本發(fā)明涉及光學(xué)生物檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種SPR生物傳感芯片。

背景技術(shù)：

表面等離子共振(SPR)是一種物理光學(xué)現(xiàn)象。在兩種不同折射率(refractive index)的透明介質(zhì)交界面上(如玻璃和水))，當(dāng)一束光線從高折射率介質(zhì)入射到低折射率介質(zhì)，光線將發(fā)生折射和反射。當(dāng)入射角增大到某一特定值時，折射角等于90°，此時光沿著與界面相切的方向射出，此時的入射角稱為臨界角。如果入射角超過臨界角，則入射光線將不會進(jìn)入另一介質(zhì)，而全部被反射回入射介質(zhì)中，發(fā)生全內(nèi)反射。

實際上，盡管全部入射光被反射，一種叫漸逝波的電磁場會穿過界面滲透到低折射率介質(zhì)中，能量呈指數(shù)衰減。若在界面處鍍上一層金屬薄膜(一般鍍金膜或銀膜)，則金屬薄膜表面的自由電子受入射光激發(fā)而產(chǎn)生電荷振蕩，進(jìn)而形成表面等離子體。調(diào)整光的入射角或波長到某一適當(dāng)值時，表面等離子體與漸逝波的頻率和波數(shù)相等，二者便發(fā)生能量耦合，形成表面等離子共振。共振時界面處的全反射條件將被破壞，入射光能量被轉(zhuǎn)移到表面等離子體波中，從而導(dǎo)致反射光強(qiáng)度在傳播中急劇下降，呈現(xiàn)衰減全反射現(xiàn)象。其中使反射光完全消失的入射光角度稱為共振角(SPR angle)。共振角會隨著金屬薄膜表面的介質(zhì)折射率的改變而改變，而折射率的變化與結(jié)合在金屬表面的分子的質(zhì)量成正比。因此通過分析共振角，就可以得到分子間相互作用的信息。

SPR傳感芯片是SPR成像傳感器的核心組件，SPR傳感芯片提供了產(chǎn)生SPR信號的必需物理條件，并且分子相互作用的研究也是在SPR傳感芯片表面進(jìn)行的，待測樣本在SPR傳感芯片上的微流道流動，當(dāng)與覆蓋于微流道上的鍍金玻璃片接觸時，通過SPR強(qiáng)度是否發(fā)生變化來進(jìn)行檢測判斷。但是現(xiàn)有SPR傳感芯片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，待測樣本在SPR傳感芯片微流道上的流動速率較慢，因此大大影響了檢測效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種SPR生物傳感芯片，提高SPR傳感器的檢測效率。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種SPR生物傳感芯片，包括基板以及鍍金玻璃片，所述基板上設(shè)有加樣槽、負(fù)壓室以及用于將加樣槽與負(fù)壓室相連通的樣本流道；所述樣本流道包括：

與加樣槽相連通的進(jìn)樣連接段，

與負(fù)壓室相連通的負(fù)壓連接段，

位于進(jìn)樣連接段與負(fù)壓連接段之間的樣本檢測段；

所述負(fù)壓連接段上設(shè)有用于阻隔負(fù)壓室與負(fù)壓連接段相連通的阻隔機(jī)構(gòu)，所述鍍金玻璃片覆蓋于樣本檢測段上并可與流過樣本檢測段處的樣本接觸配合。

當(dāng)將本發(fā)明應(yīng)用于SPR生物傳感系統(tǒng)之后，當(dāng)需要對待測樣本進(jìn)行檢測時，向基板上的加樣槽內(nèi)加入待測樣本，由于在傳感芯片的基板上還設(shè)有負(fù)壓室，并且負(fù)壓室與加樣槽之間設(shè)有連接兩者的樣本流道，因此此時打開阻隔機(jī)構(gòu)，在負(fù)壓的作用下，待測樣本將從加樣槽內(nèi)進(jìn)入樣本流道，并經(jīng)由加樣槽一側(cè)朝向負(fù)壓室一側(cè)移動，當(dāng)待測樣本流動至樣本檢測段時，若與鍍金玻璃片上的固定物質(zhì)相互作用，則使得鍍金玻璃片表面結(jié)合的分子質(zhì)量發(fā)生變化，而引起SPR信號變化，若沒有發(fā)生相互作用時，則不會引起SPR信號變化。因此，本發(fā)明可以根據(jù)SPR的信號來進(jìn)行判別。

