本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及一種檢測電極結(jié)構(gòu)以及檢測孔板。

背景技術(shù)：

液體活檢是指使用人體體液，例如血漿、唾液、腦脊液、尿液、眼淚以及母乳等，通過遺傳或表觀遺傳的信息來評估組織的生理或病理狀態(tài)。

孔板是生物領(lǐng)域一種常用用于培養(yǎng)、存儲、測量或分析的容器?？装逋ǔ０?6個微孔，因此也被稱為96孔板?？装逋ǔ２捎猛该鞯牟牧现瞥?，以便于觀察和測量?？装蹇蓱?yīng)用于液體活檢，然而，使用通常的孔板進(jìn)行液體活檢的反應(yīng)時間較長、成本較高、靈敏度較低并且對實(shí)施的環(huán)境要求較高，因此其應(yīng)用的范圍較窄，無法滿足市場的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種檢測電極結(jié)構(gòu)以及檢測孔板。該檢測電極結(jié)構(gòu)可通過工作電極施加電壓以形成電場，從而可使帶電標(biāo)靶物質(zhì)移動、富集，通過對置電極可獲取如標(biāo)靶物質(zhì)的濃度等檢測信號并輸出該檢測信號，從而可實(shí)現(xiàn)對標(biāo)靶物質(zhì)的快速、準(zhǔn)確檢測。另外，通過將工作電極和對置電極設(shè)置為寬度均勻的線狀結(jié)構(gòu)，并將第一線狀部和第二線狀部在檢測區(qū)相互交替且等距間隔設(shè)置可形成穩(wěn)定均一的電場，并且可檢測到細(xì)微的電流，從而可提高檢測精度。

本實(shí)用新型至少一個實(shí)施例提供一種檢測電極結(jié)構(gòu)，其包括：襯底基板，所述襯底基板包括至少一個檢測區(qū)；工作電極，所述工作電極設(shè)置在所述襯底基板上并配置為施加電壓以形成電場；以及對置電極，所述對置電極設(shè)置在所述襯底基板上并配置為獲取檢測信號并輸出所述檢測信號，所述工作電極包括至少一個寬度均勻的第一線狀部，所述對置電極包括至少一個寬度均勻的第二線狀部，所述第一線狀部和所述第二線狀部設(shè)置在所述檢測區(qū)并且相互交替等距間隔設(shè)置。

例如，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在該檢測電極結(jié)構(gòu)中，所述工作電極包括弧狀的第一主體部以及與從所述第一主體部延伸而出的多個相互平行的所述第一線狀部，所述對置電極包括弧狀的第二主體部以及與從所述第二主體部延伸出的多個相互平行的所述第二線狀部，所述第一主體部與所述第二主體部相對設(shè)置，所述多個第一線狀部與所述多個第二線狀部交替間隔等距設(shè)置。

例如，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在該檢測電極結(jié)構(gòu)中，所述工作電極包括螺旋狀排列的所述第一線狀部，所述對置電極包括螺旋狀排列的所述第二線狀部，所述第一線狀部與所述第二線狀部同心交替間隔等距設(shè)置。

例如，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在該檢測電極結(jié)構(gòu)中，所述第一線狀部和所述第二線狀部的寬度范圍為3-20mil。

例如，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在該檢測電極結(jié)構(gòu)中，所述第一線狀部和所述第二線狀部的間距為3-20mil。

例如，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在該檢測電極結(jié)構(gòu)中，還包括：參考電極，所述參考電極設(shè)置在所述檢測區(qū)邊緣。

例如，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在該檢測電極結(jié)構(gòu)中，所述工作電極和所述對置電極的材料包括金。

例如，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在該檢測電極結(jié)構(gòu)中，所述工作電極和所述對置電極設(shè)置在同一平面內(nèi)。

本實(shí)用新型至少一個實(shí)施例提供一種檢測孔板，其包括：盒體，所述盒體包括多個通孔；以及多個檢測電極結(jié)構(gòu)，所述檢測電極結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述盒體的底部，所述檢測電極結(jié)構(gòu)為上述任一項所述的檢測電極結(jié)構(gòu)，并且，所述檢測區(qū)設(shè)置在所述通孔的底部并將所述通孔的底部密封。

