微生物检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微生物培养和检测领域，具体提供一种微生物检测装置。
【背景技术】
[0002]微生物广泛存在于自然界中。现有技术中所采用的主要检测方法为微生物培养。在培养过程中，样本被放置在培养基成分和培养条件受控的环境中，从而促进微生物生长。目前，市场上存在多种微生物培养装置，这些装置可以在12-48小时内检测出样本中微生物的存在，并且在5天内可以排除存在的任何传染性微生物。此外，通过对样本进行二次培养和试验，这些装置可以再用12-48小时的时间来鉴定微生物的性质。然而，在需要快速得到检测结果的应用场合，上述检测方法所需的时间长度是完全不可接受的。
[0003]国际专利申请W02013096404描述了利用ISFET进行传染性微生物检测的方法。该检测方法能够在一定程度上缩短检测时间，但是也存在一些问题，例如成本高、生物兼容性差、灵敏度低等。
[0004]因此，需要开发一种微生物检测装置，其能够快速准确地检测微生物，并且能够避免现有技术中的上述问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型旨在解决现有技术中存在的上述问题。具体而言，本实用新型旨在解决现有微生物检测方法无法进行实时检测、检测时间过长以及成本高、生物兼容性差、灵敏度低等问题。
[0006]为此目的，本实用新型提供一种微生物检测装置。该微生物检测装置包括:反应室，其用于容纳待检测样本；敏感元件，其与所述反应室连通并且与所述待检测样本接触，用于感测所述待检测样本的PH值变化并根据所述PH值变化产生电荷；以及检测仪，其与所述敏感元件电连通，用于根据所述敏感元件的电荷来确定所述待检测样本中是否存在微生物以及存在何种微生物，其中所述检测仪是有机薄膜场效应晶体管。
[0007]在上述微生物检测装置的优选实施方式中，所述有机薄膜场效应晶体管包括衬底、设置在衬底上的栅极、设置在栅极上的介电层、以及设置在介电层上的源极、漏极和半导体层，并且所述敏感元件采用下列各项设置中的至少一种:所述敏感元件设置在所述衬底上并且与所述栅极电连通或者设置成所述栅极的一部分；所述敏感元件设置成所述介电层的一部分并且与所述栅极、所述源极、所述漏极或所述半导体层电连通；以及所述敏感元件与所述源极、所述漏极或所述半导体层电连通或者设置成所述源极、所述漏极或所述半导体层的一部分。
[0008]在上述微生物检测装置的优选实施方式中，所述反应室设置在所述敏感元件的顶部。
[0009]在上述微生物检测装置的优选实施方式中，所述反应室的体积大小设置成使得单个微生物在所述反应室中的状态改变所导致的PH值变化也能被检测到，并且使得所述反应室既能容纳微生物又能防止更大的哺乳动物细胞进入所述反应室。
[0010]在上述微生物检测装置的优选实施方式中，所述反应室的体积在I微升到I纳升的范围内。
[0011]在上述微生物检测装置的优选实施方式中，所述介电层上还设置有控制器，该控制器用于控制所述有机薄膜场效应晶体管的参数以便适应不同的检测对象和检测需求。
[0012]从上面的描述可以看出，本实用新型充分利用有机薄膜场效应晶体管(organicthin-film transistor, 0TFT)高电子迀移率、高灵敏度的优势来快速检测微生物的行为。具体来说，将样本置于适于样本中微生物生长的条件中，能够实时地快速检测到样本中微生物的指标变化(例如二氧化碳浓度的变化所引起的PH值变化)，从而快速确定样本中是否存在微生物。此外，还可以根据这个数据绘制微生物生长曲线。通过对比获得的生长曲线与已知的标准微生物生长曲线，还可以鉴定样本中的微生物是何种微生物。再者，也可以监测样本成分的添加(如抗生素)所导致的增长率或细胞代谢活动的变化。
[0013]本领域技术人员容易理解的是，由于采用有机薄膜场效应晶体管作为检测仪，本实用新型的检测装置具有多个优势:1)可以实时监测微生物的培养并快速确定微生物是否存在以及微生物的种类；2)自身兼备信号转化和放大功能，便于与后续的信号处理电路集成；3)易于微型化，可以用于制备集成度高、检测功能复杂的芯片；4)利用可溶性的有机半导体、绝缘层材料，可以通过低温印刷工艺加工制备，并有利于选择耐热性差、普适化的衬底材料，从而可以大幅降低成本和生广能耗，提尚生广效率。
【附图说明】
[0014]图1示出了根据本实用新型的微生物检测装置的结构图。
[0015]图2示出了多个根据本实用新型的微生物检测装置集成在一起的示意图。
[0016]图3示出了根据本实用新型的微生物检测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]首先需要说明的是，下面将结合优选实施方式来描述本实用新型的技术方案。但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的技术方案显然不限于所述实施方式中的各种细节。在不偏离本实用新型的原理一即使用OTFT进行微生物检测的前提下，可以对所述实施方式作出各种改变，这些不需要付出任何创造性劳动，因此也将落入本实用新型的保护范围之内。
[0018]具体来说，如图1所示，本实用新型的微生物检测装置230包括:反应室18，其用于容纳培养液10 ;敏感元件11，其与反应室18连通并且与培养液10接触，用于感测培养液10的PH值变化并根据所述PH值变化产生电荷；以及检测仪，其与敏感元件11电连通，用于根据敏感元件11的电荷来确定培养液10中是否存在微生物以及存在何种微生物。根据本实用新型的技术方案，所述检测仪是有机薄膜场效应晶体管一即0TFT。
[0019]更具体地，所述有机薄膜场效应晶体管包括衬底12、设置在衬底上的栅极13、设置在栅极13上的介电层14、以及设置在介电层14上的源极17、漏极16和半导体层19。如图所示，敏感元件11也设置在衬底12上并且与栅极13电连通。应当指出的是，尽管在图1中敏感元件11位于栅极13的右侧，但是这种位置关系仅仅是示例性，本领域技术人员可以根据具体应用对此作出调整，这种调整并不背离本实用新型的原理。类似地，尽管图1中的敏感元件11被示出为位于反应室18的底部，这种位置关系也是示例性的，本领域技术人员可以根据具体应用对此作出调整，只要敏感元件11能够感测到反应室18中的待检测样本一即培养液的PH值变化即可。优选地，所述反应室18可以与敏感元件11集成为单个元件，并且所述敏感元件11可以设置成所述栅极13的一部分一即反应室18直接设置在栅极13的顶部。备选地，所述敏感元件11可以设置成介电层14的一部分(例如其右侧部分)并且与栅极13、源极17、漏极16或半导体层19电连通，或者所述敏感元件11可以与源极17、漏极16或半导体层19电连通或者设置成源极17、漏极16或半导体层19的一部分。总而言之，只要敏感元件11能够感测到反应室18中的待检测样本的PH值变化并能因此使所述有机薄膜场效应晶体管的沟道电流发生变化即可。当然，如图1所示，最优选的设置是敏感元件11设置成栅极13的一部分或者与栅极13电连通，从而通过栅极13来改变所述有机薄膜场效应晶体管的沟道电流。
[0020]此外，敏感元件11的材料可以是金属、也可以是半导体，如娃、二氧化娃。当反应室18中的培养液的PH值发生改变时，会引起分子内电荷的转移，从而引起敏感元件11上的电荷重新分布，根据敏感元件11设置