专利名称：光学spr生物芯片、传感器与微流池的耦合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学SPR生物传感技术领域，具体涉及一种光学SPR生物芯片、传 感器与微流池的耦合装置。
背景技术：
自从Nylander和GILiedberg于1982年首次将表面等离子体共振(SPR)传感技 术用于气体检测和生物传感器中，20多年来，SPR传感技术在实现方式、仪器开发和应用领 域拓展上都获得了飞速的发展。SPR生物传感器的机理是将生物分子的识别膜固定在SPR 传感器Au膜表面，分子识别膜捕捉被测的分析物，导致传感器Au膜表面的折射率变化，因 此无需标记分子就可直接进行测试，实现非破坏性的实时在线检测。它是将高灵敏度的表 面等离子体传感技术与低能量消耗的光纤传输技术有机结合的产物，能够对传感器表面待 测样品的微小变化作出灵敏的响应，适用于研究传感器表面敏感层中物质与样品溶液的生 物及化学反应，从而定量测定样品溶液中的微量生物和化学物质。近年来，光学SPR生物分 析仪的便携化和微型化是一个新兴的研究热点，已研制的便携式光学SPR生物分析仪均需 要整体更换光学SPR生物传感器。光学SPR生物传感器由一套光学检测系统和生物传感器 本体构成，生物传感器表面生长了 50nm的Au膜和生物耦联膜。生物传感器表面的50nm金 膜和生物敏感膜是SPR生物传感器的关键，在实际应用中，生物敏感膜受感测次数而功能 退化，不能对被测样品产生正确的信号响应。但现有的SPR生物传感器中的Au膜、生物耦 联膜(生物芯片)与传感器是不可分离的，这时就需要将生物传感器一起更换，而生物传感 器的价格通常很昂贵，整体更换，则换势必增加用户的使用维护成本。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种光学SPR生物芯片、传感器与微流池的 耦合装置，利用本装置可快速方便地更换生物芯片(Au膜、生物耦联膜)，可以大幅度降低 光学SPR传感器的使用维护成本。 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是 —种光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，包括微流池承载单元、芯片 载台、移动载台、基座及支撑架，所述芯片载台活动对接在移动载台之上，移动载台活动对 接于基座上；所述支撑架固定在基座上，该支撑架上设有调节微流池承载单元位置的位移 机构；所述生物芯片置于芯片载台的承载面上，对应于芯片载台中的传感器；所述微流池 承载单元包括壳体、设置在壳体内的池体托架、弹性支撑、紧固件、推压件和一端穿出壳体 顶面的调节螺栓，微流池嵌合于池体托架中的安置孔内，池体托架通过弹性支撑悬挂在壳 体底面窗口的上方，且使微流池以直线方向进、出壳体底面窗口 ，所述紧固件封压在微流池 上方，该紧固件上设置有分别与微流池进样口 、出样口相对应的、且对外连通进样系统、排 样系统的通道，推压件置于紧固件之上，该推压件对接于其上方的调节螺栓，池体托架、紧 固件、推压件均与壳体内壁滑动配合；调节微流池承载单元中的调节螺栓及移动载台的相对位置，能使微流池与芯片载台上的生物芯片紧密契合。 在所述芯片载台的承载面上设有通气槽，易于取放生物芯片。 在所述芯片载台的承载面的对应部位设有限位凸台，一是对生物芯片的限制卡 位，二是限制微流池承载单元的壳体下降幅度，防止生物芯片被壳体砸碎或挤破。 所述芯片载台与活移动载台之间以凸台、凹槽契合对接。 在所述微流池承载单元中还设置有限制推压件下压幅度的限位销，避免微流池过 紧的挤压生物芯片，致其破碎。 所述池体托架横截面为近似倒"几"字形。 所述紧固件为"工"字状，且与池体托架契合地封压住微流池。 所述推压件横截面呈"门"形。 所述微流池由耐腐蚀的弹性材料(如软质PVC、弹性硅胶等)制成的三通道微流 池。 所述位移机构由导槽、匹配于导槽的导轨、紧固导轨的定位销或定位螺栓及导轨
上的拉秆构成，微流池承载单元与该导轨对应固定连接。 本实用新型具有积极有益的效果 1.本实用新型结构设计精巧，定位准确水平定位可使生物芯片与微流池上下准
确对应，微流池承载单元中的自适应调节机构可以使微流池与芯片载台上的生物芯片紧密
贴合而不破损芯片，且受力均匀，提高仪器测定的准确性及重现性； 2.操作使用(更换芯片)简便，不要求实验人员具有很高的操作技巧； 3.不需更换传感器本体，仅需更换生物传感器芯片，而生物传感器芯片是可以再
生的，因此可以大幅度降低SPR传感器的使用维护成本。
以下结合附图和实施例对本实用新型专利进一步说明