為了提高檢測的精確度，作為優(yōu)選，所述樣本流道還包括與樣本檢測段并行設(shè)置的樣本質(zhì)檢段，所述樣本質(zhì)檢段的兩端分別與進(jìn)樣連接段以及負(fù)壓連接段相連通。當(dāng)待測樣本進(jìn)入樣本流道之后，可以分別流入樣本檢測段和樣本質(zhì)檢段，在樣本檢測段進(jìn)行樣本檢測，而樣本質(zhì)檢段則可以對待測樣本的穩(wěn)定性進(jìn)行驗證，以提高檢測的精確度。

作為優(yōu)選，所述加樣槽為多個，所述樣本流道為與加樣槽一一對應(yīng)設(shè)置的多個。當(dāng)加樣槽與樣本流道為對應(yīng)設(shè)置的多個時，當(dāng)需要對某一待測樣本中的某一物質(zhì)進(jìn)行檢測時，可以在多個加樣槽內(nèi)分別加入該待測樣本，各個加樣槽內(nèi)的待測樣本分別流過相對應(yīng)的樣本流道，從而可以對某一待測樣本同時進(jìn)行多次平行檢測，大大降低了檢測誤差；當(dāng)需要對某一待測樣本中的不同物質(zhì)進(jìn)行檢測時，本發(fā)明可以將該待測樣本分別加入各個加樣槽中，各個加樣槽內(nèi)的待測樣本分別流過相對應(yīng)的樣本流道，從而可以同時對該待測樣本中的不同物質(zhì)進(jìn)行檢測，大大節(jié)約了檢測效率；當(dāng)需要對不同的待測樣本進(jìn)行檢測時，本發(fā)明可以將不同的待測樣本分別加入不同的加樣槽中，分別對其進(jìn)行一種或是多種物質(zhì)的檢測即可。由此可知，本發(fā)明的適用范圍較廣，不但操作方便，便于待測樣本的檢測，大大提高了檢測效率，而且可以降低檢測誤差。

本發(fā)明中負(fù)壓室的設(shè)置可以設(shè)置一個也可以設(shè)置多個，作為優(yōu)選，所述負(fù)壓室為一個。作為進(jìn)一步優(yōu)選，多個樣本流道上的負(fù)壓連接段匯流連接至同一位置，所述負(fù)壓室與匯流連接處之間設(shè)有匯流連接段，所述阻隔機(jī)構(gòu)設(shè)置于匯流連接段。負(fù)壓室為一個時，可以只設(shè)置一個阻隔機(jī)構(gòu)，因此只需打開一個阻隔機(jī)構(gòu)即可，使得操作更加方便快捷。

作為優(yōu)選，所述加樣槽為一個，所述樣本流道為多個。本發(fā)明可以設(shè)置一個加樣槽，在該加樣槽內(nèi)加入某一待測樣本，該待測樣本可以流經(jīng)多個樣本流道，每一個樣本檢測段可以檢測該待測樣本中的同一物質(zhì)，實現(xiàn)對同一待測樣本中的同一物質(zhì)進(jìn)行多次平行檢測，提高檢測準(zhǔn)確度，并且該檢測處于同一檢測體系中，所以降低了檢測誤差；也可以檢測該待測樣本中的不同物質(zhì)，實現(xiàn)同時對同一待測樣本中的不同物質(zhì)的檢測，提高檢測效率。

作為優(yōu)選，所述加樣槽內(nèi)設(shè)有過濾層。當(dāng)待測樣本加入加樣槽內(nèi)時，可以經(jīng)由加樣槽內(nèi)的過濾層進(jìn)行過濾，也可以在過濾層上加上待測樣本預(yù)處理過程中所需的檢測物質(zhì)，待測樣本在加入槽內(nèi)即可與檢測物質(zhì)結(jié)合，省略了檢測人員對待測樣本的預(yù)處理過程。

