[發明專利]基于壓電掃描的微懸臂梁陣列生化傳感裝置及方法

無效

• 申請號: 201210550152.X
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103869062A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 張青川;鄔林;程騰
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N33/543
• 分類號: G01N33/543;G01N33/577;G01B11/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 紀曉峰

1.一種微梁陣列傳感裝置，包括

反應池，所述反應池用于容納緩沖液和待測樣品；

微梁陣列，所述微梁陣列由兩個以上平行間隔排列的微梁組成并被可拆卸地固定在密閉的反應池中，其中所述每個微梁上固定有檢測生物分子或對照分子；

半導體激光器；

壓電偏轉器，所述壓電偏轉器包括壓電陶瓷管和凸透鏡，所述凸透鏡設置在所處半導體激光器與所述壓電陶瓷管之間，其中所述壓電陶瓷管被設置成驅動所述凸透鏡產生偏轉，使得通過所述凸透鏡的由所述半導體激光器發射的激光束的光路也相應地發生變化；

反光鏡，所述反光鏡將來自所述壓電偏轉器的激光束改變光路后掃射到所述每個微梁上；

信號發生器，所述信號發生器控制所述壓電陶瓷管的輸入電壓大小和變化周期；

光電位置敏感探測器(PSD)，所述光電位置敏感探測器接收由所述微梁陣列反射的激光光點，從而產生并輸出關于每個微梁的位移信號；和

數據處理設備，所述數據處理設備處理由所述光電位置敏感探測器輸出的每個微梁的位移信號，基于固定有對照分子的微梁的位移數據以獲得固定有檢測生物分子的每個微梁彎曲的數據，

其中當待測樣品中含有與所述檢測生物分子特異性結合的靶分子時，固定有所述檢測生物分子的微梁與所述待測樣品在反應池中在適于兩者的反應條件下反應后會發生彎曲。

2.權利要求1所述的裝置，所述裝置還包括設置與所述反應池可操作連接的加熱片和與所述加熱片電連接的溫控器，所述溫控器控制加熱片的溫度以調節所述反應池中的溫度從而適于所述檢測生物分子和所述靶分子在所述反應池中發生反應。

3.權利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述反應為受體配體結合作用、抗原抗體反應或分子締合反應。

4.權利要求1-3中任一項所述的裝置，所述裝置還包括模擬/數字信號轉換器，所述模擬/數字信號轉換器將所述關于每個微梁的位移信號轉換成數字信號，所述數字信號輸出至所述數據處理裝置進行處理，以獲得所述微梁彎曲數據。

5.權利要求1-4中任一項所述的裝置，其特征在于所述對照分子包括至少一種陽性對照分子。

6.權利要求1-5中任一項所述的裝置，其特征在于所述對照分子包括至少一種空白對照分子。

7.權利要求1-6中任一項所述的裝置，其特征在于所述信號發生器通過控制所述壓電陶瓷管的輸入電壓大小和變化周期從而控制所述凸透鏡的偏轉幅度和周期以改變所述激光束的光束，使得所述激光束掃描各個微梁的時序相應地發生變化，從而能夠掃描所述微梁陣列中以不同間距間隔的每個微梁。

8.權利要求1-7中任一項所述的裝置，其特征在于所述靶分子為抗原，所述檢測生物分子為所述抗原的特異性抗體或抗體片段，所述特異性抗體包括單克隆抗體或多克隆抗體，優選單克隆抗體。

9.權利要求8所述的裝置，其特征在于所述抗體片段是抗體的Fab、Fab’片段或F(ab’)₂片段。

10.一種使用微梁陣列傳感裝置檢測待測樣品中的靶分子的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將與能夠所述靶分子特異性結合的檢測生物分子和對照分子分別固定至微梁陣列中的不同微梁上，每個微梁上固定一種分子；

(2)將步驟(1)中獲得的微梁相間隔地平行固定在反應池中，并在反應池中注入緩沖液，并使緩沖液在反應池中流動；

(3)啟動半導體激光器發射激光束；

(4)通過信號發生器控制壓電偏轉器，使其偏轉由所述半導體激光器發射的激光束的光路，從而使激光束能夠掃描所述微梁陣列中以不同間距間隔的每個微梁；

(5)向反應池中加入待測樣品；

(6)通過光電位置敏感探測器接收由所述微梁陣列反射的激光光點，從而產生并輸出關于每個微梁的位移信號；

(7)所述數據處理設備接收并處理由所述光電位置敏感探測器輸出的每個微梁的位移信號，基于固定有對照分子的微梁的位移數據關于獲得固定有檢測生物分子的每個微梁彎曲的數據，

(8)根據預設的彎曲量閾值判斷所述待測樣品中是否包含所述靶分子。