一种电化学免疫生物传感器检测装置及检测分析方法

摘要

本发明公开一种电化学免疫生物传感器检测装置及检测分析方法。该装置包括声能传输与电化学免疫反应检测装置部分、控制检测部分。电化学免疫反应检测装置部分包括超声换能器、超声耦合胶体、声聚焦透镜阵列一体化玻璃基板、可更换电化学免疫生物敏感膜基片、高分子金膜电极基板、多通道微弱电信号检测电路；控制检测部分包括超声传感器、PID超声能量模式控制模块、微弱电信号处理模块、数据分析及反馈控制模块、能量控制模式与免疫电化学反应体系数据库。该方法是调节超声波换能器的辐射能量场；进行微流动注射分析，同时进行超声发射能量智能测控。本发明表现出优越的检测低限、灵敏度、精确性、重复性和稳定性，制备方法成熟简单。

主权项

一种电化学免疫生物传感器检测装置,其特征在于包括声能传输与电化学免疫反应检测装置部分、控制检测部分；所述的声能传输与电化学免疫反应检测装置部分从下至上依次包括换能器固定基板(110)、声能量阻尼衰减片(109)、高频超声换能器(101)、高分子超声耦合胶体(102)、声聚焦透镜阵列一体化玻璃基板(103)、突触点硅橡胶密封圈(108)、可更换电化学免疫生物敏感膜基片(104)、高分子金膜电极基板(107)、多通道微弱电信号检测电路(106)；由声聚焦透镜阵列一体化玻璃基板(103)、突触点硅橡胶密封圈(108)、高分子金膜电极基板(107)从下至上依次设置构成流动注射反应池/注射装置；高频超声换能器(101)放置在高分子超声耦合胶体(102)与声能量阻尼衰减片(109)之间，通过PID超声能量模式控制模块(202)来控制高频超声换能器(101)超声能量的辐射强度；高分子超声耦合胶体(102)由超声耦合剂与高分子薄膜构成；其中高分子薄膜的声阻抗特性与所选超声耦合剂的声阻抗特性相近；高分子超声耦合胶体(102)上表面设有声透镜阵列，用于聚焦超声能量，高分子超声耦合胶体(102)通过声透镜阵列与声聚焦透镜阵列一体化玻璃基板(103)紧贴；声透镜的凹球面尺寸由焦距而定，焦距为透镜表面到超声束聚焦的焦点的距离；通过调整声透镜的凹球面尺寸，控制焦点到可更换电化学免疫生物敏感膜基片(104)表面的垂直距离为1～2mm；声聚焦透镜阵列一体化玻璃基板(103)开有两个通道作为流体传输的进出口,且两通道分别设于高分子超声耦合胶体(102)的两侧；声聚焦透镜阵列一体化玻璃基板(103)上表面开有凹槽，用于放置超声传感器(201)；该凹槽与两通道构成倒置的U型结构，使得流体从一个通道流向另一个通道；在声聚焦透镜阵列一体化玻璃基板(103)边沿设有突触点硅橡胶密封圈(108)，用于密封流动注射反应池/注射装置，调节流动注射反应池/注射装置的流动反应室(105)的高度，并与高分子金膜电极基板(107)形成封闭结构；所述的流动注射反应池/注射装置的流动反应室(105)的高度为1～3mm；所述的高分子金膜电极基板(107)的材质为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚二甲基硅氧烷PDMS；高分子金膜电极基板(107)上开有多个厚度为2mm的凹槽，用于嵌入电极，电极与可更换电化学免疫生物敏感膜基片(104)表面导通，将可更换电化学免疫生物敏感膜基片(104)采集到电信号通过电极传递到多通道微弱电信号检测电路(106)；所述的电极为双通道微间距三电极结构；所述的可更换电化学免疫生物敏感膜基片(104)是由硅烷、戊二醛或壳聚糖通过交联方法进行电极表面修饰，形成基膜；然后在基膜上固定抗原分子或抗体分子和催化酶，其中催化酶用以催化氧化还原反应，产生电活性物质而引起电流变化；所述的控制检测部分包括超声传感器(201)、PID超声能量模式控制模块(202)、微弱电信号处理检测模块(203)、数据分析及反馈控制模块(204)、能量控制模式与免疫电化学反应体系数据库(205)；PID超声能量模式控制模块(202)作为控制处理单元，接收超声传感器(201)的超声能量信号以及能量控制模式与免疫电化学反应体系数据库(205)的反馈信号，PID超声能量模式控制模块(202)驱动高频超声换能器(101)启动工作模式；微弱电信号处理检测模块(203)接收多通道微弱电信号检测电路(106)的采集信号，能量控制模式与免疫电化学反应体系数据库(205)通过数据分析及反馈控制模块(204)分析处理微弱电信号处理检测模块(203)的信号，然后将识别后的信号传递PID超声能量模式控制模块(202)，最终调节高频超声换能器(101)的超声发射模式。