折结构。GMR传感器的表面被溅射了200nm厚的二氧化硅保护层，可保护传感器免受外界环境的侵蚀。

微流控芯片12包括若干检测区13,将核酸杂交探针或单克隆抗体通过化学反应固定在微流控芯片的检测区，然后待测的PCR产物或血清样本被注入微流控芯片，或者PCR产物与固定于检测区的杂交探针发生核酸杂交反应，或者血清样本的蛋白抗原与固定于检测区的第一单克隆抗体发生抗原抗体反应。之后使用磷酸盐缓冲液清洗掉未发生反应的PCR产物或血清样本的蛋白抗原。

参见图2，如图3所示，检测时，将第一接线柱和第二接线柱与电阻测量仪（如：数字万用表）连接（未示出），然后将已发生反应的微流控芯片水平放置在检测元件2的表面上，当拨动滑动开关8即可与任一检测元件2导通，即可读取相应的电阻值（初值）。再将修饰有生物分子的磁性纳米颗粒注入微流控芯片进行反应。表面修饰有链霉亲和素的磁性纳米颗粒可与末端带有生物素的核酸杂交复合物发生特异性分结合；或者表面修饰有第二单克隆抗体的磁性纳米颗粒可与被第一单克隆抗体捕获的蛋白抗原发生特异性的结合。反应结束后，使用磷酸盐缓冲液冲洗掉未结合的磁性纳米颗粒。然后将微流控芯片水平放置于检测元件2表面，再次分别测量各个检测元件2的电阻值（检测值）。如果检测元件2的电阻变化值（检测值减去初值）与阴性对照检测元件的电阻变化值相比发生了明显改变（P<0.05），说明反应后微流控芯片的检测区结合有磁性纳米颗粒，即意味着检测到了样本中目标物。

由此，本实施例的技术方案，其检测元件（巨磁阻传感器）无需集成在微流控芯片中，而是作为独立的检测器可重复多次使用，这不仅大大降低的微流控芯片的加工制造难度，同时也降低了微流控芯片的生产成本，这样的微流控芯片可在临床诊断中一次性使用，价格低廉。

Claims (5)

1.一种可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件，其特征在于包括

基板，包括第一接线柱、第二接线柱、滑动槽孔和滑动开关，所述的滑动开关设于所述的滑动槽孔内，并能自由滑动，所述的第二接线柱与所述的滑动开关连通；

传感器芯片，包括基片、若干检测元件和公共电极，所述的公共电极与所述的第一接线柱连通；

检测元件，置于所述基片上，其一端连接于所述公共电极，另一端能受滑动开关控制而导通；

微流控芯片，包括若干检测区，所述的检测区置于所述检测元件的上方。

2.根据权利要求1所述的可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件，其特征在于所述的传感器芯片具有多个互相并联的检测元件。

3.根据权利要求1所述的可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件，其特征在于所述的传感器芯片具有四个并联的检测元件。

4.根据权利要求1所述的可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件，其特征在于所述的检测元件包括一个巨磁阻传感器。

5.根据权利要求1所述的可重复检测磁电阻信号的巨磁阻检测组件，其特征在于还包括电阻测量仪，与所述的第一接线柱和所述的第二接线柱连接。