[发明专利]基于谐振式传感器的生化检测系统及检测方法

说明书

一种基于谐振式传感器的生化检测系统及检测方法。生化检测系统包括：传感芯片组件，包括第一微流体腔和MEMS谐振式传感器芯片，MEMS谐振式传感器芯片的悬臂梁能够吸附流经第一微流体腔的待测物；微流道及驱动组件，用于驱动含待测物的样品液进入传感芯片组件的第一微流体腔，对经过第一微流体腔后流出的样品液进行收集；电路及检测组件，用于接收传感芯片组件的输出信号，并对输出信号进行处理，以获取悬臂梁在吸附待测物前后的频率变化来计算待测物的质量；以及系统控制组件，用于对除系统控制组件外的其余组件进行信号收发控制。本发明还公开了一种基于此生化检测系统的检测方法，能够实现对病原微生物等进行高灵敏、快速检测。

技术领域

本发明涉及生化检测技术领域，尤其涉及一种基于谐振式传感器的生化检测系统及检测方法。

背景技术

生化检测系统是对生物物质敏感，并将生物信息转换为可定量测量信号的仪器。近年来，重大疾病的预警控制、流行性传染病有效控制、食品安全和口岸监测等领域迫切需求高灵敏、高通量、快速生化检测系统。

现有生物检测系统包括传统检测、分子生物学检测和免疫检测。

传统检测方法通过待测物的特性、形态、染色及生化鉴定等确认，常涉及分离培养，一般只能做回顾性诊断，成本和技术要求高，敏感性低，耗时长，有些病毒无法或极难培养。所以传统检测方法不能满足高灵敏、快速检测的要求。

分子生物学方法主要基于聚合酶链式反应(PCR)和基因芯片技术。PCR具有灵敏度高、特异性好等优势，但因其操作过程繁复，需要提取样品的RNA/DNA，并经过数小时的基因扩增才能获得可靠的结果，而且对试剂、检测样本和环境要求较高，试验成本高。基因芯片技术具有高通量、微型化和自动化高等优势，但检测成本高、操作复杂，检测费时，对设备要求高。因此，现有分子生物学方法不能满足高灵敏、快速检测的要求。

免疫检测的基础是抗原、抗体的特异性结合，成熟的技术主要包括胶体金免疫层析、酶联免疫吸附测定(ELISA)、化学免疫发光等。ELISA技术和胶体金免疫层析方法检测灵敏度低，而且ELISA技术和化学免疫发光技术都需要标记，检测流程复杂，周期长，虽然化学免疫发光技术检测灵敏度高，但设备庞大、成本昂贵。

综上所述，这些成熟的生物检测技术存在不同的限制：灵敏度低、操作复杂、检测周期长、费用昂贵等，不能应用于高灵敏、实时快速检测。因此，迫切需求高灵敏、快响应、高通量、操作简单的便携式生化检测系统，具有重要的社会意义和应用价值。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于谐振式传感器的生化检测系统及检测方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

作为本发明的一个方面，提供了一种基于谐振式传感器的生化检测系统，包括传感芯片组件、微流道及驱动组件、电路及检测组件以及系统控制组件，其中：传感芯片组件，包括第一微流体腔和MEMS谐振式传感器芯片，所述MEMS谐振式传感器芯片的悬臂梁能够吸附流经所述第一微流体腔的待测物；微流道及驱动组件，通过流体接口连接至所述传感芯片组件，用于驱动含待测物的样品液进入所述传感芯片组件的第一微流体腔，对经过所述第一微流体腔后流出的样品液进行收集；电路及检测组件，通过电学接口连接至所述传感芯片组件，用于接收所述传感芯片组件的输出信号，并对所述输出信号进行处理，以获取悬臂梁在吸附所述待测物前后的频率变化来计算待测物的质量；系统控制组件，与所述生化检测系统除系统控制组件外的其余组件通过电学接口连接，用于对所述除系统控制组件外的其余组件进行信号收发控制。

其中，所述传感芯片组件还包括第二微流体腔，位于所述第一微流体腔和微流道及驱动组件之间，在所述含待测物的样品液进入所述传感芯片组件的第一微流体腔之前，通过所述第二微流体腔对所述样品液进行预处理。