[实用新型]检测幽门螺杆菌传感器

说明书

本实用新型属于传感器，特别是检测尿酶的场效应传感器。

自1983年Warren及Marshall发现幽门螺杆菌(HelicobacterPylori，Hp)以来，在过去的十多年中有关HP及HP与胃肠道疾病之间的关系的研究不断在深入，形成了研究热点。在1997年5月第二次在广州召开幽门螺杆菌全国会议和1997年8月新加坡召开的幽门杆菌亚太地区共识会对HP的诊断及各种方法的评价取得了初步一致的意见。广州会议提出了HP诊断的科研诊断标准和临床诊断标准。科研诊断标准有：(1)细菌培养阳性；(2)细菌培养阴性，但组织染色有大量典型细菌，或织织染色有少量典型或大量不典型细菌则要加上UBT(¹³C或¹⁴C尿素呼吸试验)，快速尿酶，PCR，血清四项任何一种；(3)UBT，快速尿酶，PCR，血渍四项中二项阳性；(4)原位鉴定技术，加组织染色，快速尿酶，血清学、PCR任何一种。

临床诊断标准有：(1)细菌培养阳性。(2)组织染色大量典型菌。组织染色，快速尿酶试验、UBT、PCR四项中任何二项阳性。亚太共识会认为快速尿酶试验是做胃内镜检查时的首选，其特异性高，不必做组织染色，但要取粘膜组织备用。这种方法可节省染色费用，值得考虑。血清学方法，假阳性和阴性率均很高，不适于临床应用。

PCR方法灵敏度高，但易出现假阳性，最好的方法是¹³C或¹⁴C尿素呼吸试法(UBT)，¹⁴C尿酶UBT有放射性，¹³C尿酶-UBT更安全，这两种方法都需要昂贵的仪器设备和有特定的核素标本处理方法，一般医疗单位不易进行。另外任何抗生素及PPT在停药4周内会产生假阴性。

尿素酶试验是基于幽门螺杆菌可以产生尿素酶，分解胃中微量尿素(正常浓度3-4mM)产生氨和二氧化碳，使局部的pH值升高，中和胃酸导致细菌定值致病的原理，Marshall设计了快速尿素酶试验，用于胃镜检查中诊断螺杆菌感染。这种方法是配制一种含有尿素、pH指示剂(酚红)和防腐剂试剂。试剂在酸性条件下(pH值小于6.8，试剂呈黄褐色。当活性组织Hp菌的尿素酶分解尿素后产生氨，使试剂变成碱性(pH值大于8.4)，酚红由黄变成红紫红色。分辨颜色可以确定是否阳性。进一步发展有的把尿素酶试剂制成半固体琼脂凝胶；有的把液体试剂制成尿素酶试纸；还有将尿素酶试剂直接地从胃镜导管喷洒观察胃粘膜颜色变化的。

本实用新型的目的是提出一种检测幽门螺杆菌传感器。这是基于消化道受幽门螺杆菌感染，在胃粘膜上将产生尿素酶的原理，设计一种新型的生物敏场效应管，专门检测尿素酶。若有尿素酶存在就意味着受幽门螺杆菌的感染。

本实用新型的主要特点是在离子敏场效应的栅极表面固定尿素敏感层。

本实用新型采用了与常规技术相反的思路，将尿素敏感层形成在SiN表面上，可以快速检测出尿素酶，并检测出幽门螺杆菌的存在。

图1示出检测幽门螺杆菌传感器芯片的结构示意图。图1中1为参比电极、2为密封胶、3为源极和漏级引线、4为钝化层、5为Si₃N₄膜、6为SiO₂、7为P⁺隔离区、8尿素敏感层。

图2是传感器封装结构图。图2中21为传感器芯片、22为塑料管的小孔、23为传感器电极引线、24为参比电极液接面、25为参比电极引线、26为密封胶、27为Ag/AgCl丝、28为参比电极盐桥、29为医用塑料管。

一般的酶生物传感器是将酶固定在Si₃N₄表面，如固定尿素酶测量尿素。而这种新型传感器固定尿素，通过识别尿素酶的存在来检测幽门螺杆菌。这是一种与常规酶生物传感器技术逆向的处理技术。固定化办法是选用尿素作为敏感材料，固定化方法采用聚丙烯酰胺或聚氯乙烯(PVC)为载体的特殊包埋法，由于尿素有较强的水溶性，在包埋前，对尿素分进行一定的处理。将配有一定浓度的尿素溶液固定在离子敏场效应管的栅极表面，形成对尿素酶敏感的薄膜8。当传感器接触到尿素酶时，会产生以下反应：