專利名稱：倒插式液相聲表面波檢測裝置及其陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液相聲表面波傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種倒插式液相聲表面波檢測裝 置及其陣列。
背景技術(shù)：
聲表面波傳感器(SAW傳感器)包括在基片上設(shè)置的輸入叉指換能器(IDT)和輸 出叉指換能器，輸入電信號被輸入叉指換能器轉(zhuǎn)換成一個與傳感器表面平行傳播的偏振橫 波，偏振橫波沿基片傳輸至輸出叉指換能器，偏振橫波在傳輸過程中對傳感器表面發(fā)生的 特異性生物反應(yīng)非常敏感，聲波穿過敏感區(qū)域，其傳播速度、振幅、相位會發(fā)生相應(yīng)改變。變 化后的聲波信號再通過輸出叉指換能器轉(zhuǎn)換為電信號。輸入和輸出電信號頻率或相位的 改變，與傳感器表面液體性質(zhì)(質(zhì)量、粘度、密度等)的變化相關(guān)聯(lián)。因此，通過聲表面波傳 感器可實現(xiàn)檢測固定在輸入和輸出叉指換能器間的檢測區(qū)域的相關(guān)生物分子(如抗原抗 體，酶，核酸等)的反應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)的生物分子反應(yīng)檢測中，聲表面波傳感器的檢測區(qū)域采用1)微流控進 液，2)直接在檢測區(qū)域滴加檢測液樣的方式進行生物分子反應(yīng)檢測，第一種方式的優(yōu)點是 方便進樣與洗樣，且檢測連續(xù)，但是由于液體流動擾動了靈敏的傳感器信號，要求液體流速 要非常低，但這難以控制且不能做到穩(wěn)定。而且液體流動會影響生物分子之間結(jié)合反應(yīng)的 動力學特征，可能破壞檢測結(jié)果的真實性。第二種進樣方式雖然液樣穩(wěn)定，但是液體滴加 的量需要每次一樣，而且覆蓋傳感器表面的面積也要一樣，才能確保檢測的可重復(fù)性，因而 增大加樣操作困難，洗樣不方便；由于液樣沒有作封閉處理，滴加的樣本在一定的溫控系統(tǒng) 下，溫度較高時，容易揮發(fā)干燥，使檢測不能進行。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明公開了倒插式液相聲表面波檢測裝置，將反 應(yīng)液加樣入反應(yīng)池，將進行電路防水處理的聲表面波傳感器基片豎直插入反應(yīng)池進行反應(yīng) 液檢測，降低傳統(tǒng)聲表面波傳感器因反應(yīng)液添加不均、反應(yīng)液溶液揮發(fā)、以及反應(yīng)液流動而 引起的實驗檢測信號誤差，提高了實驗重復(fù)操作的檢測精度。而且每一基片采用雙通道檢 測結(jié)構(gòu)，其中參比叉指換能器對用于消除液體環(huán)境的非特異干擾，保證檢測的準確性。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的倒插式液相聲表面波檢測裝置，包括基片和反應(yīng)池； 所述基片設(shè)置有由輸入叉指換能器與輸出叉指換能器組成的至少一對叉指換能器，在輸入 叉指換能器與輸出叉指換能器及其引線區(qū)域設(shè)置有防水隔離層；所述基片插入反應(yīng)池，使 檢測區(qū)域浸入反應(yīng)池內(nèi)。進一步，所述基片豎直插入反應(yīng)池；進一步，所述基片上端安裝有懸掛件，使基片懸掛式浸入反應(yīng)池；進一步，所述懸掛件與基片上端粘貼，當基片插入反應(yīng)池后，懸掛件下表面與反應(yīng) 池邊緣上表面接觸；
進一步，輸入叉指換能器的引線上端用于與外部信號發(fā)生采集器的信號源輸出端 連接；進一步，輸出叉指換能器的引線上端用于與外部信號發(fā)生采集器的信號采集端連 接；進一步，所述反應(yīng)池為聚丙烯材質(zhì)反應(yīng)池。還公開了采用倒插式液相聲表面波檢測裝置的陣列，所述陣列由兩個以上倒插式 液相聲表面波檢測裝置組成。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用固定大小的反應(yīng)池承載反應(yīng)液，在重復(fù)實驗中 容易確保注入液樣量的一致性，克服了傳統(tǒng)平鋪式聲表面波傳感器在檢測區(qū)域滴液進行檢 測，難以保證重復(fù)實驗中滴液量的一致性的問題；本發(fā)明的基片豎直插入反應(yīng)池構(gòu)成封閉 反應(yīng)區(qū)域，液樣無法揮發(fā)，克服了平鋪聲表面波傳感器滴液檢測中，液樣容易揮發(fā)的缺點。