例如，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在該檢測孔板中，所述通孔為圓柱形通孔并且成矩陣排列在所述盒體中，所述通孔的數(shù)量為四的倍數(shù)，四個相鄰的所述通孔對應(yīng)的檢測電極結(jié)構(gòu)中的四個所述工作電極電性相連。

例如，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，該檢測孔板還包括電路板，所述電路板與所述檢測電極結(jié)構(gòu)電性相連。

附圖說明

為了更清楚地說明本公開實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本公開的一些實(shí)施例，而非對本公開的限制。

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的一種檢測電極結(jié)構(gòu)的平面示意圖；

圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的另一種檢測電極結(jié)構(gòu)的平面示意圖；

圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的另一種檢測電極結(jié)構(gòu)的平面示意圖；

圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的另一種檢測電極結(jié)構(gòu)的平面示意圖；

圖5a為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的一種檢測孔板的立體示意圖；

圖5b為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的一種檢測孔板的平面示意圖；

圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的一種檢測孔板的局部立體示意圖；

圖7為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的另一種檢測孔板的局部立體示意圖；

圖8為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的另一種檢測孔板的局部立體示意圖；

以及

圖9為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的一種檢測孔板的局部側(cè)視示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本公開實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本公開實(shí)施例的附圖，對本公開實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本公開的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋竟_的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本公開保護(hù)的范圍。

除非另外定義，本公開使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本公開所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本公開中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分?！鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件?！斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機(jī)械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。

在液體活檢領(lǐng)域中，液體活檢因為捕獲靶標(biāo)分子的反應(yīng)時間較長、成本較高、靈敏度較低等原因，其應(yīng)用的范圍較窄。并且，由于進(jìn)行液體活檢通常需要在潔凈室(clean room)內(nèi)進(jìn)行，使得液體活檢很難進(jìn)入消費(fèi)市場。本申請的發(fā)明人想到利用電極產(chǎn)生電場來使標(biāo)靶物質(zhì)移動并聚集，然后利用電信號來分析標(biāo)靶物質(zhì)的濃度等信息，并且利用精密的電極圖案設(shè)計，從而可迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)行液體活檢測。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種檢測電極結(jié)構(gòu)以及檢測孔板。該檢測電極結(jié)構(gòu)包括襯底基板，該襯底基板包括至少一個檢測區(qū)；設(shè)置在襯底基板上的工作電極，該工作電極配置為施加電壓以形成電場；以及設(shè)置在襯底基板上的對置電極，該對置電極配置為獲取檢測信號并輸出所述檢測信號。工作電極包括至少一個寬度均勻的第一線狀部，對置電極包括至少一個寬度均勻的第二線狀部，第一線狀部和第二線狀部設(shè)置在檢測區(qū)并且相互交替且等距間隔設(shè)置。該檢測電極結(jié)構(gòu)可通過工作電極施加電壓以形成電場，從而可使帶電標(biāo)靶物質(zhì)移動、富集，通過對置電極可獲取如標(biāo)靶物質(zhì)的濃度等檢測信號并輸出該檢測信號，從而可實(shí)現(xiàn)對標(biāo)靶物質(zhì)的快速、準(zhǔn)確檢測。另外，通過將工作電極和對置電極設(shè)置為寬度均勻的線狀結(jié)構(gòu)，并將第一線狀部和第二線狀部在檢測區(qū)相互交替且等距間隔設(shè)置可形成穩(wěn)定均一的電場，并且可檢測到細(xì)微的電流，從而可提高檢測精度。

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例提供的檢測電極結(jié)構(gòu)和檢測孔板進(jìn)行說明。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種檢測電極結(jié)構(gòu)，圖1示出一種檢測電極結(jié)構(gòu)的平面示意圖，該檢測電極結(jié)構(gòu)包括：襯底基板101，襯底基板101包括至少一個檢測區(qū)域102；工作電極103，工作電極103設(shè)置在襯底基板101上并配置為施加電壓以形成電場；以及對置電極104，對置電極104設(shè)置在襯底基板101上并配置為獲取檢測信號并輸出所述檢測信號。例如，這里的工作電極103和對置電極104均設(shè)置在襯底基板的同一表面上，因此，工作電極103和對置電極104可以是位于同一平面內(nèi)。如圖1所示，工作電極103包括至少一個寬度均勻的第一線狀部1031；對置電極104包括至少一個寬度均勻的第二線狀部1041；第一線狀部1031和第二線狀部1041設(shè)置在檢測區(qū)102內(nèi)并且相互交替等距間隔設(shè)置。需要說明的是，上述的工作電極103和對置電極104的結(jié)構(gòu)相同，因此，位于圖1右側(cè)的電極104可配置為施加電壓以形成電場的工作電極；位于圖1左側(cè)的電極103可配置為獲取檢測信號并輸出所述檢測信號的對置電極，本公開在此不作限定。另外，該檢測電極結(jié)構(gòu)可通過設(shè)置多個檢測區(qū)域102以進(jìn)行多組檢測，進(jìn)行對照以進(jìn)一步提高檢測精度。

