CN206531815U

CN206531815U - 一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件

Info

Publication number: CN206531815U
Application number: CN201720107371.9U
Authority: CN
Inventors: 龙亿涛; 应佚伦; 林瑶; 刘少创
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2017-02-04
Filing date: 2017-02-04
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2027-02-04

Abstract

本实用新型一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件，含有左右两个相同的检测池体、纳米孔芯片、由加压端口、垫圈、滤膜和滤膜底座构成的过滤组件、螺丝和螺帽；在检测池体上端设有载液槽和电极安装孔、向心面设有电解液导通孔、四个角上设有螺纹孔；两个检测池体通过电解液导通孔和纳米孔芯片连通，由螺丝和螺帽连接固定成纳米孔检测微池；加压端口与滤膜底座螺接将滤膜和垫圈固定在加压端口与滤膜底座之间构成过滤组件，所述过滤组件嵌置在一侧检测池体的载液槽内构成纳米孔器件。本实用新型体积小巧，安装简便，通过将过滤组件以一体化的形式连接于纳米孔检测微池中，可对血液样品进行预处理，能实时或直接并快速进行纳米孔电化学检测。

Description

一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件

技术领域

本实用新型涉及免疫检测和纳米孔电化学检测技术领域，具体的说，是一种能快速直接检测血液样品的集成化纳米孔器件。

技术背景

纳米孔电化学检测技术是一种单分子检测技术，它是利用单个分子穿过纳米孔时产生的微弱离子电流的特征电信号来研究生物分子个体行为的技术。待测物质离由于自身带有电荷并具有一定的体积，它在电场力的驱动下进入纳米孔道中能改变孔道的离子浓度，当其离开纳米孔道时，纳米孔道中的离子浓度就会还原，这就能形成电流信号；根据所述电流信号的大小、形状、时间以及出现的频率可以对待测物质进行定性、定量的检测。目前，纳米孔电化学检测技术主要应用于DNA测序、蛋白质分析、金属离子分析以及分子内/间弱相互作用的研究等。

在现阶段，纳米孔电化学检测技术对实际样品中特定物质进行直接检测还存在很大挑战，这是因为实际检测样品物质组成复杂，其对纳米通道离子电流信号的干扰大，所以利用纳米孔进行检测前，需要对实际样品进行复杂且耗时的预处理，而“复杂和耗时”明显不符合检验医学和临床提出的及时检测（point-of-care testing, 简称“POCT”）的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件，它通过将滤膜过滤组件一体化置于纳米孔检测微池中，能直接实时对血液样品进行预处理；同时，它体积小巧、组装简单、便于拆卸，可直接快速对血液样品进行检测。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案。

一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件，其特征在于，含有左右两个相同的检测池体以及纳米孔芯片、过滤组件、螺丝和螺帽；在所述检测池体的上端设有载液槽和电极安装孔，在所述检测池体的向心面设有电解液导通孔，在所述检测池体的四个角上各设有一个螺纹孔；一侧检测池体上的载液槽和电极安装孔通过其电解液导通孔能与另一侧检测池体上的电解液导通孔、载液槽和电极安装孔连通；在一侧检测池体的电解液导通孔上粘接所述的纳米孔芯片，用所述螺丝和螺帽通过所述螺纹孔将所述左右两个检测池体连接成纳米孔检测微池；所述过滤组件含有加压端口、垫圈、滤膜和滤膜底座：在所述加压端口下部的外面设有外螺纹，在所述滤膜底座上部的内侧设有内螺纹，将所述滤膜底座的底部设置成多孔支撑面，将所述滤膜搁置在所述多孔支撑面上，将所述垫圈搁置在所述滤膜上面，再将所述加压端口与所述滤膜底座通过外螺纹和内螺纹螺接，将滤膜固定在所述加压端口与所述滤膜底座之间构成过滤组件；将所述过滤组件嵌置在一侧检测池体的载液槽内，与纳米孔检测微池构成纳米孔器件。

