[發(fā)明專利]使用電泳的微流體傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780046419.2
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN109690303B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 塞恩·L·愛德華茲
• 申請（專利權(quán)）人: QORVO美國公司
• 主分類號: G01N27/27
• 分類號: G01N27/27;G01N27/26;G01N27/403;G01N29/02;G01N29/22
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 楊帆

本發(fā)明提供了一種使用電泳的微流體傳感器。使用電泳的傳感器可以包括微流體通道和位于微流體通道的相對側(cè)上以產(chǎn)生穿過通道或垂直于通道電場的電極。電場可以用于驅(qū)動材料(特別是在微流體通道中的流體中懸浮的材料)的帶電粒子朝向或遠離電極之一?？梢哉{(diào)制電場以允許材料繼續(xù)流經(jīng)微流體通道、去除非目標材料、或測量另一種目標材料。

相關(guān)申請

本申請要求于2016年7月26日提交的美國臨時專利申請 No.62/366,831、和于2016年7月29日提交的美國臨時專利申請 No.62/368,261的權(quán)益，上述申請?zhí)卮送ㄟ^引用其各自在與本公開不沖突的范圍內(nèi)的全文而并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及聲波諧振器裝置，包括利用電泳并且適用于生物傳感或生物化學傳感應(yīng)用的聲波傳感器和微流體裝置。

背景技術(shù)

存在許多對出于醫(yī)療、獸醫(yī)、環(huán)境、生物危害、生物恐怖主義、農(nóng)業(yè)、和食品安全目的的材料進行診斷測試的儀器和測量技術(shù)。診斷測試歷來需要長響應(yīng)時間來獲得有意義的數(shù)據(jù)，涉及昂貴、遠端、或笨重的實驗室設(shè)備，利用大尺寸樣本，使用多種試劑，需要訓練有素的用戶，并且可能涉及顯著的直接和間接成本。例如，在人和獸醫(yī)診斷市場中，大多數(shù)測試要求從患者收集樣本然后將樣本送到實驗室，而測試結(jié)果在幾小時或幾天內(nèi)不可用。這導致護理人員為治療患者必須等待。

用于診斷測試和分析的使用點(或在討論人或獸醫(yī)學時的醫(yī)療點) 解決方案雖然能夠解決大多數(shù)明顯的缺點，但仍然受到一些限制。甚至一些可用的使用點解決方案，與實驗室內(nèi)測試相比，在靈敏度和可重復性方面也受到限制。由于不同的使用點測試可能需要單獨的系統(tǒng)，因此通常還涉及很高的成本。

已經(jīng)描述了將體聲波(BAW)傳感器用作生物傳感器。具有用于在樣本中檢測是否存在分析物的BAW傳感器的流體裝置通常具有附著于傳感器表面的生物分子，例如抗體或其它蛋白質(zhì)(如受體，以及多核酸、聚氨基酸等)。分析物可以與附著于傳感器表面上的生物分子結(jié)合，并增加與傳感器結(jié)合的質(zhì)量。增加的質(zhì)量改變了傳感器的波傳播特性(例如幅度、頻率、相位等)。由分析物結(jié)合引起的傳播特性的變化可以與同表面結(jié)合的分析物的量和樣本中的大量分析物的量相關(guān)。

引言

采用BAW傳感器的生物傳感器儀器可用于以小巧的外形提供對樣本的快速分析，并且因此可以適于用作使用點裝置。由于BAW傳感器具有潛在的高靈敏度和小巧的外形，BAW傳感器儀器可以采用微流體通道，其中少量流體樣本流經(jīng)穿過BAW傳感器表面的流體通道以進行檢測。

因為BAW傳感器在其表面上檢測分析物，并且因為BAW傳感器采用傾向于呈現(xiàn)層流的微流體通道，所以樣本中的大部分分析物因可能不接觸BAW傳感器的表面而可能無法用BAW傳感器檢測到。因此，將結(jié)合到BAW傳感器的表面的分析物的量與流經(jīng)傳感器上方的微流體通道的樣本中的分析物的量相關(guān)聯(lián)可能存在挑戰(zhàn)。另外，當在分析物濃度低的情況下使用BAW傳感器時，樣本中的分析物的檢測的可重復性或樣本中的分析物的量的確定性可能受到影響。

期望提供一種用于使用點測試的具有增強的靈敏度和可重復性的 BAW生物傳感器平臺。還希望提供一種可以減少與表面結(jié)合和層流相關(guān)的固有問題的BAW傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

通常，本公開的實施例涉及具有微流體通道的傳感器，微流體通道利用電泳來改善在樣本流體中測量目標材料或分析物的靈敏度。傳感器包括設(shè)置在通道的相對側(cè)上的電極，以將目標材料集中在傳感諧振器附近。

在一方面，本公開涉及一種裝置。該裝置包括第一電極和第二電極，第一電極和第二電極配置為在可操作地連接到電源時在其間提供電場。該裝置還包括設(shè)置在第一電極和第二電極之間的第一介電層和第二介電層。多個介電層彼此間隔開以至少部分地在其間限定微流體通道。微流體通道沿垂直于電場的長度延伸。該裝置還包括體聲波(BAW)諧振器，諧振器具有設(shè)置在第一電極和驅(qū)動電極之間的壓電部分。驅(qū)動電極設(shè)置在通道外部。第一電極和驅(qū)動電極可操作地連接到振蕩電路以對諧振器供電。