在本實(shí)施例提供的檢測電極結(jié)構(gòu)中，工作電極103可施加電壓產(chǎn)生電場來使標(biāo)靶物質(zhì)移動并聚集，例如，工作電極103可施加方波交變電壓，先使得待檢測液體中包括靶標(biāo)物質(zhì)的帶電的物質(zhì)向工作電極103移動富集，使得靶標(biāo)物質(zhì)可與工作電極103上探針(可與靶標(biāo)物質(zhì)結(jié)合的物質(zhì)，例如DNA聚合分子)結(jié)合，然后轉(zhuǎn)變電壓的極性，使得帶電的物質(zhì)中其他沒有與探針結(jié)合的物質(zhì)遠(yuǎn)離工作電極103(電場對靶標(biāo)物質(zhì)的作用力設(shè)置為小于靶標(biāo)物質(zhì)與探針的結(jié)合力)；然后，對置電極104可獲取關(guān)于標(biāo)靶物質(zhì)的檢測信號并將檢測信號輸出，例如，與探針結(jié)合的靶標(biāo)物質(zhì)會與特定的試劑發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生電流，因此對置電極104可通過檢測電流來獲取關(guān)于標(biāo)靶物質(zhì)的檢測信號并將檢測信號輸出；然后，通過分析輸出的檢測信號可得出關(guān)于標(biāo)靶物質(zhì)的信息(例如靶標(biāo)物質(zhì)的濃度)，從而可迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測。由于第一線狀部1031和第二線狀部1041是寬度均勻的線狀結(jié)構(gòu)，并且在檢測區(qū)102內(nèi)，第一線狀部1031和第二線狀部1041在檢測區(qū)102內(nèi)相互交替等距間隔設(shè)置，由此，工作電極103的第一線狀部1031可在檢測區(qū)102產(chǎn)生均勻的電場，對置電極104的第二線狀部1041可在檢測區(qū)102可檢測到細(xì)微的電流，因此可提高檢測的精度。另外，由于工作電極103的第一線狀部1031與第二線狀部1041交替間隔設(shè)置，從而可控制形成在工作電極103上探針的密度和均勻度，不會使得探針過密，從而給靶標(biāo)物質(zhì)與探針的結(jié)合提供空間，提高靶標(biāo)物質(zhì)與探針的結(jié)合的效率，從而既可提高液體活檢的反應(yīng)速度，又可進(jìn)一步提高檢測的精度。

需要說明的是，本實(shí)施例提供的檢測電極結(jié)構(gòu)不僅可以檢測核酸，還可以檢測蛋白質(zhì)等生物分子。因此，本實(shí)施例提供的檢測電極結(jié)構(gòu)可以適用于針對ctDNA、基因組DNA、RNA(包含非編碼RNA，如microRNA、lncRNA、circRNA等)、SNP、外泌體等生物標(biāo)記物的檢測試劑盒，以滿足臨床的不同需求。另外，本實(shí)施例提供的檢測電極結(jié)構(gòu)還可應(yīng)用于液體活檢(ctDNA檢測)以及病原微生物核酸檢測以及非編碼RNA(microRNA)、外泌體檢測及藥物代謝酶和藥物作用靶點(diǎn)基因等的生物檢測方面。

