界面的非特异性吸附物的去除装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种界面的非特异性吸附物的去除装置，包括：可被电激励的体声波谐振器件，其至少包括一谐振器；与所述谐振器表面间隙一定距离设置一相对的平面，该间隙构成一不完全封闭的腔体；所述谐振器表面与所述平面的至少一面修饰有检测元件；所述腔体用于被施加液体，该液体将被所述谐振器驱动产生微涡旋作用于谐振器表面和所述平面的至少一面的非特异性吸附物。还相应的提供了一种去除方法。本发明专利技术可用于对任意界面的非特异性吸附物的去除，具有通用性，且具有简洁化，微型化，与半导体工艺兼容和去除效率高等优点。

Removal devices and methods of non specific adsorbents at the interface

The invention provides a device to remove non-specific adsorption of an interface including: by bulk acoustic resonator devices of electrical excitation, which comprises at least one resonator; and the resonator surface gap is arranged at a distance relative to the plane, the gap formed a complete closed cavity; the surface of the resonator the plane of the at least one modified detecting element; the cavity is used for applying a liquid, at least one side of the nonspecific adsorption of the liquid will be the resonator driven micro vortex to the resonator surface and the plane. A method of removal is provided accordingly. The invention can be used for removing non specific adsorbents at any interface, and has universality, and has the advantages of conciseness, miniaturization, compatibility with semiconductor technology and high removal efficiency.

