CN213012858U - 一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器，包括下层的丝网印刷电极层，中间层的微流控微通道层，上层的微流控覆盖层，所述丝网印刷电极传感层采用三电极体系的印刷电极，所述丝网印刷电极传感层的三电极由参比电极，对电极和工作电极组成，所述丝网印刷电极层的基底上还印刷有电极导线，印刷电极外接口，所述工作电极表面上固定修饰有病毒捕获探针，所述微流控微通道层的微通道由进口微通道，样品反应检测室，出口微通道构成，所述微流控微通道层上设置有进样口，出样口。本实用新型，携带方便，操作简单、灵敏度高、成本低、检测速度快，为包含新冠病毒COVID‑19在内的多种传染病病毒检测，提供了一种科学、高效的检测技术方法。
Description
技术领域
本实用新型涉及体外快速诊断POCT技术领域，具体为一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器。
背景技术
微流控芯片具有样品消耗小，检测速度快、高通量、多功能集成，体积小，便于携带等优势，本实用新型结合微流控和电化学传感器检测，构建了一种基于核酸等温扩增电化学微流控芯片，可用用于检测包括新冠病毒 COVID、SARS病毒等在内多种传染病快速检测，为病毒快速检测提供了一种科学高效的技术方法。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器，包括下层的丝网印刷电极层，中间层的微流控微通道层，上层的微流控覆盖层，所述丝网印刷电极传感层采用三电极体系的印刷电极，所述丝网印刷电极传感层的三电极由参比电极，对电极和工作电极组成，所述丝网印刷电极层的基底上还印刷有电极导线，印刷电极外接口，所述电极导线的数量为三根分别用于印刷电极外接口和参比电极、对电极、工作电极的导电连接，所述工作电极表面上固定修饰有病毒捕获探针，所述微流控微通道层的微通道由进口微通道，样品反应检测室，出口微通道构成，所述微流控微通道层上设置有进样口、出样口。
优选的，所述丝网印刷电极层、微流控微通道层和微流控覆盖层之间的连接方式为通过双面胶粘合方式进行封装制备而成。
优选的，所述丝网印刷电极层是采用丝网印刷电极在PP合成纸基片上，分别将导电银浆、导电碳浆、导电银/氯化银浆和绝缘浆料印刷基底上，制备出三电极体系的印刷电极。
优选的，所述病毒捕获探针固定修饰在工作电极上的方式为所述工作电极表面通过喷金工艺在其表面沉积一层薄金，通过S-Au共价键方式，将巯基标记病毒核酸的病毒捕获探针，修饰到工作电极表面。
优选的，所述丝网印刷电极层的基底材料采用PP合成纸，所述丝网印刷电极层的基底材料的厚度为0.5mm,宽度为11mm,长度为45mm。
优选的，所述微流控微通道层是采用激光雕刻切割机根据设计的微通道图案，在PMMA有机玻璃进行切割加工而成，所述有机玻璃厚度为300um。
优选的，所述进口微通道宽度为500um,长度为8mm,采用蛇形通道，所述出口微通道宽度为500um,长度为10mm,高度为300um，所述进口微通道和出口微通道位于微流控微通道层两侧，所述样品反应检测室设置在微流控微通道层中间部位，所述样品反应检测室为直径为9mm的圆柱，高度为300um。
优选的，所述微流控覆盖层材质选择PMMA有机玻璃，厚度为4mm,宽度为 11mm,长度为45mm。
优选的，所述病毒捕获探针为新冠病毒COVID-19的捕获探针、SARS流感捕获探针、甲型流感病毒捕获探针、新型甲型HINI流感病毒捕获探针、SARS 病毒捕获探针，中东呼吸综合征MERS捕获探针。
优选的，所述参比电极、对电极、工作电极设置在丝网印刷电极传感层中间部位。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型，携带方便，操作简单、灵敏度高、成本低、检测速度快， 10分钟内出结果，为病毒检测提供一种科学、高效的检测技术方法；
2、本实用新型，可以针对包括新冠病毒(COVID-19)、甲型流感病毒、新型甲型HINI流感病毒、SARS病毒，中东呼吸综合征MERS等多种传染病核酸设计不同的针对性引物，可以实现流感病毒、新冠病毒等多种传染性病毒快速区分，为传染病种类确诊及针对性治疗提供重要的临床科学依据；
3、本实用新型，采用微流控电化学传感器进行检测，反应是在微流控芯片反应室内进行，避免样本产生交叉污染，亦可以防止样品暴露而造成危险，电化学检测设备成本低，易微型化，小型化，操作简便，携带方便，可快速部署到基层诊所、社区、家庭等应用场所。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1，丝网印刷电极层；2，微流控微通道层；3，微流控覆盖层；4，出口微通道；5，出样口；6，进样口；7，样品反应检测室；8，进口微通道； 9，印刷电极外接口；10，电极导线；11，参比电极；12，对电极；13，工作电极，14，病毒捕获探针。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器，包括下层的丝网印刷电极层1，中间层的微流控微通道层2，上层的微流控覆盖层3，丝网印刷电极传感层1采用三电极体系的印刷电极，丝网印刷电极传感层的三电极由参比电极11，对电极12和工作电极13组成，丝网印刷电极层的基底上还印刷有电极导线，印刷电极外接口9，电极导线 10的数量为三根分别用于印刷电极外接口9和参比电极11、对电极12、工作电极13的导电连接，工作电极13表面上固定修饰有病毒捕获探针14，微流控微通道层2的微通道由进口微通道8，样品反应检测室7，出口微通道4构成，进口微通道8设置在微流控微通道层2一侧，出口微通道设置在微流控微通道层另一侧，微流控微通道层2上设置有进样口6、出样口5，进样口6 和出样口5分别用待测样品的进样和出样。
具体的，丝网印刷电极层1、微流控微通道层2和微流控覆盖层3之间的连接方式为通过双面胶粘合方式进行封装制备而成。