本發(fā)明中的阻隔機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)可以有多種，作為優(yōu)選，所述阻隔機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于負(fù)壓室與負(fù)壓連接段的連通處的隔板，以及設(shè)置于連通處且用于打開隔板的按鈕。按鈕的形式有多種，采用現(xiàn)有常規(guī)形式均可。本發(fā)明也可以通過電控的方式控制隔板打開或是關(guān)閉。

本發(fā)明中樣本流道的數(shù)量可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，作為優(yōu)選，所述樣本流道為2～6個。

作為優(yōu)選，所述樣本流道為4個。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明在傳感芯片的基板上設(shè)有負(fù)壓室，并且負(fù)壓室與加樣槽之間設(shè)有連接兩者的樣本流道，因此此時打開阻隔機(jī)構(gòu)，在負(fù)壓的作用下，待測樣本將從加樣槽內(nèi)進(jìn)入樣本流道，并經(jīng)由加樣槽一側(cè)朝向負(fù)壓室一側(cè)移動，當(dāng)待測樣本流動至樣本檢測段進(jìn)行檢測。本發(fā)明的芯片結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，大大提高了SPR傳感器的檢測效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的第一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的第二種實施方式中只設(shè)置一個阻隔開關(guān)時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的第三種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明的SPR生物傳感芯片221包括基板224以及鍍金玻璃片222，基板224上設(shè)有加樣槽223、負(fù)壓室224以及用于將加樣槽223與負(fù)壓室224相連通的樣本流道225；樣本流道225包括：與加樣槽223相連通的進(jìn)樣連接段226，與負(fù)壓室224相連通的負(fù)壓連接段227，位于進(jìn)樣連接段226與負(fù)壓連接段227之間的樣本檢測段228；負(fù)壓連接段227上設(shè)有用于阻隔負(fù)壓室224與負(fù)壓連接段227相連通的阻隔機(jī)構(gòu)，所述鍍金玻璃片222覆蓋于樣本檢測段228上并可與流過樣本檢測段228處的樣本接觸配合。

本發(fā)明的原理為：

當(dāng)將本發(fā)明應(yīng)用于SPR生物傳感系統(tǒng)之后，當(dāng)需要對待測樣本進(jìn)行檢測時，向基板224上的加樣槽223內(nèi)加入待測樣本，由于在傳感芯片的基板224上還設(shè)有負(fù)壓室224，并且負(fù)壓室224與加樣槽223之間設(shè)有連接兩者的樣本流道225，因此此時打開阻隔機(jī)構(gòu)，在負(fù)壓的作用下，待測樣本將從加樣槽223內(nèi)進(jìn)入樣本流道225，并經(jīng)由加樣槽223一側(cè)朝向負(fù)壓室224一側(cè)移動，當(dāng)待測樣本流動至樣本檢測段228時，若與鍍金玻璃片222上的固定物質(zhì)相互作用，則使得鍍金玻璃片222表面結(jié)合的分子質(zhì)量發(fā)生變化，而引起SPR信號變化，若沒有發(fā)生相互作用時，則不會引起SPR信號變化。因此，本發(fā)明可以根據(jù)SPR的信號來進(jìn)行判別。

為了提高檢測的精確度，如圖1至圖4所示，本發(fā)明中樣本流道225還包括與樣本檢測段228并行設(shè)置的樣本質(zhì)檢段230，樣本質(zhì)檢段230的兩端分別與進(jìn)樣連接段226以及負(fù)壓連接段227相連通。當(dāng)待測樣本進(jìn)入樣本流道225之后，可以分別流入樣本檢測段228和樣本質(zhì)檢段230，在樣本檢測段228進(jìn)行樣本檢測，而樣本質(zhì)檢段230則可以對待測樣本的穩(wěn)定性進(jìn)行驗證，以提高檢測的精確度。

