微生物檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及微生物培養(yǎng)和檢測領域，具體提供一種微生物檢測裝置。
【背景技術】
[0002]微生物廣泛存在于自然界中?，F(xiàn)有技術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，通過對樣本進行二次培養(yǎng)和試驗，這些裝置可以再用12-48小時的時間來鑒定微生物的性質(zhì)。然而，在需要快速得到檢測結(jié)果的應用場合，上述檢測方法所需的時間長度是完全不可接受的。
[0003]國際專利申請W02013096404描述了利用ISFET進行傳染性微生物檢測的方法。該檢測方法能夠在一定程度上縮短檢測時間，但是也存在一些問題，例如成本高、生物兼容性差、靈敏度低等。
[0004]因此，需要開發(fā)一種微生物檢測裝置，其能夠快速準確地檢測微生物，并且能夠避免現(xiàn)有技術中的上述問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型旨在解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題。具體而言，本實用新型旨在解決現(xiàn)有微生物檢測方法無法進行實時檢測、檢測時間過長以及成本高、生物兼容性差、靈敏度低等問題。
[0006]為此目的，本實用新型提供一種微生物檢測裝置。該微生物檢測裝置包括:反應室，其用于容納待檢測樣本；敏感元件，其與所述反應室連通并且與所述待檢測樣本接觸，用于感測所述待檢測樣本的PH值變化并根據(jù)所述PH值變化產(chǎn)生電荷；以及檢測儀，其與所述敏感元件電連通，用于根據(jù)所述敏感元件的電荷來確定所述待檢測樣本中是否存在微生物以及存在何種微生物，其中所述檢測儀是有機薄膜場效應晶體管。
[0007]在上述微生物檢測裝置的優(yōu)選實施方式中，所述有機薄膜場效應晶體管包括襯底、設置在襯底上的柵極、設置在柵極上的介電層、以及設置在介電層上的源極、漏極和半導體層，并且所述敏感元件采用下列各項設置中的至少一種:所述敏感元件設置在所述襯底上并且與所述柵極電連通或者設置成所述柵極的一部分；所述敏感元件設置成所述介電層的一部分并且與所述柵極、所述源極、所述漏極或所述半導體層電連通；以及所述敏感元件與所述源極、所述漏極或所述半導體層電連通或者設置成所述源極、所述漏極或所述半導體層的一部分。
[0008]在上述微生物檢測裝置的優(yōu)選實施方式中，所述反應室設置在所述敏感元件的頂部。
[0009]在上述微生物檢測裝置的優(yōu)選實施方式中，所述反應室的體積大小設置成使得單個微生物在所述反應室中的狀態(tài)改變所導致的PH值變化也能被檢測到，并且使得所述反應室既能容納微生物又能防止更大的哺乳動物細胞進入所述反應室。
[0010]在上述微生物檢測裝置的優(yōu)選實施方式中，所述反應室的體積在I微升到I納升的范圍內(nèi)。
[0011]在上述微生物檢測裝置的優(yōu)選實施方式中，所述介電層上還設置有控制器，該控制器用于控制所述有機薄膜場效應晶體管的參數(shù)以便適應不同的檢測對象和檢測需求。
[0012]從上面的描述可以看出，本實用新型充分利用有機薄膜場效應晶體管(organicthin-film transistor, 0TFT)高電子迀移率、高靈敏度的優(yōu)勢來快速檢測微生物的行為。具體來說，將樣本置于適于樣本中微生物生長的條件中，能夠?qū)崟r地快速檢測到樣本中微生物的指標變化(例如二氧化碳濃度的變化所引起的PH值變化)，從而快速確定樣本中是否存在微生物。此外，還可以根據(jù)這個數(shù)據(jù)繪制微生物生長曲線。通過對比獲得的生長曲線與已知的標準微生物生長曲線，還可以鑒定樣本中的微生物是何種微生物。再者，也可以監(jiān)測樣本成分的添加(如抗生素)所導致的增長率或細胞代謝活動的變化。
