專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)spr生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光學(xué)SPR生物傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)SPR生物芯片、傳 感器與微流池的耦合裝置。
背景技術(shù)：
自從Nylander和GILiedberg于1982年首次將表面等離子體共振(SPR)傳感技 術(shù)用于氣體檢測(cè)和生物傳感器中，20多年來(lái)，SPR傳感技術(shù)在實(shí)現(xiàn)方式、儀器開(kāi)發(fā)和應(yīng)用領(lǐng) 域拓展上都獲得了飛速的發(fā)展。SPR生物傳感器的機(jī)理是將生物分子的識(shí)別膜固定在SPR 傳感器Au膜表面，分子識(shí)別膜捕捉被測(cè)的分析物，導(dǎo)致傳感器Au膜表面的折射率變化，因 此無(wú)需標(biāo)記分子就可直接進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)非破壞性的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)。它是將高靈敏度的表 面等離子體傳感技術(shù)與低能量消耗的光纖傳輸技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，能夠?qū)鞲衅鞅砻娲?測(cè)樣品的微小變化作出靈敏的響應(yīng)，適用于研究傳感器表面敏感層中物質(zhì)與樣品溶液的生 物及化學(xué)反應(yīng)，從而定量測(cè)定樣品溶液中的微量生物和化學(xué)物質(zhì)。近年來(lái)，光學(xué)SPR生物分 析儀的便攜化和微型化是一個(gè)新興的研究熱點(diǎn)，已研制的便攜式光學(xué)SPR生物分析儀均需 要整體更換光學(xué)SPR生物傳感器。光學(xué)SPR生物傳感器由一套光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和生物傳感器 本體構(gòu)成，生物傳感器表面生長(zhǎng)了 50nm的Au膜和生物耦聯(lián)膜。生物傳感器表面的50nm金 膜和生物敏感膜是SPR生物傳感器的關(guān)鍵，在實(shí)際應(yīng)用中，生物敏感膜受感測(cè)次數(shù)而功能 退化，不能對(duì)被測(cè)樣品產(chǎn)生正確的信號(hào)響應(yīng)。但現(xiàn)有的SPR生物傳感器中的Au膜、生物耦 聯(lián)膜(生物芯片)與傳感器是不可分離的，這時(shí)就需要將生物傳感器一起更換，而生物傳感 器的價(jià)格通常很昂貴，整體更換，則換勢(shì)必增加用戶(hù)的使用維護(hù)成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的 耦合裝置，利用本裝置可快速方便地更換生物芯片(Au膜、生物耦聯(lián)膜)，可以大幅度降低 光學(xué)SPR傳感器的使用維護(hù)成本。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 —種光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，包括微流池承載單元、芯片 載臺(tái)、移動(dòng)載臺(tái)、基座及支撐架，所述芯片載臺(tái)活動(dòng)對(duì)接在移動(dòng)載臺(tái)之上，移動(dòng)載臺(tái)活動(dòng)對(duì) 接于基座上；所述支撐架固定在基座上，該支撐架上設(shè)有調(diào)節(jié)微流池承載單元位置的位移 機(jī)構(gòu)；所述生物芯片置于芯片載臺(tái)的承載面上，對(duì)應(yīng)于芯片載臺(tái)中的傳感器；所述微流池 承載單元包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的池體托架、彈性支撐、緊固件、推壓件和一端穿出殼體 頂面的調(diào)節(jié)螺栓，微流池嵌合于池體托架中的安置孔內(nèi)，池體托架通過(guò)彈性支撐懸掛在殼 體底面窗口的上方，且使微流池以直線(xiàn)方向進(jìn)、出殼體底面窗口 ，所述緊固件封壓在微流池 上方，該緊固件上設(shè)置有分別與微流池進(jìn)樣口 、出樣口相對(duì)應(yīng)的、且對(duì)外連通進(jìn)樣系統(tǒng)、排 樣系統(tǒng)的通道，推壓件置于緊固件之上，該推壓件對(duì)接于其上方的調(diào)節(jié)螺栓，池體托架、緊 固件、推壓件均與殼體內(nèi)壁滑動(dòng)配合；調(diào)節(jié)微流池承載單元中的調(diào)節(jié)螺栓及移動(dòng)載臺(tái)的相對(duì)位置，能使微流池與芯片載臺(tái)上的生物芯片緊密契合。 