图1为一种光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置的立体结构示意图； 图2为图1中芯片载台的立体结构示意图； 图3为图2中所示的芯片载台的侧面视图； 图4为图1所示耦合装置的侧面视图； 图5为一种光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置中微流池承载单元的 正面剖视图； 图6为一种微流池的俯视图； 图7为一种微流池的立体示意图； 图8为一种微流池紧固件的立体示意图； 图9为一种推压件的立体示意图； 图10为一种移动载台的立体示意图； 图11为一种支撑架的立体示意图。
具体实施方式实施例1 一种光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，参见图1至图11，包括微流池承载单元1、芯片载台2、移动载台3、基座4及支撑架8，在芯片载台2的承载面 上的对应部位分别设有设有通气槽15、限位凸台13，该芯片载台2与活移动载台3之间以 凸台18、凹槽37契合对接，移动载台3通过导轨38活动对接于基座4上的导槽中；支撑架 8固定在基座4上，该支撑架8上设有调节微流池承载单元1位置的位移机构，该位移机构 由导槽39、匹配于导槽39的导轨10、紧固导轨10的定位销或定位螺栓9及导轨10上的拉 秆11构成，微流池承载单元1与该导轨10对应固定连接；生物芯片20置于芯片载台1的承 载面上，对应于芯片载台2中的传感器13，传感器13安置在芯片载台2上的倾斜槽14中， 其一端部分突出芯片载台的承载面，在芯片载台2的内侧斜面16上固定有传感器13的信 号转接电路板17，所采集的相关信息通过传输线6送至相应的接受机构；微流池承载单元 1包括壳体28、设置在壳体28内的横截面为近似倒"几"字形的池体托架23、弹簧22、"工" 字状紧固件24、横截面呈"门"形的推压件25、一端穿出壳体28顶面的调节螺栓26和限制 推压件25下压幅度的限位销27 (带帽螺栓穿过推压件25上的螺孔36螺接于壳体28上)， 由耐腐蚀的弹性PVC材料制成的三通道微流池21嵌合于池体托架23中的安置孔33内，池 体托架23通过弹性支撑22悬挂在壳体28底面窗口的上方，且使微流池21以直线方向进、 出壳体28底面窗口 ，所述紧固件24封压在微流池21上方，即嵌合于池体托架23的凹槽32 中，与池体托架23契合地封压住微流池20。该紧固件24上设置有分别与微流池进样口 、出 样口相对应的通道34、35，以相应的导管(图中未画出)通过该通道34、35分别连通微流池 的进样口 、出样口 ，该导管对外穿过壳体上的侧窗19连通相应的进样系统、排样系统，推压 件25置于紧固件24之上，该推压件25对接于其上方的调节螺栓26，所述池体托架23、紧 固件24、推压件25均与壳体28内壁滑动配合；调节微流池承载单元1中的调节螺栓26及 移动载台3的相对位置(可通过调节螺栓5调节移动载台3的位置)，能使微流池21与芯 片载台2上的生物芯片20紧密契合。 在需要更换生物芯片20时，先松开微流池承载单元1中的调整旋钮12(调节螺 栓26连接该调整旋钮12)，再松开固定螺栓9，向上拉动拉杆11，使微流池承载单元1离开 芯片载台2 —定距离，保持位置不动，并旋紧固定螺栓9，固定流池承载单元1的位置，将芯 片载台2从移动载台3上取下，取下需要更换的生物芯片，再将新的生物芯片放置在芯片载 台2的承载面上，根据定位装置(传感器13凸出承载面部分和限位凸台7构成直角定位) 将生物芯片放置到合适的位置，再将芯片载台2连同生物芯片重新放置到移动载台3上，松 开固定螺栓9，向下移动拉杆ll，将微流池承载单元1放下，旋紧固定螺栓9，旋紧调整旋钮 12，使微流池21与芯片载台2上的生物芯片20紧密契合。 实施例2 —种光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，与实施例1基本相
同，不同之处在于所述移动载台由横向移动载台和纵向移动构成，两者之间以凸台、凹槽
契合滑动对接，该移动载台可以带动芯片载台进行横向移动和纵向移动。 实施例3 —种光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，与实施例1基本相
同，不同之处在于调节微流池承载单元1位置的位移机构与微流池承载单元1之间通过齿
轮契合传动。
