[发明专利]用于通过声波分析流体的传感装置

说明书

一种检测流体中分析物的方法，所述方法包括预先布置包含至少一个SAW传感器(110)的传感装置(100)的步骤，所述或每个SAW传感器(110)包括基板(115)，基板具有包括至少一个压电部分的外表面(115')，布置在所述外表面(115')的所述压电部分上的至少一个发射叉指式换能器(111)，所述发射叉指式换能器(111)布置为响应于输入电信号而发射表面声波，布置在所述外表面(115')上的至少一个反射器电极(112)，所述反射器电极(112)布置成将所述声波向所述发射叉指式换能器(111)反射。然后是以下步骤：在所述基板(115)的所述外表面(115')上和/或在所述或每个发射叉指式换能器(111)上和/或在所述或每个反射器电极(112)上吸附多个探针分子，发送具有各自频率f_i的n个输入电信号到所述发射叉指式换能器(111)，其中i＝1，并且随后由所述或每个发射叉指式换能器(111)传输至少一个表面声波，由所述或每个反射器电极(112)反射所述或每个发射的表面声波，识别所述输入电信号的所述n个频率f_i、对应于产生功率超过预定阈值P_T的表面声波的至少一个共振频率f_r，在所述外表面(115')和/或在所述或每个发射叉指式换能器(111)和/或在所述或每个反射器电极(112)上输送所述流体，通过所述外表面(115')和/或通过所述或每个发射叉指式换能器(111)和/或通过所述或每个反射器电极(112)去除所述流体，验证先前识别的至少一个共振频率f_r的值的可能变化。

技术领域

本发明涉及流体的分析和感兴趣的特定分析物的检测。

特别地，本发明涉及通过纳米结构传感器产生的表面声波检测这些分析物。

现有技术说明

由于过去几十年在微纳米技术即所谓的“微流体”领域，即允许在微米尺度上操纵生物和非生物流体的技术取得的快速技术进步已经成为了极大的兴趣。

事实上，与实验室分析的标准设备相比，通过配备合适的纳米结构传感器的芯片在微流体状态下进行分析具有相当大的优势，因为它允许创建尺寸有限且需要最少操作员干预的全自动系统，此外由于使用了更少量的试剂，同时保持了高灵敏度，提高了方法的效率。所有这些都转化为显著降低的成本、降低方法本身的复杂性以及提高分析工具的便携性。

在M.Agostini、G.Greco和M.Snipers于2018年1月发表的“A Rayleigh SurfaceAcoustic Wave(R-SAW)Resonator Biosensor based on Positive and NegativeReflectors with Sub-Nanomolar Detection limit”中公开了此类装置的实例。该文章的生物传感器对象包括压电基板，在该压电基板上生产能够通过施加射频产生表面声波(SAW)，特别是瑞利型(R-SAW)的金属结构。

他的技术可能对及时诊断领域特别感兴趣，即对患者进行分析的方法，其目的是在早期阶段确定病理的存在。事实上，即使在观察到更严重的症状之前，观察到患者生物体液中浓度发生变化的分子也可能是内脏器官损伤或功能障碍的指示(“生物标志物”)。例如，由于对特定生物标志物的监测，已知识别例如乳腺癌、胰腺癌或前列腺癌等癌症发病的可能性。这些生物标志物浓度的变化通常只能通过复杂的实验室分析来检测，尤其是在疾病的早期阶段。出于这个原因，近年来，学术和工业研究对开发具有高灵敏度、低成本和快速可靠测量的易于使用、便携式、及时诊断系统产生了极大的兴趣。它们的用途不仅限于生物医学领域。事实上，在对感兴趣的分析物进行适当的鉴定后，这些装置还可以用于环境监测和食品中污染物的检测。

然而，在流体分析领域，为了识别特定的分析物，所使用的仪器大多采用光学传感器，这难以集成在小芯片上，而上述声波生物传感器表面的应用仍然是一个开创性的领域研究，并且在这种情况下，没有有效方法的例子。