[发明专利]一种基于生物特异性识别结合的液态金属开关系统

说明书

一种基于生物特异性识别结合的液态金属开关系统，包括前端储存囊、生物特异性识别分子、液态金属微液滴、生物特异性识别分子受体及后端响应器，前端储存囊与前端控制电路相连，前端储存囊内储存液态金属，其表面有供液态金属挤出的小孔，且小孔表面覆盖附着有生物特异性识别分子的薄膜，挤出小孔的液态金属形成表面覆盖有生物特异性识别分子的液态金属微液滴，后端响应器为板结构，板上分布有通透的孔，孔的前部覆盖修饰有生物特异性识别分子受体的薄膜，孔的后部连接需开关控制的电路；本发明可实现在液态环境下电路的开关，同时在保有电路多样性的同时大大减小了系统体积，且可做到精准调控。

技术领域

本发明属于液态金属技术领域，涉及一种液态金属开关，特别涉及一种基于生物特异性识别结合的液态金属开关系统。

背景技术

开关是电路的重要组成部分，通过控制电路的通断来实现电路的不同功能。常见的开关根据原理可分为有行程开关及光电开关。行程开关的原理为机械式接触，而光电开关的原理是光传感器的感应。

植入式医疗器件是未来生物医学发展的重要方向之一，需满足体积小、生物相容性好及能够在液体环境中良好工作的要求，传统的开关大多不具备在这些条件下正常工作的条件。因此，如何找到一种精度高、响应快、体积小且能够在液体环境中正常工作的新型开关系统成为了解决植入式医疗器件发展的重要研究问题之一。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于生物特异性识别结合的液态金属开关系统，在液态金属微液滴表面修饰生物特异性识别分子，利用生物特异性结合的原理，与使液态金属液滴与后端响应器上的受体特异性结合，从而达到选择性开关的效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于生物特异性识别结合的液态金属开关系统，包括前端储存囊1、生物特异性识别分子2、液态金属微液滴3、生物特异性识别分子受体4及后端响应器5，所述前端储存囊1与前端控制电路相连，前端储存囊1内储存液态金属，其表面有供液态金属挤出的小孔，且小孔表面覆盖附着有生物特异性识别分子2的薄膜，挤出小孔的液态金属形成表面覆盖有生物特异性识别分子2的液态金属微液滴3，后端响应器5为板结构，板上分布有通透的孔，孔的前部覆盖修饰有生物特异性识别分子受体4的薄膜，孔的后部连接需开关控制的电路。

所述生物特异性识别分子2一般为抗原，所述生物特异性识别分子受体4为该抗原对应的抗体，这类抗体能够特异性识别并结合抗原。所述抗原及抗体一般为蛋白质，其余可被特异性识别的生物大分子例如核酸等也可应用于本系统中。

所述前端储存囊1采用由聚乙烯等生物相容性好的软材料，呈囊状，其上小孔的直径约为1～100微米，囊厚约10微米；所述液态金属微液滴3直径约为1～100微米，所述后端响应器5为聚乙烯塑料板，厚度约为1～3毫米，后端响应器5上的孔为直径约1～100微米的圆柱形孔，所述附着有生物特异性识别分子2的薄膜厚度约为1微米，所述修饰有生物特异性识别分子受体4的薄膜厚度约为1微米。

所述前端储存囊1上小孔的孔径与后端响应器5上的孔的孔径一致。

所述的液态金属一般是指共晶镓铟合金，由质量分数为75.5％的镓和24.5％的铟组成，其它组分的低熔点金属，如汞、铋，及合金，如镓铟锡合金、铋铟锡合金，也可应用于本开关系统的制作。可通过超声振荡技术使液态金属挤出小孔形成液态金属微液滴3。

所述后端响应器5的不同孔的前端薄膜上所附着的生物特异性识别分子受体4种类可不同。