本發(fā)明涉及微生物培養(yǎng)和檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微生物檢測裝置以及微生物檢測方法。
背景技術(shù)：
微生物廣泛存在于自然界中。現(xiàn)有技術(shù)中所采用的主要檢測方法為微生物培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，樣本被放置在培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件受控的環(huán)境中，從而促進(jìn)微生物生長。目前，市場上存在多種微生物培養(yǎng)裝置，這些裝置可以在12-48小時(shí)內(nèi)檢測出樣本中微生物的存在，并且在5天內(nèi)可以排除存在的任何傳染性微生物。此外，通過對(duì)樣本進(jìn)行二次培養(yǎng)和試驗(yàn)，這些裝置可以再用12-48小時(shí)的時(shí)間來鑒定微生物的性質(zhì)。然而，在需要快速得到檢測結(jié)果的應(yīng)用場合，上述檢測方法所需的時(shí)間長度是完全不可接受的。
因此，需要開發(fā)一種微生物檢測裝置和方法，其能夠快速準(zhǔn)確地檢測微生物，并且能夠避免現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。具體而言，本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有微生物檢測方法無法進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、檢測時(shí)間過長以及成本高、生物兼容性差、靈敏度低等問題。
本發(fā)明提供了一種微生物檢測裝置，包括：發(fā)應(yīng)室，所述反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有待檢測樣本，所述待檢測樣本下方設(shè)有敏感元件，所述敏感元件與所述反應(yīng)室連通并且與所述待檢測樣本接觸，敏感元件還電連接有檢測儀，所述檢測儀包括襯底、設(shè)置在襯底上的柵極、設(shè)置在柵極上的介電層、以及設(shè)置在介電層上的源極、漏極和半導(dǎo)體層，所述敏感元件設(shè)置在所述襯底上并且與所述柵極電連通。
較佳地，所述反應(yīng)室設(shè)置在所述敏感元件的頂部。
較佳地，所述反應(yīng)室的體積大小設(shè)置成使得單個(gè)微生物在所述反應(yīng)室中的狀態(tài)改變所導(dǎo)致的ph值變化也能被檢測到，并且使得所述反應(yīng)室既能容納微生物又能防止更大的哺乳動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)入所述反應(yīng)室。
較佳地，所述反應(yīng)室的體積在1微升到1納升的范圍內(nèi)。
較佳地，所述檢測儀是有機(jī)薄膜場效應(yīng)晶體管。
較佳地，所述介電層上還設(shè)置有控制器，該控制器用于控制所述有機(jī)薄膜場效應(yīng)晶體管的參數(shù)以便適應(yīng)不同的檢測對(duì)象和檢測需求。
一種微生物檢測方法，包括下列步驟：
步驟1：將待檢測樣本放入反應(yīng)室中；
步驟2：觀察微生物在培養(yǎng)液中的生長導(dǎo)致培養(yǎng)液的ph值發(fā)生變化；
步驟3：通過ph值變化監(jiān)測敏感元件產(chǎn)生電荷；
步驟4：敏感元件的電荷導(dǎo)致柵極、源極、漏極或半導(dǎo)體層上的感應(yīng)電荷重新分布；
步驟5：柵極、源極、漏極或半導(dǎo)體層上的感應(yīng)電荷重新分布通過電極耦合電容作用引起源極和漏極之間的電勢發(fā)生變化；
步驟6：源極和漏極間的電勢變化導(dǎo)致所述有機(jī)薄膜場效應(yīng)晶體管的溝道電流發(fā)生變化；
步驟7：根據(jù)溝道電流的變化曲線來確定培養(yǎng)液中是否存在微生物以及存在何種微生物。
本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：
本發(fā)明提供了一種微生物檢測裝置以及微生物檢測方法，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測微生物的培養(yǎng)并快速確定微生物是否存在以及微生物的種類；自身兼?zhèn)湫盘?hào)轉(zhuǎn)化和放大功能，便于與后續(xù)的信號(hào)處理電路集成；易于微型化，可以用于制備集成度高、檢測功能復(fù)雜的芯片；利用可溶性的有機(jī)半導(dǎo)體、絕緣層材料，可以通過低溫印刷工藝加工制備，并有利于選擇耐熱性差、普適化的襯底材料，從而可以大幅降低成本和生產(chǎn)能耗，提高生產(chǎn)效率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的一種微生物檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明：