與現(xiàn)有聲表面波傳感器通過微流控進液來檢測相比，本發(fā)明采用靜置封閉反應(yīng)結(jié) 構(gòu)，克服了液體流動所帶來的聲波信號干擾。將倒插式液相聲表面波檢測裝置呈陣列式排列，可實現(xiàn)多種檢測液樣的同時檢 測。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進 一步的詳細描述圖1示出了倒插式液相聲表面波檢測裝置的基片；圖2示出了帶有懸掛件以及粘接有PCB電路板的基片；圖3示出了反應(yīng)池；圖4示出了倒插式液相聲表面波檢測裝置；圖5示出了倒插式液相聲表面波檢測裝置陣列。
具體實施例方式以下將對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細地描述。本發(fā)明公開了一種倒插式液相聲表面波檢測裝置，包括基片6和反應(yīng)池8 ；如圖1 所示，基片6設(shè)置有兩對叉指換能器，一對為參比叉指換能器對2，另一對為檢測叉指換能 器對3 ；兩對叉指換能器中間部位為檢測區(qū)域1 ；檢測叉指換能器對3中間鍍有金膜，用于 固定生物分子。除輸入叉指換能器與輸出叉指換能器間的檢測區(qū)域1外，輸入叉指換能器與輸出 叉指換能器及其引線區(qū)域4鍍有SiO2防水隔離層，用于防止叉指換能器在液體中短路，檢 測叉指換能器對3間的金膜未覆蓋SiO2防水隔離層，與液體充分接觸，穩(wěn)定地檢測生物反 應(yīng)；如圖2所示，輸入叉指換能器的引線上端5包括參比叉指換能器對與檢測叉指換 能器對的輸入端引線上端；輸出叉指換能器的引線上端10包括參比叉指換能器對與檢測 叉指換能器對的輸出端引線上端；參比叉指換能器對與檢測叉指換能器對的輸入端引線上 端通過PCB電路板上的同一的SMA接頭9與信號發(fā)生采集器的信號源輸出端連接，參比叉指換能器對與檢測叉指換能器對的輸出端引線上端分別通過PCB電路板上各自對應(yīng)的另 外兩個SMA接頭9與信號采集器的不同信號采集端連接；以此方式采集傳感器參比叉指換 能器和檢測叉指換能器通道的信號變化，通過頻率/相位的變化可直接反應(yīng)傳感器芯片表 面質(zhì)量負載的變化，處理后的數(shù)據(jù)保存成數(shù)據(jù)文件進行記錄，同時在顯示器上顯示實時檢 測結(jié)果。本發(fā)明的信號發(fā)生采集器采用NI PXI系統(tǒng)?；?上端安裝有懸掛件7，懸掛件7與基片6上端粘貼，基片6插入反應(yīng)池8后， 懸掛件7下端面與反應(yīng)池8上表面接觸，使基片懸掛式浸入反應(yīng)池8，基片檢測區(qū)域1浸入 反應(yīng)池內(nèi)。圖3示出了反應(yīng)池8結(jié)構(gòu)，反應(yīng)池8為醫(yī)用聚丙烯材料制成，即PCR管或EP管使 用的材質(zhì)。特點是導熱性能好，耐酸耐堿防腐蝕，不與生物分子發(fā)生非特異性結(jié)合。整個檢 測池容積為幾百微升級，用于檢測的體積只需浸沒傳感器檢測區(qū)域即可，約幾十微升級。反 應(yīng)池8為一次性用品。反應(yīng)池8內(nèi)可安裝溫控設(shè)備，選用溫度范圍22_70°C，精度達士0. 3°C的溫控設(shè)備。 溫控設(shè)備能夠覆蓋一般的生物學反應(yīng)溫度，例如抗原抗體反應(yīng)，各種酶的最適反應(yīng)活性溫 度，核酸雜交反應(yīng)溫度等。由于有溫度的變化，更適合生物學反應(yīng)條件，縮短反應(yīng)時間。增 加生物學反應(yīng)類型及應(yīng)用范圍。對反應(yīng)池進行溫度控制，避免了直接對傳感器芯片進行加 熱，不會對基片造成傷害。如圖4所示，將反應(yīng)池8的槽內(nèi)注入實驗液樣，將基片6倒插入反應(yīng)池8槽內(nèi)，形 成倒插式液相聲表面波檢測裝置。本發(fā)明采用固定大小的反應(yīng)池8承載反應(yīng)液，在重復(fù)實驗中容易確保了注入液樣 量的一致性，克服了傳統(tǒng)平鋪式聲表面波傳感器在檢測區(qū)域滴液進行檢測，難以保證重復(fù) 實驗中滴液量的一致性的問題；本發(fā)明的基片豎直插入反應(yīng)池8構(gòu)成封閉反應(yīng)區(qū)域，液樣 無法揮發(fā)，克服了平鋪聲表面波傳感器滴液檢測中，液樣容易揮發(fā)的缺點。 與現(xiàn)有聲表面波傳感器通過微流控進液來檢測相比，本發(fā)明采用靜置封閉反應(yīng)結(jié) 構(gòu)，克服了液體流動所帶來的聲波信號干擾。