[实用新型]光电双寻址多通道生化分析仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于光电化学型生化传感芯片的生化分析仪，属于检测装置封装设计领域。

背景技术

光电化学型生化传感芯片是一种具有阵列结构的的新型生化分析器件，具有高通量检测的优势，其中包括多种器件，如光寻址电位传感器(Light addressable potentiometric sensors,LAPS)^[1]、基于CdSe/ZnS纳米颗粒的pH传感器^[2]、光电化学DNA传感器^[3]等^[4]。

光电型生化传感芯片及其测试系统^[5,6]，其中涉及到光电化学型生化传感芯片、光源阵列及其控制模块、三电极电化学测试系统三个主要部分。简要说明如下：

1)光电化学型生化传感芯片采用点阵结构，每一个阵列点上设有一个光电化学型生化传感器，作为芯片的敏感点；该芯片分为两面，一面与光源阵列相邻，接收光源照射；另一面，与三电极电化学测试系统相邻，并浸入电化学测试体系的电解质溶液中。

2)光源阵列为阵列式排布的点光源，点光源的布局与传感器芯片中的敏感点一一对应；光源阵列内各个点光源的波长与光功率，需要根据传感器的设计合理规划；光源阵列的控制模块用于控制各点光源寻址和调制(包括调制信号的波形、强度和频率)。

3)三电极电化学测试系统^[7]，采用经典三电极测试体系(包括工作电极、对电极、参比电极)，以光电化学传感器芯片作为工作电极，Pt丝作为对电 极，Ag/AgCl电极作为参比电极，三个电极全部浸入电解质溶液中；当参比电极上施加适当电压，同时敏感点受到特定光源照射时，工作电极和对电极间将形成测量电流，且电流大小与被测物质的种类和浓度相关。

光电化学型传感芯片具有高通量、快速、在线、高灵敏的潜在优势^[5,6]，然而现有的电化学测试体系仍为传统电化学测试体系，无法满足阵列式光电化学传感芯片中敏感点的寻址、光激发与电测控的多方面需求，因此光电化学性传感芯片的上述潜在优势仅限于科研领域，无法在实际应用领域得以充分施展。

针对光电化学传感芯片在寻址、高通量、快速检测方面的技术问题，国内外均开展了大量研究工作提出了多种解决方案，如：基于LAPS的pH值图像传感器检测系统^[8]、多离子浓度检测与呈像系统^[9]等；针对于光源寻址问题，目前主要有光源阵列寻址^[9]和点光源移动扫描^[7]两种方式。然而，对大规模的传感芯片阵列，这两种寻址方法均存在弊端：对于阵列寻址方式，光源阵列的规模必须随着传感芯片同时扩大，从而增加了系统成本；对扫描的方式，阵列规模的增加将引起检测时间的延长，不利于发挥光电化学传感芯片高通量、快速检测的优势。针对现有检测装置存在的问题，本实用新型专利申请提出了基于均匀光束和多通道并行采集技术的“光电双寻址多通道生化分析仪”设计方案。

参考文献：

[1]D.G.Hafeman,J.W.Parce,H.M.Mcconnell.Light addressable potentionmetric sensor for biochemical systems[J].Science,1988,240：1182

[2]Christian Stoll,Stefan Kudera,Wolfgang J.Parak,Fred Lisdat.Quantum Dots on Gold:Electrodes For Photoswitchable Cytochrome c  Electrochemistry.2006,2(2):741-743

[3]吴一萍,郭良宏.DNA损伤的光电化学传感器检测,化学进展,2014,26(1):1-9

[4]赵伟伟，马征远，徐静娟，陈洪渊。光电化学免疫分析研究进展，科学通报，2014，02，122-132

[5]王光丽,徐静娟,陈洪渊.光电化学传感器的研究进展,中国科学B辑:化学,2009,39(11):1336-1347.

[6]彭芳,朱德荣,司士辉,肖辉.光电化学型半导体生物传感器,化学进展,2008,20(4):586-593

[7]吴守国，袁倬斌.电分析化学原理，中国科学技术大学出版社，2006年4月.