具体的，丝网印刷电极层1是采用丝网印刷电极在PP合成纸基片上，分别将导电银浆、导电碳浆、导电银/氯化银浆和绝缘浆料印刷基底上，制备出三电极体系的印刷电极。
具体的，病毒捕获探针14固定修饰在工作电极上的方式为工作电极13 表面通过喷金工艺在其表面沉积一层薄金，通过S-Au共价键方式，将巯基标记病毒核酸的病毒捕获探针，修饰到工作电极表面。
具体的，丝网印刷电极层1的基底材料采用PP合成纸，丝网印刷电极层1的基底材料的厚度为0.5mm,宽度为11mm,长度为45mm。
具体的，微流控微通道层3是采用激光雕刻切割机根据设计的微通道图案，在PMMA有机玻璃进行切割加工而成，有机玻璃厚度为300um。
具体的，进口微通道8宽度为500um,长度为8mm,采用蛇形通道，出口微通4道宽度为500um,长度为10mm,高度为300um，进口微通道8和出口微通道4位于微流控微通道层2两侧，样品反应检测室7设置在微流控微通道层2 中间部位，样品反应检测室7为直径为9mm的圆柱，高度为300um，用于待测样品核酸等温扩增反应和电化学检测。
具体的，微流控覆盖层材质选择PMMA有机玻璃，厚度为4mm,宽度为11mm, 长度为45mm。
具体的，病毒捕获探针为新冠病毒COVID-19的捕获探针。
在其它实施例中，病毒捕获探针为SARS流感捕获探针、甲型流感病毒捕获探针、新型甲型HINI流感病毒捕获探针、SARS病毒捕获探针，中东呼吸综合征MERS捕获探针。
具体的，参比电极11、对电极12、工作电极13设置在丝网印刷电极传感层1中间部位。
工作原理：针对新冠病毒COVID-19核酸RNA序列设计特异性引物，将电化学报告分子二茂铁(Fc)标记在引物上，通过采集患者痰咽拭子、痰液等分泌物，待测样品进行核酸提取后,与标记报告分子的引物及扩增反应液混合，通过进样口6，加入到微流控电化学传感器内，在样品反应检测室7，进行环介导等温扩增(LAMP)，扩增完成后，再将传感器与配套便携式电化学分析仪连接，通过电化学分析快速检测，检测过程可以10分钟内完成 COVID-19，做到早发现、早治疗、提高救治能力，减少疾病传播，为新冠病毒快速诊断提供科学有效的技术方法。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器，其特征在于包括下层的丝网印刷电极层，中间层的微流控微通道层，上层的微流控覆盖层，所述丝网印刷电极传感层采用三电极体系的印刷电极，所述丝网印刷电极传感层的三电极由参比电极，对电极和工作电极组成，所述丝网印刷电极层的基底上还印刷有电极导线，印刷电极外接口，所述电极导线的数量为三根分别用于印刷电极外接口和参比电极、对电极、工作电极的导电连接，所述工作电极表面上固定修饰有病毒捕获探针，所述微流控微通道层的微通道由进口微通道，样品反应检测室，出口微通道构成，所述微流控微通道层上设置有进样口、出样口。
2.根据权利要求1所述的一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器，其特征在于：所述丝网印刷电极层、微流控微通道层和微流控覆盖层之间的连接方式为通过双面胶粘合方式进行封装制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器，其特征在于：所述丝网印刷电极层的基底材料采用PP合成纸，所述丝网印刷电极层的基底材料的厚度为0.5mm,宽度为11mm,长度为45mm。
4.根据权利要求1所述的一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器，其特征在于：所述进口微通道宽度为500um,长度为8mm,采用蛇形通道，所述出口微通道宽度为500um,长度为10mm,高度为300um，所述进口微通道和出口微通道位于微流控微通道层两侧，所述样品反应检测室设置在微流控微通道层中间部位，所述样品反应检测室为直径为9mm的圆柱，高度为300um。
5.根据权利要求1所述的一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器，其特征在于：所述微流控覆盖层材质选择PMMA有机玻璃，厚度为4mm,宽度为11mm,长度为45mm。
6.根据权利要求1所述的一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器，其特征在于：所述病毒捕获探针为新冠病毒COVID-19的捕获探针、SARS流感捕获探针、甲型流感病毒捕获探针、新型甲型HINI流感病毒捕获探针、SARS病毒捕获探针，中东呼吸综合征MERS捕获探针。
7.根据权利要求1所述的一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器，其特征在于：所所述参比电极、对电极、工作电极设置在丝网印刷电极传感层中间部位。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113528311A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-22 | 清华大学 | 基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法及装置 |
| CN115704800A (zh) * | 2021-08-13 | 2023-02-17 | 北京大学 | 一种病毒检测器件及制备方法和病毒检测方法 |
| CN116465948A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-07-21 | 苏州大学 | 一种微流控光电化学传感器及微流控光电化学传感装置 |
| WO2023160267A1 (zh) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 京东方科技集团股份有限公司 | 检测基板及其检测方法、检测装置 |
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