如圖5所示，本發(fā)明的倒插式液相聲表面波檢測裝置還可組成陣列形式，如陣列 包括6個倒插式液相聲表面波檢測裝置，倒插式液相聲表面波檢測裝置沿各自反應(yīng)池8側(cè) 表面與其它倒插式液相聲表面波檢測裝置矩陣式排列。在抗原抗體反應(yīng)，各種酶的最適反應(yīng)活性觀測，核酸雜交反應(yīng)等多用途實驗研究 和檢測中，根據(jù)被檢測對象的數(shù)目，選取倒插式液相聲表面波檢測裝置陣列中的一個或多 個并列的倒插式液相聲表面波檢測裝置進行同時檢測。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以 對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修 改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和 變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
倒插式液相聲表面波檢測裝置，其特征在于包括基片(6)和反應(yīng)池(8)；所述基片(6)設(shè)置有由輸入叉指換能器與輸出叉指換能器組成的至少一對叉指換能器，在輸入叉指換能器與輸出叉指換能器及其引線區(qū)域(4)設(shè)置有防水隔離層；所述基片(6)插入反應(yīng)池(8)，使檢測區(qū)域(1)浸入反應(yīng)池內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的倒插式液相聲表面波檢測裝置，其特征在于所述基片(6)豎 直插入反應(yīng)池(8)。
3.如權(quán)利要求2所述的倒插式液相聲表面波檢測裝置，其特征在于所述基片(6)上 端安裝有懸掛件(7)，使基片(6)懸掛式浸入反應(yīng)池(8)。
4.如權(quán)利要求3所述的倒插式液相聲表面波檢測裝置，其特征在于所述懸掛件(7) 與基片(6)上端粘貼，當基片(6)插入反應(yīng)池(8)后，懸掛件(7)下表面與反應(yīng)池(8)邊緣 上表面接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的倒插式液相聲表面波檢測裝置，其特征在于輸入叉指換能器 的引線上端(5)用于與外部信號發(fā)生采集器的信號源輸出端連接。
6.如權(quán)利要求5所述的倒插式液相聲表面波檢測裝置，其特征在于輸出叉指換能器 的引線上端(10)用于與外部信號發(fā)生采集器的信號采集端連接。
7.如權(quán)利要求1所述的倒插式液相聲表面波檢測裝置，其特征在于所述反應(yīng)池(6) 為聚丙烯材質(zhì)反應(yīng)池。
8.采用如權(quán)利要求1至7任一項所述的倒插式液相聲表面波檢測裝置的陣列，其特征 在于所述陣列由兩個以上倒插式液相聲表面波檢測裝置組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種倒插式液相聲表面波檢測裝置，包括基片和反應(yīng)池；基片設(shè)置有至少一對叉指換能器，在輸入叉指換能器與輸出叉指換能器及其引線區(qū)域設(shè)置有防水隔離層；所述基片豎直插入反應(yīng)池，使檢測區(qū)域浸入反應(yīng)池內(nèi)；本發(fā)明采用固定大小的反應(yīng)池承載反應(yīng)液，在重復(fù)實驗中確保注入液樣量一致，克服了傳統(tǒng)聲表面波傳感器在檢測區(qū)域滴液檢測難以保證重復(fù)實驗中滴液量的一致性的問題；基片豎直插入反應(yīng)池構(gòu)成封閉反應(yīng)區(qū)域，液樣無法揮發(fā)，克服了聲表面波傳感器滴液檢測中，液樣容易揮發(fā)的缺點；與現(xiàn)有聲表面波檢測裝置通過微流控進液來檢測相比，本發(fā)明的靜置封閉反應(yīng)結(jié)構(gòu)避免液體流動干擾；將倒插式液相聲表面波檢測裝置呈陣列排列，實現(xiàn)多種檢測液樣的同時檢測。
文檔編號G01N29/22GK101968464SQ201010292260
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者唱凱, 張可珺, 徐清華, 李發(fā)科, 賈雙榮, 陳鳴 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學第三附屬醫(yī)院