进一步，所述加压端口、滤膜底座和检测池体为聚四氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮或聚甲基丙烯酸甲酯结构件。

进一步，所述检测池体长10～100mm, 宽10～100mm，高8～80mm。

进一步，所述垫圈为O型垫圈，为丁晴橡胶、硅胶或者氟胶结构件，垫圈直径5～50mm。

进一步，所述滤膜为聚碳酸酯膜、醋酸纤维素膜、硝酸纤维素膜或者聚醚砜膜结构件，滤膜直径5～50mm，孔径 5nm～2μm。

进一步，所述纳米孔芯片的薄膜承载基底为氮化硅、二氧化硅、二硫化钼、石墨烯或氧化铝半导体薄膜承载基底。

进一步，所述电极安装孔的直径为0.5～10mm。

本实用新型一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件的积极效果是：

（1）通过将过滤组件以一体化的形式连接于纳米孔检测微池中，可对血液样品进行预处理，能直接并快速进行纳米孔电化学检测。

（2）体积小巧，安装简便，可与便携式纳米孔电流检测仪配套使用，实现实时的现场检测。

（3）纳米孔检测微池、过滤组件和连接件拆卸方便，有利于检测后对滤膜底座、检测池体等易污染部分进行清洗，进而可以重复使用，便于进行连续的检测。

附图说明

附图1为本实用新型一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件的结构示意图。

图中标号分别为：

1、加压端口； 2、垫圈；

3、滤膜； 4、滤膜底座；

5、纳米孔芯片； 6、检测池体；

7、载液槽； 8、电极安装孔；

9、螺纹孔； 10、电解液导通孔；

11、螺丝； 12、螺帽。

具体实施方式

以下结合附图给出本实用新型一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件的具体实施方式，但是应当指出，本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

参见图1。一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件，含有有载液槽7、电极安装孔8、螺纹孔9和电解液导通孔10的左右相同的两个检测池体6、纳米孔芯片5、由加压端口1、垫圈2、滤膜3和滤膜底座4构成的过滤组件以及螺丝11和螺帽12。

所述加压端口1、滤膜底座4和检测池体6采用聚四氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮或聚甲基丙烯酸甲酯以及其他耐酸、耐碱、机械强度大的聚合物材质的结构件。其中，所述检测池体6可采用长10～100mm、宽10～100mm、高8～80mm的池体结构。

所述垫圈2为 O型垫圈，可采用丁晴橡胶、硅胶或者氟胶以及其他密封性能好的材质的结构件，垫圈2的直径为5～50mm。

所述滤膜3可采用聚碳酸酯膜、醋酸纤维素膜、硝酸纤维素膜或聚醚砜膜以及其他亲水性能好、蛋白吸附低的适于生物样品分析的滤膜材料结构件，滤膜3的直径为5～50mm，孔径为5nm～2μm 。

在所述检测池体6的上端设置载液槽7和电极安装孔8，所述载液槽7的内径应大于所述滤膜底座4的外径，所述电极安装孔8的直径为0.5～10mm，在电极安装孔8内安装Ag/AgCl电极。在所述检测池体6的向心面设置电解液导通孔10；在所述检测池体6的四个角上各设置一个螺纹孔9以便于所述螺丝11和螺帽12的穿接。这样，一侧检测池体6上的载液槽7和电极安装孔8通过其电解液导通孔10能与另一侧检测池体6上的电解液导通孔10、载液槽7和电极安装孔8连通。这里，需要在一侧检测池体6的电解液导通孔10上粘接所述的纳米孔芯片5，所述纳米孔芯片5的薄膜承载基底可采用氮化硅、二氧化硅、二硫化钼、石墨烯或氧化铝半导体薄膜承载基底。用所述螺丝11和螺帽12通过所述螺纹孔9将所述左右两个检测池体6连接成纳米孔检测微池。

