一种实现溶液中待测物聚集的控制和检测的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种实现待测物聚集的方法，其特征在于，应用于包括压电谐振器件的系统中，该方法包括：A、设置一作用于所述溶液以形成流体力学驻点的压电谐振器；B、通过控制所述压电谐振器件的电控参数，以使所述溶液于一位置形成所述流体力学驻点，所述待测物于该驻点处聚集。由上，本发明专利技术克服了现有技术中由于溶液中的质量传输限制以及物质间相互作用中的亲和力限制造成的检测不灵敏的缺陷，有利于实现对待测物的高灵敏度检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物传感器领域，特别是指一种实现溶液中待测物聚集的控制和检测的方法及装置。
技术介绍
随着科学技术不断向微观尺度的发展，实现对生物分子的相互作用的监测在医疗诊断、药物研发、环境监测等领域起着至关重要的作用。当前，对极低浓度下的微量样品实现高灵敏度、快速地检测已成为相关领域的发展趋势。因此，人们陆续研发出各种基于新颖的传感机理的微纳器件，比如纳米线传感器和微纳机电传感器等。由于这些器件体积微小，消耗样品量少，另外其表体比很高，在传感过程中具有很高的信噪比，这对低浓度及微量样本检测具有十分重要的作用。然而尽管基于不同传感机理的传感器件层出不穷，但是在液体传感中依旧存在两个不可忽视的限制：质量传输限制以及物质间相互作用中的亲和力限制。在几乎所有的基于固液界面的传感中，待测物需要从溶液中运动到传感界面后才能与已经修饰在界面上作为探针的物质结合。在溶液中，这一过程中的动力学速度受限于待测物在溶液中的对流以及扩散能力，也就是所谓的质量传输限制；而在界面上，这一过程中的动力学速度受限于待测物与界面上探针物质的结合能力，也就是所谓的亲和力限制，由于存在上述两种限制，极大的降低了对低浓度下的待测物检测的灵敏度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供了一种实现溶液中待测物聚集的控制和检测的方法及装置，为克服现有技术中由于溶液中的质
量传输限制以及物质间相互作用中的亲和力限制造成的检测不灵敏的缺陷，通过设置一压电谐振器，并通过控制所述压电谐振器件的电控参数，以使所述溶液于一位置形成所述流体力学驻点，所述待测物于该驻点处聚集，有利于实现对待测物的高灵敏度检测。本专利技术提供一种实现溶液中待测物聚集的控制方法，包括：A、设置一作用于所述溶液以形成流体力学驻点的谐振器件；B、通过控制所述谐振器件的电控参数，以使所述溶液于至少一位置形成所述流体力学驻点，所述待测物向该驻点聚集形成聚集区。由上，通过设置于溶液中一谐振器件并控制该谐振器件的电控参数，以克服现有技术中由于溶液中的质量传输限制以及物质间相互作用中的亲和力限制，使得该溶液中的待测物于驻点处聚集，有利于对溶液中的低浓度的待测物进行检测。本专利技术还提供一种实现溶液中待测物的检测方法，包括：A、设置一作用于所述溶液以形成流体力学驻点的谐振器件；B、通过控制所述谐振器件的电控参数，以使所述溶液于至少一位置形成所述流体力学驻点，所述待测物向该驻点聚集形成聚集区；C、于所述聚集区位置对所述待测物进行检测。由上，通过设置于溶液中一谐振器件并控制该谐振器件的电控参数，以克服现有技术中由于溶液中的质量传输限制以及物质间相互作用中的亲和力限制，使得该溶液中的待测物于驻点处聚集，并进一步对聚集后的待测物进行检测，提高了对低浓度的待测物的检测浓度。优选地，步骤B和C之间还包括：通过确定出所述流体力学驻点位置来确定出聚集区位置的步骤。由上，对驻点位置的确定有利于快速且有效的检测待测物。优选地，所述确定出所述流体力学驻点位置的步骤包括：对所述谐振器件周围溶液通过显微镜方法、全息摄影方法、共聚焦显微方法、粒子追踪方法、或激光-超声旋涡测量方法观测确定出所述流体力学驻点位置。优选地，所述方法还包括：预先设置对所述待测物进行检测的预期聚集区位置；控制所述谐振器件的电控参数，使形成的所述流体力学驻点位置匹配所述预期聚集区位置对应的预期驻点位置。由上，通过控制谐振器件的电控参数，控制驻点的位置，有利于快速且有效的检测待测物。优选地，步骤B通过至少以下参数之一控制所述形成聚集区的位置和/或大小：所述谐振器件尺寸、所述电控参数中的谐振频率、施加功率、品质因数、所述溶液的边界、体积。由上，通过多种参数控制，有利于更好地控制聚集区的位置和/或大小。优选地，步骤B通过至少以下参数之一控制所述待测物向该驻点聚集形成聚集区的聚集效率和/或浓度：所述电控参数中的谐振频率、施加功率、品质因数。优选地，所述溶液中待测物包括但不限于至少以下之一：生物化学分子、蛋白、细胞组织或微纳米小球、磁珠。本专利技术还一种实现溶液中待测物检测的装置，包括：谐振器件，与谐振器件电连接的电控部件，所述电控部件用于通过控制所述谐振器件的电控参数，以使所述溶液于至少一位置形成流体力学驻点，所述待测物向该驻点聚集形成聚集区；待测物检测部件，用于检测所述聚集区的待测物。由上，通过控制上述谐振器件的电控参数，以克服现有技术中由于溶液中的质量传输限制以及物质间相互作用中的亲和力限制，使得该溶液中的待测物于驻点处聚集，使得该溶液中的待测物于驻点处聚集，并进一步对聚集后的待测物进行检测，提高了对低浓度的待测物的检测浓度。优选地，所述装置还包括：用于观测和/或检测所产生的流体力学驻点的驻点检测部件。由上，通过驻点检测部件检测驻点位置，从而确定待测物聚集的
