[發(fā)明專利]基于諧振式傳感器的生化檢測系統(tǒng)及檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010015868.4
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111190022A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 王櫟皓;朱銀芳;趙俊元;李金潮;楊晉玲;楊富華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N5/02;G01G3/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

一種基于諧振式傳感器的生化檢測系統(tǒng)及檢測方法。生化檢測系統(tǒng)包括：傳感芯片組件，包括第一微流體腔和MEMS諧振式傳感器芯片，MEMS諧振式傳感器芯片的懸臂梁能夠吸附流經(jīng)第一微流體腔的待測物；微流道及驅動組件，用于驅動含待測物的樣品液進入傳感芯片組件的第一微流體腔，對經(jīng)過第一微流體腔后流出的樣品液進行收集；電路及檢測組件，用于接收傳感芯片組件的輸出信號，并對輸出信號進行處理，以獲取懸臂梁在吸附待測物前后的頻率變化來計算待測物的質量；以及系統(tǒng)控制組件，用于對除系統(tǒng)控制組件外的其余組件進行信號收發(fā)控制。本發(fā)明還公開了一種基于此生化檢測系統(tǒng)的檢測方法，能夠實現(xiàn)對病原微生物等進行高靈敏、快速檢測。

技術領域

本發(fā)明涉及生化檢測技術領域，尤其涉及一種基于諧振式傳感器的生化檢測系統(tǒng)及檢測方法。

背景技術

生化檢測系統(tǒng)是對生物物質敏感，并將生物信息轉換為可定量測量信號的儀器。近年來，重大疾病的預警控制、流行性傳染病有效控制、食品安全和口岸監(jiān)測等領域迫切需求高靈敏、高通量、快速生化檢測系統(tǒng)。

現(xiàn)有生物檢測系統(tǒng)包括傳統(tǒng)檢測、分子生物學檢測和免疫檢測。

傳統(tǒng)檢測方法通過待測物的特性、形態(tài)、染色及生化鑒定等確認，常涉及分離培養(yǎng)，一般只能做回顧性診斷，成本和技術要求高，敏感性低，耗時長，有些病毒無法或極難培養(yǎng)。所以傳統(tǒng)檢測方法不能滿足高靈敏、快速檢測的要求。

分子生物學方法主要基于聚合酶鏈式反應(PCR)和基因芯片技術。PCR具有靈敏度高、特異性好等優(yōu)勢，但因其操作過程繁復，需要提取樣品的RNA/DNA，并經(jīng)過數(shù)小時的基因擴增才能獲得可靠的結果，而且對試劑、檢測樣本和環(huán)境要求較高，試驗成本高。基因芯片技術具有高通量、微型化和自動化高等優(yōu)勢，但檢測成本高、操作復雜，檢測費時，對設備要求高。因此，現(xiàn)有分子生物學方法不能滿足高靈敏、快速檢測的要求。

免疫檢測的基礎是抗原、抗體的特異性結合，成熟的技術主要包括膠體金免疫層析、酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)、化學免疫發(fā)光等。ELISA技術和膠體金免疫層析方法檢測靈敏度低，而且ELISA技術和化學免疫發(fā)光技術都需要標記，檢測流程復雜，周期長，雖然化學免疫發(fā)光技術檢測靈敏度高，但設備龐大、成本昂貴。

綜上所述，這些成熟的生物檢測技術存在不同的限制：靈敏度低、操作復雜、檢測周期長、費用昂貴等，不能應用于高靈敏、實時快速檢測。因此，迫切需求高靈敏、快響應、高通量、操作簡單的便攜式生化檢測系統(tǒng)，具有重要的社會意義和應用價值。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于諧振式傳感器的生化檢測系統(tǒng)及檢測方法，以期至少部分地解決上述提及的技術問題中的至少之一。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于諧振式傳感器的生化檢測系統(tǒng)，包括傳感芯片組件、微流道及驅動組件、電路及檢測組件以及系統(tǒng)控制組件，其中：傳感芯片組件，包括第一微流體腔和MEMS諧振式傳感器芯片，所述MEMS諧振式傳感器芯片的懸臂梁能夠吸附流經(jīng)所述第一微流體腔的待測物；微流道及驅動組件，通過流體接口連接至所述傳感芯片組件，用于驅動含待測物的樣品液進入所述傳感芯片組件的第一微流體腔，對經(jīng)過所述第一微流體腔后流出的樣品液進行收集；電路及檢測組件，通過電學接口連接至所述傳感芯片組件，用于接收所述傳感芯片組件的輸出信號，并對所述輸出信號進行處理，以獲取懸臂梁在吸附所述待測物前后的頻率變化來計算待測物的質量；系統(tǒng)控制組件，與所述生化檢測系統(tǒng)除系統(tǒng)控制組件外的其余組件通過電學接口連接，用于對所述除系統(tǒng)控制組件外的其余組件進行信號收發(fā)控制。

其中，所述傳感芯片組件還包括第二微流體腔，位于所述第一微流體腔和微流道及驅動組件之間，在所述含待測物的樣品液進入所述傳感芯片組件的第一微流體腔之前，通過所述第二微流體腔對所述樣品液進行預處理。