例如，在本實(shí)施例一示例提供的檢測電極結(jié)構(gòu)中，如圖1所示，檢測區(qū)102的形狀為圓形，工作電極103可包括弧狀的第一主體部1030以及與從第一主體部1030延伸而出的多個相互平行的第一線狀部1031。對置電極104包括弧狀的第二主體部1040以及與從第二主體部1040延伸出的多個相互平行的第二線狀部1041。第一主體部1030與第二主體部1040相對設(shè)置，多個第一線狀部1031與多個第二線狀部1041設(shè)置在檢測區(qū)102內(nèi)并交替間隔等距設(shè)置。也就是說，工作電極103和對置電極104呈梳齒狀結(jié)構(gòu)，并且工作電極103和對置電極104互相交叉以形成插指狀結(jié)構(gòu)。需要說明的是，檢測區(qū)的范圍可包括多個第一線狀部與多個第二線狀部，還可包括第一主體部和第二主體部，本公開在此不作限制。另外，本實(shí)施例中的工作電極可不設(shè)置與探針直接接觸的固定部，因此第一線狀部可做成寬度均勻的線狀，從而提供更均勻的電場，使得探針的排列更規(guī)則，從而提高檢測的效率和精度。

例如，圖2示出了另一種檢測電極結(jié)構(gòu)的平面示意圖，檢測區(qū)102的形狀為圓形，工作電極103包括螺旋狀排列的第一線狀部1031，對置電極104包括螺旋狀排列的第二線狀部1041，第一線狀部1031與第二線狀部1041設(shè)置在檢測區(qū)102內(nèi)并且交替間隔等距設(shè)置。

例如，在本實(shí)施例一示例提供的檢測電極結(jié)構(gòu)中，第一線狀部的寬度與第二線狀部的寬度相同，從而可提高檢測的精度；另外，第一線狀部和第二線狀部的寬度范圍可為3-20mil(千分之一英寸)。

例如，在本實(shí)施例一示例提供的檢測電極結(jié)構(gòu)中，第一線狀部和第二線狀部的間距范圍可為3-20mil(千分之一英寸)。

例如，在本實(shí)施例一示例提供的檢測電極結(jié)構(gòu)中，第一線狀部的寬度與第二線狀部的寬度等于第一線狀部和第二線狀部的間距。由此，從而可進(jìn)一步提高電場的均勻度以及檢測的均勻度，從而可提高檢測的精度。

例如，圖3是另一種檢測電極結(jié)構(gòu)的平面示意圖，圖4是另一種檢測電極結(jié)構(gòu)的平面示意圖；如圖3或圖4所示，本實(shí)施例一示例提供的檢測電極結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在檢測區(qū)邊緣的參考電極，由于參考電極設(shè)置在檢測區(qū)邊緣，第一線狀部和第二線狀部的外側(cè)，因此參考電極在獲取關(guān)于標(biāo)靶物質(zhì)的檢測信號的過程中可提供對照，可消除工作電極的極性誤差，從而進(jìn)一步提高檢測的精度。

例如，在本實(shí)施例一示例提供的檢測電極結(jié)構(gòu)中，工作電極和對置電極的材料包括金。由于金元素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不與待檢測液體反應(yīng)并且具有較低的阻抗，從而可進(jìn)一步提高檢測的精度。當(dāng)然，本實(shí)用新型實(shí)施例包括但不限于此，也可采用其他導(dǎo)電物質(zhì)，例如鉑或氧化銦錫等。

