[發明專利]一種用于病毒電阻抗實時監測的微流控芯片

在審

• 申請號: 202110208269.9
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112834588A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 姚佳烽;劉凱
• 申請（專利權）人: 江蘇濟綸醫工智能科技有限公司
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;B01L3/00
• 代理公司: 蘇州國卓知識產權代理有限公司 32331
• 代理人: 康進廣

本發明公開了一種用于病毒電阻抗實時監測的微流控芯片，微流控芯片由芯片基體、屏蔽電極圈、傳感器陣列和屏蔽電極組成，芯片基體的上表面包含儲液槽、屏蔽電極圈槽和圓電極槽，屏蔽電極圈槽和圓電極槽內嵌于儲液槽，芯片基體的下表面包含條狀電極槽和屏蔽電極槽，傳感器陣列由圓電極與條狀電極相連而成，本發明實現了病毒感染細胞的富集與實時監測，將原本長耗時，多步驟的病毒檢測過程縮短到幾分鐘，單步驟提升了檢測效率，對被病毒感染的細胞進行實時監測，避免了傳統采樣方法轉移或者處理細胞過程中病毒或者細胞的死亡，大大提升了病毒檢測的準確率，同時具有六個儲液槽，可同時注入多種檢測液進行病毒的檢測，增加了病毒檢測的可靠性。

技術領域

本發明涉及一種微流控芯片，特別涉及一種用于病毒電阻抗實時監測的微流控芯片，屬于微流控芯片技術領域。

背景技術

當前冠狀病毒的檢測方法主要有核酸檢測法和抗體檢測法。核酸檢測過程包括標本處理、核酸提取、PCR檢測等多個步驟，平均檢測時間長，需要2-3個小時。它直接對采集標本中的病毒核酸進行檢測，特異性強，敏感度相對較高，是當前主要的檢測手段，抗體檢測是對人體血液中的抗體水平進行檢測，存在檢測的窗口期，可用于對核酸檢測陰性的病例進行輔助診斷，也可以對病例進行排查篩查，但是不能代替核酸檢測方法，總的來說，核酸檢測法的準確性較高但檢測時間長，抗體檢測只能用于輔助檢測，因此，急需一種新型的、快速的、精準的冠狀病毒檢測方法。由于冠狀病毒感染性的主要決定因素是S蛋白，它與宿主細胞上的膜受體結合，介導病毒和細胞膜融合，因此可以考慮通過檢測被冠狀病毒感染的細胞來檢測病毒。

生物阻抗譜(BioimpedanceSpectroscopy,BIS)技術通過檢測樣本的介電特性與交流電場激勵信號的關系，實現冠狀病毒的實時檢測。這種檢測方法具有免標記、操作簡單、檢測速度快等優點。BIS技術通過對檢測樣本進行掃頻獲得樣本的阻抗譜，從而分析樣本的成分，檢測其是否含有感染冠狀病毒的細胞。然而，BIS在冠狀病毒的檢測過程中存在兩方面問題：一是樣本中感染冠狀病毒細胞的濃度影響BIS的測量結果，從而影響對樣本成分的分析；二是冠狀病毒寄宿在宿主細胞中，必須使用超高頻激勵信號穿透細胞膜，才能檢測出是否被病毒寄生，然而，超高頻BIS對檢測芯片和外圍電路都有極高的要求。針對以上兩點問題，提出一種使用超高頻阻抗譜(uf-BIS)的方法來實現新冠病毒的實時檢測。對可能感染冠狀病毒的細胞先采用介電泳進行富集操作，再對富集得到的細胞進行uf-BIS檢測的方案，實現實時的冠狀病毒檢測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于病毒電阻抗實時監測的微流控芯片，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種用于病毒電阻抗實時監測的微流控芯片，所述微流控芯片由芯片基體、屏蔽電極圈、傳感器陣列和屏蔽電極組成，所述芯片基體的上表面包含儲液槽、屏蔽電極圈槽和圓電極槽，所述屏蔽電極圈槽和圓電極槽內嵌于儲液槽，所述芯片基體的下表面包含條狀電極槽和屏蔽電極槽，所述傳感器陣列由圓電極與條狀電極相連而成。

作為本發明的一種優選技術方案，所述儲液槽的數量為六組，且六組所述儲液槽的形狀相同，六組所述儲液槽均勻分布于芯片基體的上表面。

作為本發明的一種優選技術方案，所述屏蔽電極圈的數量為六組，且六組所述屏蔽電極圈完全相同，六組所述屏蔽電極圈均勻分布于對應儲液槽的屏蔽電極圈槽的內部。

作為本發明的一種優選技術方案，所述圓電極與條狀電極分別與對應的圓電極槽和條狀電極槽連接。

作為本發明的一種優選技術方案，位于兩側的兩個所述條狀電極為富集電極，位于中間的一個所述條狀電極為檢測電極。

作為本發明的一種優選技術方案，所述圓電極的直徑與條狀電極的直徑均為10μm。

作為本發明的一種優選技術方案，所述屏蔽電極通過粘接劑和密封劑與屏蔽電極槽與連接，所述屏蔽電極與屏蔽電極圈在芯片基體的內部相連，且所述屏蔽電極在芯片基體的內部接地。