专利名称：倒插式液相声表面波检测装置及其阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及液相声表面波传感器领域，具体涉及一种倒插式液相声表面波检测装 置及其阵列。
背景技术：
声表面波传感器(SAW传感器)包括在基片上设置的输入叉指换能器(IDT)和输 出叉指换能器，输入电信号被输入叉指换能器转换成一个与传感器表面平行传播的偏振横 波，偏振横波沿基片传输至输出叉指换能器，偏振横波在传输过程中对传感器表面发生的 特异性生物反应非常敏感，声波穿过敏感区域，其传播速度、振幅、相位会发生相应改变。变 化后的声波信号再通过输出叉指换能器转换为电信号。输入和输出电信号频率或相位的 改变，与传感器表面液体性质(质量、粘度、密度等)的变化相关联。因此，通过声表面波传 感器可实现检测固定在输入和输出叉指换能器间的检测区域的相关生物分子(如抗原抗 体，酶，核酸等)的反应。现有技术的生物分子反应检测中，声表面波传感器的检测区域采用1)微流控进 液，2)直接在检测区域滴加检测液样的方式进行生物分子反应检测，第一种方式的优点是 方便进样与洗样，且检测连续，但是由于液体流动扰动了灵敏的传感器信号，要求液体流速 要非常低，但这难以控制且不能做到稳定。而且液体流动会影响生物分子之间结合反应的 动力学特征，可能破坏检测结果的真实性。第二种进样方式虽然液样稳定，但是液体滴加 的量需要每次一样，而且覆盖传感器表面的面积也要一样，才能确保检测的可重复性，因而 增大加样操作困难，洗样不方便；由于液样没有作封闭处理，滴加的样本在一定的温控系统 下，温度较高时，容易挥发干燥，使检测不能进行。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明公开了倒插式液相声表面波检测装置，将反 应液加样入反应池，将进行电路防水处理的声表面波传感器基片竖直插入反应池进行反应 液检测，降低传统声表面波传感器因反应液添加不均、反应液溶液挥发、以及反应液流动而 引起的实验检测信号误差，提高了实验重复操作的检测精度。而且每一基片采用双通道检 测结构，其中参比叉指换能器对用于消除液体环境的非特异干扰，保证检测的准确性。本发明的目的是这样实现的倒插式液相声表面波检测装置，包括基片和反应池； 所述基片设置有由输入叉指换能器与输出叉指换能器组成的至少一对叉指换能器，在输入 叉指换能器与输出叉指换能器及其引线区域设置有防水隔离层；所述基片插入反应池，使 检测区域浸入反应池内。进一步，所述基片竖直插入反应池；进一步，所述基片上端安装有悬挂件，使基片悬挂式浸入反应池；进一步，所述悬挂件与基片上端粘贴，当基片插入反应池后，悬挂件下表面与反应 池边缘上表面接触；
进一步，输入叉指换能器的引线上端用于与外部信号发生采集器的信号源输出端 连接；进一步，输出叉指换能器的引线上端用于与外部信号发生采集器的信号采集端连 接；进一步，所述反应池为聚丙烯材质反应池。还公开了采用倒插式液相声表面波检测装置的阵列，所述阵列由两个以上倒插式 液相声表面波检测装置组成。本发明的有益效果是本发明采用固定大小的反应池承载反应液，在重复实验中 容易确保注入液样量的一致性，克服了传统平铺式声表面波传感器在检测区域滴液进行检 测，难以保证重复实验中滴液量的一致性的问题；本发明的基片竖直插入反应池构成封闭 反应区域，液样无法挥发，克服了平铺声表面波传感器滴液检测中，液样容易挥发的缺点。与现有声表面波传感器通过微流控进液来检测相比，本发明采用静置封闭反应结 构，克服了液体流动所带来的声波信号干扰。将倒插式液相声表面波检测装置呈阵列式排列，可实现多种检测液样的同时检 测。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述图1示出了倒插式液相声表面波检测装置的基片；图2示出了带有悬挂件以及粘接有PCB电路板的基片；图3示出了反应池；图4示出了倒插式液相声表面波检测装置；图5示出了倒插式液相声表面波检测装置阵列。
具体实施例方式以下将对本发明的优选实施例进行详细地描述。本发明公开了一种倒插式液相声表面波检测装置，包括基片6和反应池8 ；如图1 所示，基片6设置有两对叉指换能器，一对为参比叉指换能器对2，另一对为检测叉指换能 器对3 ；两对叉指换能器中间部位为检测区域1 ；检测叉指换能器对3中间镀有金膜，用于 固定生物分子。除输入叉指换能器与输出叉指换能器间的检测区域1外，输入叉指换能器与输出 叉指换能器及其引线区域4镀有SiO2防水隔离层，用于防止叉指换能器在液体中短路，检 测叉指换能器对3间的金膜未覆盖SiO2防水隔离层，与液体充分接触，稳定地检测生物反 应；如图2所示，输入叉指换能器的引线上端5包括参比叉指换能器对与检测叉指换 能器对的输入端引线上端；输出叉指换能器的引线上端10包括参比叉指换能器对与检测 叉指换能器对的输出端引线上端；参比叉指换能器对与检测叉指换能器对的输入端引线上 端通过PCB电路板上的同一的SMA接头9与信号发生采集器的信号源输出端连接，参比叉指换能器对与检测叉指换能器对的输出端引线上端分别通过PCB电路板上各自对应的另 外两个SMA接头9与信号采集器的不同信号采集端连接；以此方式采集传感器参比叉指换 能器和检测叉指换能器通道的信号变化，通过频率/相位的变化可直接反应传感器芯片表 面质量负载的变化，处理后的数据保存成数据文件进行记录，同时在显示器上显示实时检 测结果。