本發(fā)明可以多種實施方式，本發(fā)明的第一種實施方式，如圖1所示，本實施例中加樣槽223為多個，所述樣本流道225為與加樣槽223一一對應(yīng)設(shè)置的多個。本實施例中以4個加樣槽以及4一個樣本流道225為例，當(dāng)加樣槽223與樣本流道225為對應(yīng)設(shè)置的多個時，當(dāng)需要對某一待測樣本中的某一物質(zhì)進(jìn)行檢測時，可以在多個加樣槽223內(nèi)分別加入該待測樣本，各個加樣槽223內(nèi)的待測樣本分別流過相對應(yīng)的樣本流道225，從而可以對某一待測樣本同時進(jìn)行多次平行檢測，大大降低了檢測誤差；當(dāng)需要對某一待測樣本中的不同物質(zhì)進(jìn)行檢測時，本發(fā)明可以將該待測樣本分別加入各個加樣槽223中，各個加樣槽223內(nèi)的待測樣本分別流過相對應(yīng)的樣本流道225，從而可以同時對該待測樣本中的不同物質(zhì)進(jìn)行檢測，大大節(jié)約了檢測效率；當(dāng)需要對不同的待測樣本進(jìn)行檢測時，本實施例可以將不同的待測樣本分別加入不同的加樣槽223中，分別對其進(jìn)行一種或是多種物質(zhì)的檢測即可。由此可知，本實施例的適用范圍較廣，不但操作方便，便于待測樣本的檢測，大大提高了檢測效率，而且可以降低檢測誤差。

本實施例中負(fù)壓室224的設(shè)置可以設(shè)置一個也可以設(shè)置多個，本發(fā)明的第二種實施方式，如圖2和圖3所示，負(fù)壓室224為一個。負(fù)壓室224為一個時，可以只設(shè)置一個阻隔機(jī)構(gòu)，因此只需打開一個阻隔機(jī)構(gòu)即可，使得操作更加方便快捷，例如如圖3所示，多個樣本流道225上的負(fù)壓連接段匯流連接至同一位置，負(fù)壓室224與匯流連接處之間設(shè)有匯流連接段2271，阻隔機(jī)構(gòu)設(shè)置于匯流連接段2271。本實施例中以負(fù)壓室224為4個為例。

本發(fā)明的第三種實施方式，如圖4所示，本實施例中加樣槽223為一個，樣本流道225為多個。本實施例可以設(shè)置一個加樣槽223，在該加樣槽223內(nèi)加入某一待測樣本，該待測樣本可以流經(jīng)多個樣本流道225，每一個樣本檢測段228可以檢測該待測樣本中的同一物質(zhì)，實現(xiàn)對同一待測樣本中的同一物質(zhì)進(jìn)行多次平行檢測，提高檢測準(zhǔn)確度，并且該檢測處于同一檢測體系中，所以降低了檢測誤差；也可以檢測該待測樣本中的不同物質(zhì)，實現(xiàn)同時對同一待測樣本中的不同物質(zhì)的檢測，提高檢測效率。

如圖1～圖4所示，本發(fā)明中加樣槽223內(nèi)設(shè)有過濾層231。當(dāng)待測樣本加入加樣槽223內(nèi)時，可以經(jīng)由加樣槽223內(nèi)的過濾層231進(jìn)行過濾，也可以在過濾層231上加上待測樣本預(yù)處理過程中所需的檢測物質(zhì)，待測樣本在加入槽223內(nèi)即可與檢測物質(zhì)結(jié)合，省略了檢測人員對待測樣本的預(yù)處理過程。

本發(fā)明中的阻隔機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)可以有多種，阻隔機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于負(fù)壓室224與負(fù)壓連接段227的連通處的隔板(圖中未畫出)，以及設(shè)置于連通處且用于打開隔板的按鈕229。按鈕229的形式有多種，采用現(xiàn)有常規(guī)形式均可。本發(fā)明也可以通過電控的方式控制隔板打開或是關(guān)閉。

盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。