所述过滤组件含有加压端口1、垫圈2、滤膜3和滤膜底座4。在所述加压端口1下部的外面设置外螺纹，在所述滤膜底座4上部的内侧设置内螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹为对应的连接螺纹；将所述滤膜底座4的底部做成多孔支撑面结构，这样，经过滤膜3的液体能从滤膜底座4底部的多孔结构流出，将所述滤膜3搁置在所述多孔支撑面上，将所述垫圈2搁置在所述滤膜3上面，再将所述加压端口1与所述滤膜底座4通过外螺纹和内螺纹螺接，将滤膜3固定在所述加压端口1与所述滤膜底座4之间构成过滤组件。

将所述过滤组件通过所述滤膜底座4嵌置在一侧检测池体6的载液槽7内。

本实用新型一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件的应用过程为：

检测时，将血液样品通过所述加压端口1注入到所述滤膜3上，在所述加压端口1处外接加压装置，在外界压力驱动下，样品经所述滤膜3过滤后进入所述载液槽7内；待测物质进入纳米孔芯片5时会产生微弱离子电流，通过超低电流检测仪器可以对电流信号进行采集，进而进行分析统计，实现对血液中待测物质的检测。本实用新型通过将过滤组件以一体化的形式连接于纳米孔检测微池中，可对血液样品进行预处理，能直接并快速进行纳米孔电化学检测。

Claims

1.一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件，其特征在于，含有左右两个相同的检测池体（6）以及纳米孔芯片（5）、过滤组件、螺丝（11）和螺帽（12）；在所述检测池体（6）的上端设有载液槽（7）和电极安装孔（8），在所述检测池体（6）的向心面设有电解液导通孔（10），在所述检测池体（6）的四个角上各设有一个螺纹孔（9）；一侧检测池体（6）上的载液槽（7）和电极安装孔（8）通过其电解液导通孔（10）能与另一侧检测池体（6）上的电解液导通孔（10）、载液槽（7）和电极安装孔（8）连通；在一侧检测池体（6）的电解液导通孔（10）上粘接所述的纳米孔芯片（5），用所述螺丝（11）和螺帽（12）通过所述螺纹孔（9）将所述左右两个检测池体（6）连接成纳米孔检测微池；所述过滤组件含有加压端口（1）、垫圈（2）、滤膜（3）和滤膜底座（4）：在所述加压端口（1）下部的外面设有外螺纹，在所述滤膜底座（4）上部的内侧设有内螺纹，将所述滤膜底座（4）的底部设置成多孔支撑面，将所述滤膜（3）搁置在所述多孔支撑面上，将所述垫圈（2）搁置在所述滤膜（3）上面，再将所述加压端口（1）与所述滤膜底座（4）通过外螺纹和内螺纹螺接，将滤膜（3）固定在所述加压端口（1）与所述滤膜底座（4）之间构成过滤组件；将所述过滤组件嵌置在一侧检测池体（6）的载液槽（7）内，与纳米孔检测微池构成纳米孔器件。

2.根据权利要求1所述的一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件，其特征在于，所述加压端口（1）、滤膜底座（4）和检测池体（6）为聚四氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮或聚甲基丙烯酸甲酯结构件。

3.根据权利要求1所述的一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件，其特征在于，所述检测池体（6）长10～100mm, 宽10～100mm，高8～80mm。

4.根据权利要求1所述的一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件，其特征在于，所述垫圈（2）为O型垫圈，为丁晴橡胶、硅胶或氟胶结构件，垫圈（2）直径5～50mm。

5.根据权利要求1所述的一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件，其特征在于，所述滤膜（3）为聚碳酸酯膜、醋酸纤维素膜、硝酸纤维素膜或聚醚砜膜结构件，滤膜（3）的直径5～50mm，孔径 5nm～2μm。

6.根据权利要求1所述的一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件，其特征在于，所述纳米孔芯片（5）的薄膜承载基底为氮化硅、二氧化硅、二硫化钼、石墨烯或氧化铝半导体薄膜承载基底。

7.根据权利要求1所述的一种快速检测血液样品的集成化纳米孔器件，其特征在于，所述电极安装孔（8）的直径为0.5～10mm。