[0013]本領域技術人員容易理解的是，由于采用有機薄膜場效應晶體管作為檢測儀，本實用新型的檢測裝置具有多個優(yōu)勢:1)可以實時監(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；2)自身兼?zhèn)湫盘栟D(zhuǎn)化和放大功能，便于與后續(xù)的信號處理電路集成；3)易于微型化，可以用于制備集成度高、檢測功能復雜的芯片；4)利用可溶性的有機半導體、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廣能耗，提尚生廣效率。
【附圖說明】
[0014]圖1示出了根據(jù)本實用新型的微生物檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2示出了多個根據(jù)本實用新型的微生物檢測裝置集成在一起的示意圖。
[0016]圖3示出了根據(jù)本實用新型的微生物檢測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]首先需要說明的是，下面將結(jié)合優(yōu)選實施方式來描述本實用新型的技術方案。但是，本領域技術人員容易理解的是，本實用新型的技術方案顯然不限于所述實施方式中的各種細節(jié)。在不偏離本實用新型的原理一即使用OTFT進行微生物檢測的前提下，可以對所述實施方式作出各種改變，這些不需要付出任何創(chuàng)造性勞動，因此也將落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
[0018]具體來說，如圖1所示，本實用新型的微生物檢測裝置230包括:反應室18，其用于容納培養(yǎng)液10 ;敏感元件11，其與反應室18連通并且與培養(yǎng)液10接觸，用于感測培養(yǎng)液10的PH值變化并根據(jù)所述PH值變化產(chǎn)生電荷；以及檢測儀，其與敏感元件11電連通，用于根據(jù)敏感元件11的電荷來確定培養(yǎng)液10中是否存在微生物以及存在何種微生物。根據(jù)本實用新型的技術方案，所述檢測儀是有機薄膜場效應晶體管一即0TFT。
[0019]更具體地，所述有機薄膜場效應晶體管包括襯底12、設置在襯底上的柵極13、設置在柵極13上的介電層14、以及設置在介電層14上的源極17、漏極16和半導體層19。如圖所示，敏感元件11也設置在襯底12上并且與柵極13電連通。應當指出的是，盡管在圖1中敏感元件11位于柵極13的右側(cè)，但是這種位置關系僅僅是示例性，本領域技術人員可以根據(jù)具體應用對此作出調(diào)整，這種調(diào)整并不背離本實用新型的原理。類似地，盡管圖1中的敏感元件11被示出為位于反應室18的底部，這種位置關系也是示例性的，本領域技術人員可以根據(jù)具體應用對此作出調(diào)整，只要敏感元件11能夠感測到反應室18中的待檢測樣本一即培養(yǎng)液的PH值變化即可。優(yōu)選地，所述反應室18可以與敏感元件11集成為單個元件，并且所述敏感元件11可以設置成所述柵極13的一部分一即反應室18直接設置在柵極13的頂部。備選地，所述敏感元件11可以設置成介電層14的一部分(例如其右側(cè)部分)并且與柵極13、源極17、漏極16或半導體層19電連通，或者所述敏感元件11可以與源極17、漏極16或半導體層19電連通或者設置成源極17、漏極16或半導體層19的一部分?？偠灾?，只要敏感元件11能夠感測到反應室18中的待檢測樣本的PH值變化并能因此使所述有機薄膜場效應晶體管的溝道電流發(fā)生變化即可。當然，如圖1所示，最優(yōu)選的設置是敏感元件11設置成柵極13的一部分或者與柵極13電連通，從而通過柵極13來改變所述有機薄膜場效應晶體管的溝道電流。
[0020]此外，敏感元件11的材料可以是金屬、也可以是半導體，如娃、二氧化娃。當反應室18中的培養(yǎng)液的PH值發(fā)生改變時，會引起分子內(nèi)電荷的轉(zhuǎn)移，從而引起敏感元件11上的電荷重新分布，根據(jù)敏感元件11設置