在所述芯片載臺(tái)的承載面上設(shè)有通氣槽，易于取放生物芯片。 在所述芯片載臺(tái)的承載面的對(duì)應(yīng)部位設(shè)有限位凸臺(tái)，一是對(duì)生物芯片的限制卡 位，二是限制微流池承載單元的殼體下降幅度，防止生物芯片被殼體砸碎或擠破。 所述芯片載臺(tái)與活移動(dòng)載臺(tái)之間以凸臺(tái)、凹槽契合對(duì)接。 在所述微流池承載單元中還設(shè)置有限制推壓件下壓幅度的限位銷(xiāo)，避免微流池過(guò) 緊的擠壓生物芯片，致其破碎。 所述池體托架橫截面為近似倒"幾"字形。 所述緊固件為"工"字狀，且與池體托架契合地封壓住微流池。 所述推壓件橫截面呈"門(mén)"形。 所述微流池由耐腐蝕的彈性材料(如軟質(zhì)PVC、彈性硅膠等)制成的三通道微流 池。 所述位移機(jī)構(gòu)由導(dǎo)槽、匹配于導(dǎo)槽的導(dǎo)軌、緊固導(dǎo)軌的定位銷(xiāo)或定位螺栓及導(dǎo)軌
上的拉稈構(gòu)成，微流池承載單元與該導(dǎo)軌對(duì)應(yīng)固定連接。 本實(shí)用新型具有積極有益的效果 1.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精巧，定位準(zhǔn)確水平定位可使生物芯片與微流池上下準(zhǔn)
確對(duì)應(yīng)，微流池承載單元中的自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以使微流池與芯片載臺(tái)上的生物芯片緊密
貼合而不破損芯片，且受力均勻，提高儀器測(cè)定的準(zhǔn)確性及重現(xiàn)性； 2.操作使用(更換芯片)簡(jiǎn)便，不要求實(shí)驗(yàn)人員具有很高的操作技巧； 3.不需更換傳感器本體，僅需更換生物傳感器芯片，而生物傳感器芯片是可以再
生的，因此可以大幅度降低SPR傳感器的使用維護(hù)成本。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利進(jìn)一步說(shuō)明

圖1為一種光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中芯片載臺(tái)的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2中所示的芯片載臺(tái)的側(cè)面視圖； 圖4為圖1所示耦合裝置的側(cè)面視圖； 圖5為一種光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置中微流池承載單元的 正面剖視圖； 圖6為一種微流池的俯視圖； 圖7為一種微流池的立體示意圖； 圖8為一種微流池緊固件的立體示意圖； 圖9為一種推壓件的立體示意圖； 圖10為一種移動(dòng)載臺(tái)的立體示意圖； 圖11為一種支撐架的立體示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1 一種光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，參見(jiàn)圖1至圖11，包括微流池承載單元1、芯片載臺(tái)2、移動(dòng)載臺(tái)3、基座4及支撐架8，在芯片載臺(tái)2的承載面 上的對(duì)應(yīng)部位分別設(shè)有設(shè)有通氣槽15、限位凸臺(tái)13，該芯片載臺(tái)2與活移動(dòng)載臺(tái)3之間以 凸臺(tái)18、凹槽37契合對(duì)接，移動(dòng)載臺(tái)3通過(guò)導(dǎo)軌38活動(dòng)對(duì)接于基座4上的導(dǎo)槽中；支撐架 8固定在基座4上，該支撐架8上設(shè)有調(diào)節(jié)微流池承載單元1位置的位移機(jī)構(gòu)，該位移機(jī)構(gòu) 由導(dǎo)槽39、匹配于導(dǎo)槽39的導(dǎo)軌10、緊固導(dǎo)軌10的定位銷(xiāo)或定位螺栓9及導(dǎo)軌10上的拉 稈11構(gòu)成，微流池承載單元1與該導(dǎo)軌10對(duì)應(yīng)固定連接；生物芯片20置于芯片載臺(tái)1的承 載面上，對(duì)應(yīng)于芯片載臺(tái)2中的傳感器13，傳感器13安置在芯片載臺(tái)2上的傾斜槽14中， 其一端部分突出芯片載臺(tái)的承載面，在芯片載臺(tái)2的內(nèi)側(cè)斜面16上固定有傳感器13的信 號(hào)轉(zhuǎn)接電路板17，所采集的相關(guān)信息通過(guò)傳輸線(xiàn)6送至相應(yīng)的接受機(jī)構(gòu)；微流池承載單元 1包括殼體28、設(shè)置在殼體28內(nèi)的橫截面為近似倒"幾"字形的池體托架23、彈簧22、"工" 字狀緊固件24、橫截面呈"門(mén)"形的推壓件25、一端穿出殼體28頂面的調(diào)節(jié)螺栓26和限制 推壓件25下壓幅度的限位銷(xiāo)27 (帶帽螺栓穿過(guò)推壓件25上的螺孔36螺接于殼體28上)， 由耐腐蝕的彈性PVC材料制成的三通道微流池21嵌合于池體托架23中的安置孔33內(nèi)，池 體托架23通過(guò)彈性支撐22懸掛在殼體28底面窗口的上方，且使微流池21以直線(xiàn)方向進(jìn)、 出殼體28底面窗口 ，所述緊固件24封壓在微流池21上方，即嵌合于池體托架23的凹槽32 中，與池體托架23契合地封壓住微流池20。