[發明專利]用于電旋轉檢測的新型三維檢測池

無效

• 申請號: 200710177254.0
• 申請日: 2007-11-13
• 公開（公告）號: CN101173919A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 徐秉玖;劉莉莎;唐靜成;張芳;汪旭
• 申請（專利權）人: 首都醫科大學
• 主分類號: G01N33/48
• 分類號: G01N33/48;G01N15/00;G01N27/00;G01N23/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫皓晨;朱世定

技術領域

本發明涉及的是一種電動力學分析測試裝置，特別涉及的是一種用于電旋轉檢測的新型三維檢測池。

背景技術

現代生物技術和制藥業采用不同的分析技術來確定和鑒別分子、細胞和生物顆粒的性質。其中包括電旋轉技術在內的電動力學分析技術是一種簡單的、非介入性和靈活的分析技術，適用于研究種類繁多的顆粒類型，并能整合進芯片上實驗室裝置。

電旋轉是顆粒在旋轉的電場中的旋轉。當一個生物顆粒，如細胞、細菌或病毒等，在受到外電場的作用時會產生極化。如果這個顆粒受到一個旋轉的均勻高頻電場，就會獲得誘導的電偶極矩，這個偶極矩和電場相互作用，產生力矩，使這個顆粒旋轉。生物顆粒的旋轉行為，如旋轉速率和方向，與旋轉電場的頻率、電壓和生物顆粒及懸浮介質的介電性質有關。在生物體的生命周期中，以及在它們受到了不同的病理、藥理和毒理作用，會發生許多物理化學的變化，從而導致其各個組成部分介電性質的變化。電旋轉技術能夠通過對微顆粒電旋轉轉速及方向與電極上所施加電信號頻率的關系，獲取微顆粒的介電參數，從而快速并準確地檢測這些變化，從而使我們有可能洞察生物體的活力，生理狀態和藥物對其的藥理作用。

目前，許多基于電旋轉的技術被開發用于區分微粒類型和分析微粒性質。已采用電旋轉技術觀察過的不同顆粒類型包括病毒、原核細胞、真核細胞、哺乳動物細胞以及脂質體等非生物顆粒。電旋轉技術已經得到了比較廣泛的應用。

對于傳統的平面檢測池，由于生物顆粒與平面檢測池基面接觸，有些生物顆粒有可能產生在固體表面的黏附作用，其黏附力可大于電旋轉的作用力，在這種情況下不能作電旋轉測量；一般地，當生物顆粒在接近固體基底表面的液體中旋轉時，在液體中旋轉的顆粒會受到靜止的基底對它們產生的流體力學作用力和摩擦力的影響，而這些影響受到微顆粒的形狀大小等多因素的影響，是不可控的。當旋轉電場產生的力矩不足以克服生物顆粒和基底之間的摩擦力時，即使存在力矩也不能造成電旋轉；當力矩超過一定大小時才能使生物顆粒旋轉，在這種情況下旋轉的速度也是受到了不可控因素的阻滯的。這會對測量的結果疊加上誤差，尤其在電旋轉的力矩較小時，誤差可能是很嚴重的。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長期的研究和試驗終于獲得了本創作。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種用于電旋轉檢測的新型三維檢測池，其包括：一檢測池本體，其是由絕緣材料制成，所述的檢測池本體具有一光滑的無頂和無底的孔洞；

還包括，一電場產生部用以在所述的檢測池本體的孔洞內產生均勻的三維電場，測量時將具有微顆粒的液體電解質加入所述的孔洞中，對所述微顆粒進行電旋轉測量；

較佳的，所述的電場產生部包括：四根電極以及與所述電極一端相連接的高頻交流信號發生器，所述電極固定設置于所述檢測池本體的孔洞正交位置上，圍成一個直徑為50微米至3毫米的筒狀空間；

較佳的，所述的四根電極為惰性金屬絲，或是通過微加工制成的弧形內表面惰性金屬微電極，其弧形內表面圍成所述的筒狀的空間；

較佳的，當所述微顆粒密度大于液體電解質密度時，所述的電極從所述檢測池本體由上向下安插；

當所述的微顆粒密度小于液體電解質密度時，所述的電極從所述的檢測池本體由下向上安插；

較佳的，所述的檢測池本體的高度范圍為0.5毫米至5毫米；

較佳的，所述絕緣材料為塑料或玻璃；

較佳的，所述高頻交流信號發生器施加在電極上的電信號的電壓振幅范圍為1伏至20伏；

較佳的，所述高頻交流信號發生器施加在電極上的電信號的使用頻率范圍為1千赫茲至10兆赫茲。

本發明的優點：通過改變傳統電旋轉檢測池具有基底的平面設計，使微顆粒在液體的表面或液體內旋轉，從而避免了微顆粒對基底的黏附作用或微顆粒在基底表面旋轉時產生的流體力學阻滯作用及與基底間摩擦力的影響，使微顆粒在旋轉的電場中只受到液態懸浮電解質介質的阻力，比在常規檢測池中減少了很多。阻力的減少使得電旋轉技術能夠檢測到電旋轉驅動力較小的情況下(如低頻電信號的情況下)顆粒的旋轉行為，使得電旋轉技術可以得到更能反映實際情況的測定結果，將會得到更加廣泛的應用。

附圖說明

圖1為本發明用于電旋轉檢測的新型三維檢測池的實施例一的結構簡圖；

圖2為本發明用于電旋轉檢測的新型三維檢測池的實施例二的結構簡圖；

圖3為本發明用于電旋轉檢測的新型三維檢測池在微顆粒的密度大于液體電解質的密度時內部物質的狀態示意圖；