聚集区域，便于检测部件位置的设置。优选地，所述待测物检测部件所检测区域预先设定；所述电控部件还根据所述检测部件观测/检测到的驻点调整电控参数，以使所形成的驻点所对应的聚集区匹配所述待测物检测部件所检测区域。由上，通过电控参数的调整，有利于保证检测部件与驻点所对应的聚集区匹配，有利于保证检测准确而有效。优选地，所述待测物检测部件包括至少以下之一：声表面波传感器、体声波传感器、晶体微天平传感器、荧光光谱传感器、生物膜干涉技术传感器、拉曼光谱传感器、红外光谱传感器、表面等离子共振技术传感器、酶联免疫传感器、场效应管传感器、电化学传感器、碳纳米管场效应传感器、半导体纳米线场效应传感器、石墨烯场效应传感器、二硫化钼场效应传感器、黑磷场效应传感器、阻抗传感器、电阻型传感器、悬臂梁传感器、巨磁阻传感器、等温滴定量热仪器。由上可以看出，本专利技术提供了一种实现溶液中待测物聚集的控制和检测的方法及装置，通过设置一压电谐振器，并通过控制所述压电谐振器件的电控参数，以使所述溶液于一位置形成所述流体力学驻点，所述待测物于该驻点处聚集，并进一步对待测物进行检测，克服了现有技术中由于溶液中的质量传输限制以及物质间相互作用中的亲和力限制造成的检测不灵敏的缺陷，实现了对待测物的高灵敏度检测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种实现溶液中待测物聚集的控制方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种实现溶液中待测物的检测方法结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种压电谐振器件对待测物浓度的影响分析的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种对人免疫球蛋白进行聚集和检测的示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种对前列腺特异性抗原进行聚集和检测的示意图；图6为本专利技术实施例提供的第一种压电谐振器件的剖视图的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的第一种压电谐振器件的俯视图的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的第二种压电谐振器件的剖视图的结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的第二种压电谐振器件的俯视图的结构示意图；图10为本专利技术实施例提供的第三种压电谐振器件的剖视图的结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现溶液中待测物聚集的控制方法，其特征在于，包括：A、设置一作用于所述溶液以形成流体力学驻点的谐振器件；B、通过控制所述谐振器件的电控参数，以使所述溶液于至少一位置形成所述流体力学驻点，所述待测物向该驻点聚集形成聚集区。

【技术特征摘要】
1.一种实现溶液中待测物聚集的控制方法，其特征在于，包括：A、设置一作用于所述溶液以形成流体力学驻点的谐振器件；B、通过控制所述谐振器件的电控参数，以使所述溶液于至少一位置形成所述流体力学驻点，所述待测物向该驻点聚集形成聚集区。2.一种实现溶液中待测物检测的方法，其特征在于，包括：A、设置一作用于所述溶液以形成流体力学驻点的谐振器件；B、通过控制所述谐振器件的电控参数，以使所述溶液于至少一位置形成所述流体力学驻点，所述待测物向该驻点聚集形成聚集区；C、于所述聚集区位置对所述待测物进行检测。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤B和C之间还包括：通过确定出所述流体力学驻点位置来确定出聚集区位置的步骤。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定出所述流体力学驻点位置的步骤包括：对所述谐振器件周围溶液通过显微镜方法、全息摄影方法、共聚焦显微方法、粒子追踪方法或激光-超声旋涡测量方法观测确定出所述流体力学驻点位置。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，还包括：预先设置对所述待测物进行检测的预期聚集区位置；控制所述谐振器件的电控参数，使形成的所述流体力学驻点位置匹配所述预期聚集区位置对应的预期驻点位置。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤B通过至少以下参数之一控制所述形成聚集区的位置和/或大小：所述谐振器件尺寸、所述电控参数中的谐振频率、施加功率、品质因数、所述溶液的边界、体积。7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤B通过至...

【专利技术属性】
技术研发人员：段学欣，庞慰，刘文朋，
申请(专利权)人：段学欣，庞慰，
类型：发明
国别省市：天津;12