該緊固件24上設(shè)置有分別與微流池進(jìn)樣口 、出 樣口相對(duì)應(yīng)的通道34、35，以相應(yīng)的導(dǎo)管(圖中未畫(huà)出)通過(guò)該通道34、35分別連通微流池 的進(jìn)樣口 、出樣口 ，該導(dǎo)管對(duì)外穿過(guò)殼體上的側(cè)窗19連通相應(yīng)的進(jìn)樣系統(tǒng)、排樣系統(tǒng)，推壓 件25置于緊固件24之上，該推壓件25對(duì)接于其上方的調(diào)節(jié)螺栓26，所述池體托架23、緊 固件24、推壓件25均與殼體28內(nèi)壁滑動(dòng)配合；調(diào)節(jié)微流池承載單元1中的調(diào)節(jié)螺栓26及 移動(dòng)載臺(tái)3的相對(duì)位置(可通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓5調(diào)節(jié)移動(dòng)載臺(tái)3的位置)，能使微流池21與芯 片載臺(tái)2上的生物芯片20緊密契合。 在需要更換生物芯片20時(shí)，先松開(kāi)微流池承載單元1中的調(diào)整旋鈕12(調(diào)節(jié)螺 栓26連接該調(diào)整旋鈕12)，再松開(kāi)固定螺栓9，向上拉動(dòng)拉桿11，使微流池承載單元1離開(kāi) 芯片載臺(tái)2 —定距離，保持位置不動(dòng)，并旋緊固定螺栓9，固定流池承載單元1的位置，將芯 片載臺(tái)2從移動(dòng)載臺(tái)3上取下，取下需要更換的生物芯片，再將新的生物芯片放置在芯片載 臺(tái)2的承載面上，根據(jù)定位裝置(傳感器13凸出承載面部分和限位凸臺(tái)7構(gòu)成直角定位) 將生物芯片放置到合適的位置，再將芯片載臺(tái)2連同生物芯片重新放置到移動(dòng)載臺(tái)3上，松 開(kāi)固定螺栓9，向下移動(dòng)拉桿ll，將微流池承載單元1放下，旋緊固定螺栓9，旋緊調(diào)整旋鈕 12，使微流池21與芯片載臺(tái)2上的生物芯片20緊密契合。 實(shí)施例2 —種光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，與實(shí)施例1基本相
同，不同之處在于所述移動(dòng)載臺(tái)由橫向移動(dòng)載臺(tái)和縱向移動(dòng)構(gòu)成，兩者之間以凸臺(tái)、凹槽
契合滑動(dòng)對(duì)接，該移動(dòng)載臺(tái)可以帶動(dòng)芯片載臺(tái)進(jìn)行橫向移動(dòng)和縱向移動(dòng)。 實(shí)施例3 —種光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，與實(shí)施例1基本相
同，不同之處在于調(diào)節(jié)微流池承載單元1位置的位移機(jī)構(gòu)與微流池承載單元1之間通過(guò)齒
輪契合傳動(dòng)。
權(quán)利要求一種光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，其特征在于，它包括微流池承載單元(1)、芯片載臺(tái)(2)、移動(dòng)載臺(tái)(3)、基座(4)及支撐架(8)，所述芯片載臺(tái)(1)活動(dòng)對(duì)接在移動(dòng)載臺(tái)(3)之上，移動(dòng)載臺(tái)(3)活動(dòng)對(duì)接于基座(4)上；所述支撐架(8)固定在基座(4)上，其上設(shè)有調(diào)節(jié)微流池承載單元(1)位置的位移機(jī)構(gòu)；所述生物芯片(20)置于芯片載臺(tái)(1)的承載面上，對(duì)應(yīng)于芯片載臺(tái)(2)中的傳感器(13)；所述微流池承載單元(1)包括殼體(28)、設(shè)置在殼體(28)內(nèi)的池體托架(23)、彈性支撐(22)、緊固件(24)、推壓件(25)和一端穿出殼體(28)頂面的調(diào)節(jié)螺栓(26)，微流池(21)嵌合于池體托架(23)中的安置孔內(nèi)，池體托架(23)通過(guò)彈性支撐(22)懸掛在殼體(28)底面窗口的上方，且使微流池(21)以直線(xiàn)方向進(jìn)、出殼體(28)底面窗口