10、待檢測樣本；11、敏感元件；12、襯底；13、柵極；14、介電層；15、控制器；16、漏極；17、源極；18、反應(yīng)室；19、半導(dǎo)體層。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種微生物檢測裝置，包括：發(fā)應(yīng)室18，所述反應(yīng)室18內(nèi)設(shè)有待檢測樣本10，所述待檢測樣本10下方設(shè)有敏感元件11，所述敏感元件11與所述反應(yīng)室11連通并且與所述待檢測樣本10接觸，敏感元件11還電連接有檢測儀，所述檢測儀包括襯底12、設(shè)置在襯底12上的柵極13、設(shè)置在柵極13上的介電層14、以及設(shè)置在介電層14上的源極17、漏極16和半導(dǎo)體層19，所述敏感元件11設(shè)置在所述襯底12上并且與所述柵極13電連通。本發(fā)明檢測裝置，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測微生物的培養(yǎng)并快速確定微生物是否存在以及微生物的種類；自身兼?zhèn)湫盘?hào)轉(zhuǎn)化和放大功能，便于與后續(xù)的信號(hào)處理電路集成；易于微型化，可以用于制備集成度高、檢測功能復(fù)雜的芯片；利用可溶性的有機(jī)半導(dǎo)體、絕緣層材料，可以通過低溫印刷工藝加工制備，并有利于選擇耐熱性差、普適化的襯底材料，從而可以大幅降低成本和生產(chǎn)能耗，提高生產(chǎn)效率。
進(jìn)一步地，所述反應(yīng)室18設(shè)置在所述敏感元件11的頂部。
進(jìn)一步地，所述反應(yīng)室18的體積大小設(shè)置成使得單個(gè)微生物在所述反應(yīng)室18中的狀態(tài)改變所導(dǎo)致的ph值變化也能被檢測到，并且使得所述反應(yīng)室18既能容納微生物又能防止更大的哺乳動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)入所述反應(yīng)室18。
進(jìn)一步地，所述反應(yīng)室18的體積在1微升到1納升的范圍內(nèi)。
進(jìn)一步地，所述檢測儀是有機(jī)薄膜場效應(yīng)晶體管。
進(jìn)一步地，所述介電層14上還設(shè)置有控制器15，該控制器15用于控制所述有機(jī)薄膜場效應(yīng)晶體管的參數(shù)以便適應(yīng)不同的檢測對(duì)象和檢測需求。
一種微生物檢測方法，包括下列步驟：
步驟1：將待檢測樣本放入反應(yīng)室中；
步驟2：觀察微生物在培養(yǎng)液中的生長導(dǎo)致培養(yǎng)液的ph值發(fā)生變化；
步驟3：通過ph值變化監(jiān)測敏感元件產(chǎn)生電荷；
步驟4：敏感元件的電荷導(dǎo)致柵極、源極、漏極或半導(dǎo)體層上的感應(yīng)電荷重新分布；
步驟5：柵極、源極、漏極或半導(dǎo)體層上的感應(yīng)電荷重新分布通過電極耦合電容作用引起源極和漏極之間的電勢發(fā)生變化；
步驟6：源極和漏極間的電勢變化導(dǎo)致所述有機(jī)薄膜場效應(yīng)晶體管的溝道電流發(fā)生變化；
步驟7：根據(jù)溝道電流的變化曲線來確定培養(yǎng)液中是否存在微生物以及存在何種微生物。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種微生物檢測裝置以及微生物檢測方法，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測微生物的培養(yǎng)并快速確定微生物是否存在以及微生物的種類；自身兼?zhèn)湫盘?hào)轉(zhuǎn)化和放大功能，便于與后續(xù)的信號(hào)處理電路集成；易于微型化，可以用于制備集成度高、檢測功能復(fù)雜的芯片；利用可溶性的有機(jī)半導(dǎo)體、絕緣層材料，可以通過低溫印刷工藝加工制備，并有利于選擇耐熱性差、普適化的襯底材料，從而可以大幅降低成本和生產(chǎn)能耗，提高生產(chǎn)效率。
以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明實(shí)施例并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。