[发明专利]微型化智能便携式直接免疫的电化学检测装置及检测方法有效
申请号: | 202010982902.5 | 申请日: | 2020-09-17 |
公开(公告)号: | CN112098479B | 公开(公告)日: | 2022-09-02 |
发明(设计)人: | 邢宇;蔡新霞;刘军涛;张禹;孙帅;王杨;明涛;罗金平 | 申请(专利权)人: | 中国科学院空天信息创新研究院 |
主分类号: | G01N27/26 | 分类号: | G01N27/26;G01N27/327;B01L3/00;G01N33/543;G05B15/02 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 任岩 |
地址: | 100190 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 微型 智能 便携式 直接 免疫 电化学 检测 装置 方法 | ||
1.一种微型化智能便携式直接免疫的电化学检测装置,包括:
微流控纸芯片电化学免疫传感器,包括微流控纸芯片和传感器接口,用于将生物标志物浓度转换为可供检测的电信号;以及
智能便携式电化学仪表,包括手机应用程序和外部电路,其中,手机应用程序用于控制电化学检测的开始与终止和最终结果的展示;外部电路用于完成电化学检测功能;
其中,所述微流控纸芯片包括底层和设置在底层的上层,底层上设有工作电极,上层上设有参比电极和对电极,所述工作电极上修饰有纳米材料及生物识别分子,所述纳米材料为氨基化石墨烯/硫堇/纳米金/壳聚糖,所述生物识别分子包括抗体或适配体;
所述传感器接口由3D打印的外壳、弹簧、连接铁丝、对准标记、单排排针、柔性PCB板和接触焊点组成,其中,所述外壳包括:第一夹子、第二夹子、第三夹子;
第三夹子,作为基板,用于承接拔出接口时单排排针所产生的力,并固定微流控纸芯片;
第二夹子,与第三夹子形成夹子结构,用于夹住微流控纸芯片;
柔性PCB板,其上设有用于和微流控纸芯片三电极接触的接触焊点,设置在第三夹子和第二夹子中间;
排针,设置在第三夹子上,排针一端与柔性PCB板连接,另一端可通过抽插的方式与外部电路的电化学检测模块连接;
第一夹子,第一夹子设置在排针上方,与第三夹子共同起到固定排针的作用;以及
连接铁丝将第一夹子和第二夹子连接为一体;
所述外部电路包括中央控制模块、电化学检测模块、OTG接口、温度检测模块和电压转换模块,其中:
所述中央控制模块,用于产生多通道电化学检测算法;
所述电化学检测模块,用于对所述微流控纸芯片进行电化学检测;
所述温度检测模块,用于对环境温度进行检测,从而对检测结果进行补偿;
所述OTG接口,用于手机和外部电路间的供电和数据传输;以及
所述电压转换模块,用于对手机OTG输出电压进行变压以满足不同电压需求。
2.根据权利要求1所述的电化学检测装置,其特征在于,
所述手机应用程序包括:
标定模块,用于对不同生物标志物计算参数进行测试与设置,相关参数保存在手机本地;以及
测试模块,用于对待测样本生物标志物浓度进行电化学测试,得到生物标志物浓度并显示在手机屏幕上。
3.一种电化学检测方法,采用如权利要求1至2任一项所述的电化学检测装置,包括:
打开手机应用程序,将外部电路与手机连接;
在微流控纸芯片电化学免疫传感器上滴加检测样本,直至微流控纸芯片孵育完全;
在手机应用程序中选定检测物质,点击程序运行,手机发送测试信号至外部电路的电化学检测模块,开始检测;
外部电路的中央控制模块将数据实时传回给手机并保存在手机上;
检测结束后通过手机应用程序终止检测,完成该电化学检测。
4.根据权利要求3所述的电化学检测方法,其特征在于,
所述电化学检测方法还包括先将微流控纸芯片进行校准后再进行滴加检测样本检测。
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