實(shí)施例二

本實(shí)施例提供一種檢測孔板，該檢測孔板包括：盒體200以及檢測電極結(jié)構(gòu)100。如圖5a和圖5b所示，盒體200包括多個通孔211。通孔的尺寸可參照通常的96孔板的設(shè)計，當(dāng)然，本公開包括但不限于此，通孔的尺寸可根據(jù)待檢測液體的濃度和種類進(jìn)行設(shè)計。如圖6和7所示，檢測電極結(jié)構(gòu)100設(shè)置在盒體200的底部，檢測電極結(jié)構(gòu)100可為上述實(shí)施例一中任一的檢測電極結(jié)構(gòu)，并且，檢測區(qū)102設(shè)置在通孔211的底部并將通孔211的底部密封。另外，檢測電極結(jié)構(gòu)100的襯底基板101與盒體200可采用同樣的材料制作。由此，可在由檢測區(qū)102和通孔211組成的容置空間中盛放待檢測液體，從而對待檢測液體進(jìn)行檢測。例如，工作電極103可施加方波交變電壓，以形成垂直于通孔211底面的垂直電場，先使得待檢測液體中包括靶標(biāo)物質(zhì)的帶電的物質(zhì)從通孔211的各個位置向通孔211的底部運(yùn)動，并向工作電極103移動富集，使得靶標(biāo)物質(zhì)可與工作電極103上探針(可與靶標(biāo)物質(zhì)結(jié)合的物質(zhì)，例如DNA聚合分子)結(jié)合，然后轉(zhuǎn)變電壓的極性，使垂直于通孔211底面的垂直電場的方向反轉(zhuǎn)，使得待檢測液體中的帶電的物質(zhì)中其他沒有與探針結(jié)合的物質(zhì)從通孔211的底部向通孔211的上部運(yùn)動，從而使得帶電的物質(zhì)中其他沒有與探針結(jié)合的物質(zhì)遠(yuǎn)離工作電極103(電場對靶標(biāo)物質(zhì)的作用力設(shè)置為小于靶標(biāo)物質(zhì)與探針的結(jié)合力)；然后，對置電極104可獲取關(guān)于標(biāo)靶物質(zhì)的檢測信號并將檢測信號輸出，例如，與探針結(jié)合的靶標(biāo)物質(zhì)會與特定的試劑發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生電流，因此對置電極104可通過檢測電流來獲取關(guān)于標(biāo)靶物質(zhì)的檢測信號并將檢測信號輸出；然后，通過分析輸出的檢測信號可得出關(guān)于標(biāo)靶物質(zhì)的信息(例如靶標(biāo)物質(zhì)的濃度)。因為本實(shí)施例提供的檢測孔板包括上述實(shí)施例一中任一的檢測電極結(jié)構(gòu)，因此也具有與該檢測電極結(jié)構(gòu)對應(yīng)的技術(shù)效果，重復(fù)之處在此不再贅述。

例如，在本實(shí)施例提供的檢測孔板中，如圖5b所示，多個通孔211成矩陣排列在盒體200中。如圖6或圖7所示，多個通孔211為圓柱形通孔。需要說明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例包括但不限于此，多個通孔211的形狀還可為方形柱體、三角形柱體或其他柱體。

例如，在本實(shí)施例提供的檢測孔板中，多個通孔211的數(shù)量為四的倍數(shù)，如圖8所示，四個相鄰的通孔211對應(yīng)的檢測電極結(jié)構(gòu)中的四個工作電極103電性相連。例如，襯底基板101上形成有導(dǎo)線111以及導(dǎo)線112，導(dǎo)線111將四個工作電極103電性相連；導(dǎo)線112分別與四個對置電極104電性相連以將對置電極104的電信號引出。由此，這四個相鄰的通孔可作為一個檢測組，在該檢測組內(nèi)，由于四個工作電極電性相連，施加在四個工作電極上的電壓一致，四個相鄰的通孔可更好地進(jìn)行對照實(shí)驗，因此可進(jìn)一步提高檢測精度。當(dāng)然，本實(shí)用新型實(shí)施例包括但不限于此，還可將任意個數(shù)的通孔對應(yīng)的檢測電極結(jié)構(gòu)中的任意個數(shù)的工作電極電性相連，以提供一致的電壓。

例如，如圖9所示，本實(shí)施例提供的檢測孔板還包括：電路板110，電路板與檢測電極結(jié)構(gòu)電性相連。電路板110上可設(shè)置放大電路以放大對置電極或參考電極輸出的電信號，以提高檢測精度；電路板110上也可設(shè)置穩(wěn)壓電路以向工作電極提供穩(wěn)定的電壓，以提高檢測精度。當(dāng)然，本公開包括但不限于此，電路板110上還可設(shè)置過流、過壓保護(hù)電路等。

例如，如圖9所示，電路板110可設(shè)置在襯底基板101下，從而更合理地利用空間，當(dāng)然，電路板110也可設(shè)置在其他位置，本公開在此不做限制。

有以下幾點(diǎn)需要說明：

(1)本實(shí)用新型實(shí)施例附圖中，只涉及到與本實(shí)用新型實(shí)施例涉及到的結(jié)構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)可參考通常設(shè)計。

(2)為了清晰起見，在用于描述本實(shí)用新型的實(shí)施例的附圖中，層或微結(jié)構(gòu)的厚度和尺寸被放大?？梢岳斫?，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域或基板之類的元件被稱作位于另一元件“上”或“下”時，該元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中間元件。

(3)在不沖突的情況下，本實(shí)用新型同一實(shí)施例及不同實(shí)施例中的特征可以相互組合。

以上所述，僅為本公開的具體實(shí)施方式，但本公開的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本公開揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本公開的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本公開的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。