本发明的信号发生采集器采用NI PXI系统。基片6上端安装有悬挂件7，悬挂件7与基片6上端粘贴，基片6插入反应池8后， 悬挂件7下端面与反应池8上表面接触，使基片悬挂式浸入反应池8，基片检测区域1浸入 反应池内。图3示出了反应池8结构，反应池8为医用聚丙烯材料制成，即PCR管或EP管使 用的材质。特点是导热性能好，耐酸耐碱防腐蚀，不与生物分子发生非特异性结合。整个检 测池容积为几百微升级，用于检测的体积只需浸没传感器检测区域即可，约几十微升级。反 应池8为一次性用品。反应池8内可安装温控设备，选用温度范围22_70°C，精度达士0. 3°C的温控设备。 温控设备能够覆盖一般的生物学反应温度，例如抗原抗体反应，各种酶的最适反应活性温 度，核酸杂交反应温度等。由于有温度的变化，更适合生物学反应条件，缩短反应时间。增 加生物学反应类型及应用范围。对反应池进行温度控制，避免了直接对传感器芯片进行加 热，不会对基片造成伤害。如图4所示，将反应池8的槽内注入实验液样，将基片6倒插入反应池8槽内，形 成倒插式液相声表面波检测装置。本发明采用固定大小的反应池8承载反应液，在重复实验中容易确保了注入液样 量的一致性，克服了传统平铺式声表面波传感器在检测区域滴液进行检测，难以保证重复 实验中滴液量的一致性的问题；本发明的基片竖直插入反应池8构成封闭反应区域，液样 无法挥发，克服了平铺声表面波传感器滴液检测中，液样容易挥发的缺点。 与现有声表面波传感器通过微流控进液来检测相比，本发明采用静置封闭反应结 构，克服了液体流动所带来的声波信号干扰。如图5所示，本发明的倒插式液相声表面波检测装置还可组成阵列形式，如阵列 包括6个倒插式液相声表面波检测装置，倒插式液相声表面波检测装置沿各自反应池8侧 表面与其它倒插式液相声表面波检测装置矩阵式排列。在抗原抗体反应，各种酶的最适反应活性观测，核酸杂交反应等多用途实验研究 和检测中，根据被检测对象的数目，选取倒插式液相声表面波检测装置阵列中的一个或多 个并列的倒插式液相声表面波检测装置进行同时检测。以上所述仅为本发明的优选并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以 对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修 改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和 变型在内。
权利要求
倒插式液相声表面波检测装置，其特征在于包括基片(6)和反应池(8)；所述基片(6)设置有由输入叉指换能器与输出叉指换能器组成的至少一对叉指换能器，在输入叉指换能器与输出叉指换能器及其引线区域(4)设置有防水隔离层；所述基片(6)插入反应池(8)，使检测区域(1)浸入反应池内。
2.如权利要求1所述的倒插式液相声表面波检测装置，其特征在于所述基片(6)竖 直插入反应池(8)。
3.如权利要求2所述的倒插式液相声表面波检测装置，其特征在于所述基片(6)上 端安装有悬挂件(7)，使基片(6)悬挂式浸入反应池(8)。
4.如权利要求3所述的倒插式液相声表面波检测装置，其特征在于所述悬挂件(7) 与基片(6)上端粘贴，当基片(6)插入反应池(8)后，悬挂件(7)下表面与反应池(8)边缘 上表面接触。
5.如权利要求4所述的倒插式液相声表面波检测装置，其特征在于输入叉指换能器 的引线上端(5)用于与外部信号发生采集器的信号源输出端连接。
6.如权利要求5所述的倒插式液相声表面波检测装置，其特征在于输出叉指换能器 的引线上端(10)用于与外部信号发生采集器的信号采集端连接。
7.如权利要求1所述的倒插式液相声表面波检测装置，其特征在于所述反应池(6) 为聚丙烯材质反应池。
8.采用如权利要求1至7任一项所述的倒插式液相声表面波检测装置的阵列，其特征 在于所述阵列由两个以上倒插式液相声表面波检测装置组成。
全文摘要
本发明公开了一种倒插式液相声表面波检测装置，包括基片和反应池；基片设置有至少一对叉指换能器，在输入叉指换能器与输出叉指换能器及其引线区域设置有防水隔离层；所述基片竖直插入反应池，使检测区域浸入反应池内；本发明采用固定大小的反应池承载反应液，在重复实验中确保注入液样量一致，克服了传统声表面波传感器在检测区域滴液检测难以保证重复实验中滴液量的一致性的问题；基片竖直插入反应池构成封闭反应区域，液样无法挥发，克服了声表面波传感器滴液检测中，液样容易挥发的缺点；与现有声表面波检测装置通过微流控进液来检测相比，本发明的静置封闭反应结构避免液体流动干扰；将倒插式液相声表面波检测装置呈阵列排列，实现多种检测液样的同时检测。
文档编号G01N29/22GK101968464SQ201010292260
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者唱凯, 张可珺, 徐清华, 李发科, 贾双荣, 陈鸣 申请人:中国人民解放军第三军医大学第三附属医院