一种用于体液检测的MEMS芯片及设备的制作方法

文档序号:16084464发布日期:2018-11-27 22:15阅读:234来源:国知局

本实用新型涉及医疗检测领域,尤其涉及一种用于体液样本及时检测的 MEMS芯片及设备。



背景技术:

体液,包括了汗液、血液、尿液、唾液等人体分泌的液体。体液分析在人体检测领域方面有着极大的应用。对患者进行体液检验和分析是医院的常规检验项目之一。目前体液分析主要通过医院的检验部门来完成,很多医院都使用大型分析设备进行相关体液检测。这种检测方式,不仅造成成本较高,而且步骤复杂,从提取体液样本开始到得到检测结果的总时间超过30min。同时,因为等待时间较长,体液内的成分可能发生变化,例如血液中的Fe+2粒子在空气中易被氧化成Fe+3粒子。另外体液样品在传输至检测部门过程中经常会由于震荡等原因造成样本的倾倒、洒出导致与其它样本混合,容易破坏样本的独立性,造成交叉污染,从而增加工作难度和成本的上升,延误检测时间和准确性。

因此,为了解决体液本样本检测时间过长、体液样本温度的改变影响粒子浓度的变化,有必要提出一种新的便携体液检测设备。



技术实现要素:

基于以上技术问题,本实用新型提供一种基于MEMS技术的手持式便携体液检测设备及其MEMS体液及时检测芯片。

一种用于体液检测的MEMS芯片,其特征在于:所述MEMS芯片包括衬底,设置在所述衬底上的检测区域和参比区域,所述检测区域包括检测电极、包围所述检测电极的敏感膜,所述敏感膜附着有体液检测材料;所述参比区域包括参比电极。

进一步地,还包括位于所述衬底下方的加热芯片,所述加热芯片用于维持所述体液的温度。

进一步地,还包括与手持式设备相连的第一电极和第二电极,所述第一电极和第二电极形成在所述衬底上,与所述检测区域和所述参比区域电连接。

进一步地,还包括横梁结构,所述横梁结构用于分隔所述检测区域、所述参比区域与所述第一电极和所述第二电极所在区域,以阻挡液体流入所述第一电极和所述第二电极所在区域。

进一步地,所述横梁的材质为聚对二甲苯、二氧化硅或氮化硅。

进一步地,所述体液检测材料为酶。

进一步地,所述衬底和所述加热芯片之间还包括中间层。

进一步地,所述中间层为氮化硅或氧化硅。

进一步地,所述衬底为氮化镓、砷化镓、石英、硅或聚酰亚胺。

本实用新型还提出一种用于体液检测的设备,包括本实用新型所提出的 MEMS体液检测芯片。

本实用新型提出一种新颖的MEMS体液检测芯片,有效克服了现有技术中体液检测等待时间长、体液样本温度的改变影响粒子浓度的变化等技术问题,本实用新型检测芯片采用MEMS工艺制备,具有结构简单、成本低廉的显著优势。

附图说明

图1为本实用新型的体液检测流程示意图;

图2为本实用新型的MEMS及时检测芯片俯视图;

图3为本实用新型的MEMS及时检测芯片剖面视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明,使本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图,重点在于示出本实用新型的主旨。

本实用新型提出了一种能够及时检测人体体液的检测系统和检测芯片。本实用新型的具体的检测过程如图1所示。

本实用新型中的人体体液检测方法,大致包含如下几个步骤:S100,采集体液样本;S200,体液样本与MEMS及时检测芯片接触;S300,MEMS及时检测芯片与手持式设备相连;S400,得到检测结果。

本实用新型主要改进在于设计MEMS及时检测芯片,因此下面对MEMS及时检测芯片进行详细介绍。

如图2和图3所示:图2为本实用新型的MEMS及时检测芯片的俯视图,图3为本实用新型的MEMS及时检测芯片的剖面视图。MEMS及时检测芯片包括参比区域和检测区域,分别包括参比电极1,可采用金、铂等不活泼的材质以防止与体液发生反应、检测电极2,可采用金、铂、铜、镍、银等材质;敏感膜3,敏感膜3上附着一层体液检测材料,比如酶材料,对不同检测的粒子采取不同的酶材料,比如:针对葡萄糖的检测,可以采用葡萄糖氧化酶,又例如针对尿素的检测则可以采用尿素酶;覆盖了保护层的第一导线4、第二导线5,第一导线 4、第二导线5分别使用与检测电极和参比电极相同的材质即可;与手持式设备相连的第一电极6、第二电极7,分别使用与检测电极和参比电极相同的材质即可;第一电极6、第二电极7,分别通过第一导线4、第二导线5与参比区域和检测区域相电连接;衬底8,可用氮化镓、砷化镓、石英、硅、聚酰亚胺等材料;横梁9,用来阻挡体液流到第一电极6、第二电极7,横梁9可用聚对二甲苯、二氧化硅、氮化硅等不易与体液中粒子发生反应的物质;在衬底下方的MEMS加热芯片10;中间膜12,用来连接衬底与上层结构,可用氮化硅、二氧化硅。

本MEMS及时检测芯片的原理是当体液经流道流过芯片时,敏感膜3起到与特定粒子发生化学反应的作用,例如葡萄糖氧化酶会与葡萄糖发生反应生成过氧化氢(H2O2)。这时,检测电极2就可以测得生成的H2O2并形成相应的信号并转换成电信号。参比电极1则作为电位参考,不与体液物质发生反应从而保证其电位值为0。通过测量检测电极2与参比电极1之间的电势即可推算出体液中葡萄糖的浓度。整个反应测量过程持续不到2min。而MEMS加热芯片10则可通过将体液样本维持在人体温度,以防止有些粒子因温度/上升下降产生浓度的改变影响测量的结果,例如Ca+在低温下会与蛋白质结合形成蛋白质结合钙,导致浓度下降。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于本申请的方法实施例而言,由于其与装置实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见装置实施例的部分说明即可。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已,本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1