权利要求一种光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，其特征在于，它包括微流池承载单元(1)、芯片载台(2)、移动载台(3)、基座(4)及支撑架(8)，所述芯片载台(1)活动对接在移动载台(3)之上，移动载台(3)活动对接于基座(4)上；所述支撑架(8)固定在基座(4)上，其上设有调节微流池承载单元(1)位置的位移机构；所述生物芯片(20)置于芯片载台(1)的承载面上，对应于芯片载台(2)中的传感器(13)；所述微流池承载单元(1)包括壳体(28)、设置在壳体(28)内的池体托架(23)、弹性支撑(22)、紧固件(24)、推压件(25)和一端穿出壳体(28)顶面的调节螺栓(26)，微流池(21)嵌合于池体托架(23)中的安置孔内，池体托架(23)通过弹性支撑(22)悬挂在壳体(28)底面窗口的上方，且使微流池(21)以直线方向进、出壳体(28)底面窗口，所述紧固件(24)封压在微流池(21)上方，该紧固件(24)上设置有分别与微流池进样口、出样口相对应的、且对外连通进样系统、排样系统的通道(34)，推压件(25)置于紧固件(24)之上，该推压件(25)对接于其上方的调节螺栓(26)，所述池体托架(23)、紧固件(24)、推压件(25)均与壳体(28)内壁滑动配合；调节微流池承载单元(1)中的调节螺栓(26)及移动载台(3)的相对位置，能使微流池(21)与芯片载台(2)上的生物芯片(20)紧密契合。
2. 根据权利要求1所述的光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，其特征在 于，在所述芯片器载台(2)的承载面上设有通气槽(15)。
3. 根据权利要求1或2所述的光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，其特征 在于，在所述芯片载台(2)的承载面的对应部位设有限位凸台或限位桩(13)。
4. 根据权利要求3所述的光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，其特征在 于，所述芯片载台(2)与活移动载台(3)之间以凸台(1S)、凹槽(37)契合对接。
5. 根据权利要求4所述的光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，其特征在 于，在所述微流池承载单元(1)中还设置有限制推压件(25)下压幅度的限位销(27)。
6. 根据权利要求5所述的光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，其特征在 于，所述池体托架(23)横截面为近似倒"几"字形。
7. 根据权利要求6所述的光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，其特征在 于，所述紧固件(24)为"工"字状，且与池体托架(23)契合地封压住微流池(20)。
8. 根据权利要求7所述的光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，其特征在 于，所述推压件(25)横截面呈"门"形。
9. 根据权利要求8所述的光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，其特征在 于，所述微流池(21)是由耐腐蚀的弹性材料制成的三通道微流池。
10. 根据权利要求9所述的光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，其特征在 于，所述位移机构由导槽(39)、匹配于导槽(39)的导轨(10)、紧固导轨(10)的定位销或定 位螺栓(9)及导轨(10)上的拉秆(11)构成，微流池承载单元(1)与该导轨(10)对应固定 连接。
专利摘要本实用新型涉及一种光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置。其包括微流池承载单元、芯片载台、移动载台、基座及支撑架，芯片载台活动对接在移动载台之上，移动载台活动对接于基座上；支撑架固定在基座上，其上设有调节微流池承载单元位置的位移机构；生物芯片置于芯片载台的承载面上，对应于相应的传感器；调节微流池承载单元和移动载台的相对位置，能使微流池与芯片载台上的生物芯片紧密契合。本实用新型结构设计精巧，可使生物芯片与微流池上下对应准确，自适应调节机构可使微流池力道均匀的贴合于生物芯片紧密而不破损芯片；芯片更换快速简便，无需很高的操作技巧；仅需更换可再生的生物传感器芯片，可大大降低SPR传感器的使用维护成本。
文档编号G01N33/48GK201508359SQ20092008994
公开日2010年6月16日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者付崧, 吴昂, 朱娟花, 李伟, 李伟华, 胡建东 申请人:河南农业大学