，所述緊固件(24)封壓在微流池(21)上方，該緊固件(24)上設(shè)置有分別與微流池進(jìn)樣口、出樣口相對(duì)應(yīng)的、且對(duì)外連通進(jìn)樣系統(tǒng)、排樣系統(tǒng)的通道(34)，推壓件(25)置于緊固件(24)之上，該推壓件(25)對(duì)接于其上方的調(diào)節(jié)螺栓(26)，所述池體托架(23)、緊固件(24)、推壓件(25)均與殼體(28)內(nèi)壁滑動(dòng)配合；調(diào)節(jié)微流池承載單元(1)中的調(diào)節(jié)螺栓(26)及移動(dòng)載臺(tái)(3)的相對(duì)位置，能使微流池(21)與芯片載臺(tái)(2)上的生物芯片(20)緊密契合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，其特征在 于，在所述芯片器載臺(tái)(2)的承載面上設(shè)有通氣槽(15)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，其特征 在于，在所述芯片載臺(tái)(2)的承載面的對(duì)應(yīng)部位設(shè)有限位凸臺(tái)或限位樁(13)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，其特征在 于，所述芯片載臺(tái)(2)與活移動(dòng)載臺(tái)(3)之間以凸臺(tái)(1S)、凹槽(37)契合對(duì)接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，其特征在 于，在所述微流池承載單元(1)中還設(shè)置有限制推壓件(25)下壓幅度的限位銷(xiāo)(27)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，其特征在 于，所述池體托架(23)橫截面為近似倒"幾"字形。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，其特征在 于，所述緊固件(24)為"工"字狀，且與池體托架(23)契合地封壓住微流池(20)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，其特征在 于，所述推壓件(25)橫截面呈"門(mén)"形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，其特征在 于，所述微流池(21)是由耐腐蝕的彈性材料制成的三通道微流池。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置，其特征在 于，所述位移機(jī)構(gòu)由導(dǎo)槽(39)、匹配于導(dǎo)槽(39)的導(dǎo)軌(10)、緊固導(dǎo)軌(10)的定位銷(xiāo)或定 位螺栓(9)及導(dǎo)軌(10)上的拉稈(11)構(gòu)成，微流池承載單元(1)與該導(dǎo)軌(10)對(duì)應(yīng)固定 連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)SPR生物芯片、傳感器與微流池的耦合裝置。其包括微流池承載單元、芯片載臺(tái)、移動(dòng)載臺(tái)、基座及支撐架，芯片載臺(tái)活動(dòng)對(duì)接在移動(dòng)載臺(tái)之上，移動(dòng)載臺(tái)活動(dòng)對(duì)接于基座上；支撐架固定在基座上，其上設(shè)有調(diào)節(jié)微流池承載單元位置的位移機(jī)構(gòu)；生物芯片置于芯片載臺(tái)的承載面上，對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的傳感器；調(diào)節(jié)微流池承載單元和移動(dòng)載臺(tái)的相對(duì)位置，能使微流池與芯片載臺(tái)上的生物芯片緊密契合。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精巧，可使生物芯片與微流池上下對(duì)應(yīng)準(zhǔn)確，自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可使微流池力道均勻的貼合于生物芯片緊密而不破損芯片；芯片更換快速簡(jiǎn)便，無(wú)需很高的操作技巧；僅需更換可再生的生物傳感器芯片，可大大降低SPR傳感器的使用維護(hù)成本。
文檔編號(hào)G01N33/48GK201508359SQ20092008994
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者付崧, 吳昂, 朱娟花, 李偉, 李偉華, 胡建東 申請(qǐng)人:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)