[發明專利]納米鋅增強嗅覺組織生物傳感器氣味檢測的裝置及方法

有效

• 申請號: 201410022421.4
• 申請日: 2014-01-18
• 公開（公告）號: CN103792377A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 劉清君;張倩;王平;張迪鳴;盧妍利
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N27/30;G01N27/26
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

1.一種納米鋅增強嗅覺組織生物傳感器氣味檢測的裝置，其特征在于，它由灌流系統、生物檢測系統和數據采集及存儲系統三部分組成，灌流系統和數據采集及存儲系統均與生物檢測系統相連；其中，灌流系統由氧氣罐（1）、進氧通路（2）、進樣系統（3）及出樣系統（4）組成，生物檢測系統由嗅覺組織生物傳感器（5）、傳感器固定及保溫系統（6）和溫控器（7）組成，數據采集及存儲系統由多路放大器（8）、數據采集卡（9）和電腦（10）組成；

????所述灌流系統中，進樣系統（3）包括第一樣品槽（31）、第二樣品槽（32）、第一蠕動泵（33）、第二蠕動泵（34）和雙路進樣通路（35），出樣系統（4）包括出樣通路（41）、第三蠕動泵（42）和廢液槽（43）；進氧通路（2）的輸入端連接氧氣罐（1），兩個輸出端分別插入第一樣品槽（31）和第二樣品槽（32）；雙路進樣通路（35）的兩個輸入端也分別插入第一樣品槽（31）和第二樣品槽（32）中，其輸出端則貼壁插入嗅覺組織生物傳感器（5）的測試腔上部，雙路進樣通路（35）的兩個輸入端上分別安裝了第一蠕動泵（33）和第二蠕動泵（34），出樣通路（41）輸入端安裝了第三蠕動泵（42）并貼壁插入嗅覺組織生物傳感器（5）的測試腔下部，輸出端連接廢液槽（43）；

所述生物檢測系統中，嗅覺組織生物傳感器（5）由嗅黏膜（51）和微電極陣列傳感器（53）組成，傳感器固定及保溫系統（6）由上壓板（61）和加熱底板（63）組成；嗅黏膜（51）纖毛面向上平鋪于微電極陣列傳感器（53）的表面并與微電極陣列傳感器?（53）發生阻容偶聯，而所用微電極陣列傳感器（53）由64個金電極（54）排列成8×8方陣組成；利用傳感器固定及保溫系統（6）的上壓板（61）將嗅覺組織生物傳感器（5）固定在加熱底板（63）上，并通過上壓板（61）上的金屬探針（62）與微電極陣列傳感器?（53）上的焊點相連用以傳遞信號，加熱底板（63）外連溫控器（7）；

所述數據采集及存儲系統中，多路放大器（8）與嗅覺組織傳感器（5）共地，且多路放大器（8）的數據輸入端連接傳感器固定及保溫系統（6）的上壓板（61）的數據采集串口，數據輸出端連接數據采集卡（9），數據采集卡（9）再通過USB串口與電腦（10）相連。

2.一種應用上述裝置進行納米鋅增強嗅覺組織生物傳感器氣味檢測的方法，包括如下步驟：

①獲取嗅覺組織生物傳感器（5）的自發信號：將溫控器（7）溫度設置在37℃，第一樣品槽（31）內加入PBS緩沖液，開始通氧，通氧速率0.5-1L/min，通氧5s后開啟第一蠕動泵（33），灌流速率10μL/min，灌流2s后開啟第三蠕動泵（42），灌流150s后關閉第一蠕動泵（33），排凈測試腔內殘留液，然后關閉第三蠕動泵（42），停止通氧；

②應用本發明裝置增強對待測氣味刺激物質的檢測：將第一樣品槽（31）內的PBS緩沖液替換為待測氣味刺激物質溶液，將10^-15M~10^-7M的納米鋅溶液分批次加入第二樣品槽（32），然后按以下步驟分別測試：開始通氧，通氧速率0.5-1L/min，通氧5s后同時開啟第一蠕動泵（33）和第二蠕動泵（34），灌流速率10μL/min，灌流1s后開啟第三蠕動泵（42），灌流150s后關閉第一蠕動泵（33）和第二蠕動泵（34），待測試腔內殘留溶液排凈后關閉第三蠕動泵（42），停止通氧；在納米鋅的作用下，嗅覺組織生物傳感器（5）的嗅黏膜（51）上嗅覺受體細胞（52）受到氣味刺激產生的胞外電信號通過微電極陣列傳感器（53）上的金電極（54）傳出到傳感器固定及保溫系統（6）的上壓板（61）的金屬探針（62），再傳導到上壓板（61）數據采集串口，并輸入到多路放大器（8）進行數據的初步放大，放大后的信號再傳入數據采集卡（9）中將模擬電信號轉換為數字電信號，最終傳導到電腦（10）中顯示；將第一樣品槽（31）內樣品替換為PBS緩沖液，開始通氧，通氧速率0.5-1L/min，通氧5s后開啟第一蠕動泵（33），灌流速率10μL/min，灌流2s后開啟第三蠕動泵（42），灌流10s后關閉第一蠕動泵（33）和第三蠕動泵（42），再停止通氧，以維持嗅覺組織生物傳感器活性并待用。