【技术实现步骤摘要】
界面的非特异性吸附物的去除装置及方法
本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种界面的非特异性吸附物的去除装置及方法。
技术介绍
低浓度蛋白检测，如针对生物标记物的检测，对癌症的早期探测及临床治疗有至关重要的作用。为此，基于亲和力的传感器被广泛开发和研究。这些传感器将检测元件修饰在传感表面，通过获取检测元件与目标蛋白的相互作用实现蛋白的检测。然而，此类传感器在检测中都面临着蛋白非特异性吸附的问题。蛋白的非特异性吸附是指，生物样品中其他干扰蛋白通过范德华力，静电力以及蛋白疏水基团对基底的亲附性，会非选择性的沉积在传感器或检测元件表面，如图1示出的沉积点910，从而产生很强的背景噪音，从而影响目标蛋白检测的检测极限、灵敏度、选择性、器件的重复性或产生假阳性信号。传统的蛋白非特异性去除方法为：在传感器表面施加位点封闭蛋白或表面活性剂，如图1示出的封闭位点920，或者通过化学修饰手段在器件表面修饰聚合物或薄膜使传感界面亲水或电中性从而阻止蛋白吸附，如图1示出的修饰该类膜930。然而这些方法过程复杂，不具备长期稳定性以及很有可能会钝化传感器的敏感表面。近年来，一些物理方法也被开发和研究来用于非特异性蛋白的去除。这些方法的原理是利用执行器产生界面剪切力或器件体积力，这些力克服蛋白非特异性吸附力，以此实现去除。这些方法的去除力的产生需要依靠器件自身的振动来实现，如图1示出的振动点940通过振动去除的方法，但这种需要依靠器件自身的振动的物理方法仅限于去除该执行器表面的非特异性蛋白，不具有通用性。
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界面的非特异性吸附物的去除装置及方法。本专利技术提供的一种界面的非特异性吸附物的去除装置，包括：可被电激励的体声波谐振器件，其至少包括一谐振器；与所述谐振器表面间隙一定距离设置一相对的平面，该间隙构成一不完全封闭的腔体；所述谐振器表面与所述平面相对的至少一面修饰有检测元件；所述腔体用于被施加液体，该液体将被所述谐振器驱动产生微涡旋作用于谐振器表面和所述平面的至少一面的非特异性吸附物。由上，本专利技术上述结构，可以通过谐振器驱动所述腔体内液体产生微涡旋作用于谐振器表面和所述平面的至少一面的非特异性吸附物，不再像
技术介绍
采用振动方式去除限于执行器表面，更具有通用性。可选的，所述检测元件修饰于所述谐振器表面；所述平面相对所述谐振器表面部分为凹部构成所述间隙；由上，可通过该方式，对体声波谐振器表面的非特异性蛋白吸附物去除。可选的，所述平面作为基底，所述检测元件修饰于该基底；所述谐振器表面与所述基底之间相贴设置有具有镂空部的第二平面，该镂空部构成所述腔体。由上，可通过该方式，对谐振器对侧的非特异性蛋白吸附物的去除，从而可以实现对非接触面的去除，以及据此可实现可制作非接触式、可拆卸型通用的去除模块与其他传感器兼容。可选的，还设置有用于构成一质量传感器的、与所述体声波谐振器件电连接以检测所述谐振器表面谐振的检测单元。由上，从而实现在同一个谐振器上可被选择的进行非特异性吸附物去除和作为质量传感器实现对蛋白的传感检测，实现多功能。可选的，所述间隙为50-100微米距离，所述谐振器驱动产生微涡旋的谐振频率为1-10G赫兹。由上，这种间隙距离与对应谐振频率下，经实验有较好的去除效果。可选的，所述高频体声波谐振器件的谐振器采用阵列分布，且/或，谐振器具有不同的表面形状。由上，通过阵列分布，可以增加器件的影响范围；而不同的表面形式，则可以产生更多样的流体模式，对于去除也会有不同的效果。可选的，所述施加液体为粘度系数不同的多种溶液依次施加形成的初始状态不同的多层粘滞层溶液。由上，采用依次施加形成的初始状态不同的多层粘滞层溶液，有助于非特异性吸附物剥离。可选的，所述多种溶液为两种，包括PBS缓冲液、稀释2.7倍的聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯(Tween-20)溶液。由上，缓冲液采用PBS缓冲液，不影响蛋白的活性，蛋白在缓冲液下更稳定。本专利技术还提供了一种基于上述装置的去除方法，包括步骤：A、向所述去除装置的所述间隙内施加液体；B、电激励所述去除装置的所述体声波谐振器件，使其谐振器驱动所述液体产生微涡旋作用于谐振器表面和所述平面的至少一面的非特异性吸附物。由上，本专利技术上述方法，可以通过谐振器驱动所述腔体内液体产生微涡旋作用于谐振器表面和所述平面的至少一面的非特异性吸附物，不再像
技术介绍
采用振动方式去除限于执行器表面，更具有通用性。可选的，控制所述电激励，并检测不同位点蛋白的荧光强度变化，使产生的微涡旋作用于所述非特异性吸附物时为作用力达到最大值。综上所述，本专利技术通过利用高频体声波谐振器在液体中激发的微涡旋实现基底表面非特异吸附物去除，整个系统具有简洁化，微型化，与半导体工艺兼容和去除效率高等特点。附图说明图1是非特异性蛋白吸附、及现有去除方法的示意图；图2是对体声波谐振器件施加功率的方式示意图；图3是本专利技术第一实施例对谐振器表面非特异性蛋白吸附物去除的示意图；图4是本专利技术第二实施例对谐振器对侧基底上非特异性蛋白吸附物去除的示意图；图5是本专利技术第三实施例在同一个谐振器集成蛋白传感与非特异去除的功能；图6是检测体声波谐振器件原理图。具体实施方式本专利技术涉及液体动力学方法去除传感器或基底表面(如无特殊说明，本专利技术中将吸附非特异性吸附物的面统称界面)的非特异性吸附物，该非特异性吸附物包括：以各种形式存在的蛋白分子、DNA分子、纳米与微米级别的微球、细胞、微纳尺寸的有机物、微纳尺寸的无机物等。本专利技术尤其适用于至少是微纳尺寸的上述非特异性吸附物的去除。本专利技术主要是使用微型高频体声波谐振器件选择性去除界面非特异性吸附蛋白，将微型高频体声波谐振器件浸没于液体后，其被激发所产生的声波能量会在液体中耗散产生多个微涡旋，这些微涡旋在蛋白修饰基底与液体接触面产生足够的去除力，从而实现界面非特异性吸附蛋白的剥离。检测出微涡旋轴向两端呈对称性，即微涡旋两端的去除力基本相同，从而还可以实现谐振器对侧的基底上的非特异性吸附的蛋白的去除，即实现与谐振器表面非接触式基底上非特异性蛋白的去除。从而，依据本专利技术可制作非接触式、可拆卸型通用的去除模块与其他传感器兼容。此处可拆卸是指谐振器可以作为驱动器，直接作用于其他传感器表面进行对侧非特异性吸附物去除即可，不需要特殊结构，可拆卸的好处是指谐振器件无需修饰，可以多次重复利用。并且，通过非特异性蛋白去除实验也验证了上述对基底表面、对谐振器对侧的非特异性吸附蛋白的去除，验证了本专利技术的可实现性。另外，由于高频谐振器可作为质量敏感性传感器，本专利技术还据此提供了该器件的传感与去除集一体的装置。本专利技术上述选择性的去除界面非特异性吸附蛋白是指：该非特异性蛋白去除过程中，特异性吸附蛋白(检测用蛋白)不受去除影响，其原理分析如下：界面非特异性吸附物的去除实际上是由于涡旋在界面产生的拖拽力实现的，这个力的大小与微涡旋的速度正相关，而决定微涡旋速度的是谐振器上施加的功率，因此实际上这种去除力是可控的。由于特异性的吸附力强于非特异性，因此通过上述可控的方式，可以选择性的去除界面非特异性吸附蛋白。并且，经过实验也得以证实该选择性的去除，试验中采用的方法是修饰蛋白阵列，实现特异性位点与非特异性位点，再将荧光蛋白施加到位点上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种界面的非特异性吸附物的去除装置，其特征在于，包括：可被电激励的体声波谐振器件，其至少包括一谐振器；与所述谐振器表面间隙一定距离设置一相对的平面，该间隙构成一不完全封闭的腔体；所述谐振器表面与所述平面的至少一面修饰有检测元件；所述腔体用于被施加液体，该液体将被所述谐振器驱动产生微涡旋作用于谐振器表面和所述平面的至少一面的非特异性吸附物。

【技术特征摘要】
1.一种界面的非特异性吸附物的去除装置，其特征在于，包括：可被电激励的体声波谐振器件，其至少包括一谐振器；与所述谐振器表面间隙一定距离设置一相对的平面，该间隙构成一不完全封闭的腔体；所述谐振器表面与所述平面的至少一面修饰有检测元件；所述腔体用于被施加液体，该液体将被所述谐振器驱动产生微涡旋作用于谐振器表面和所述平面的至少一面的非特异性吸附物。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测元件修饰于所述谐振器表面；所述平面相对所述谐振器表面部分为凹部构成所述腔体。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述平面作为基底，所述检测元件修饰于该基底；所述谐振器表面与所述基底之间相贴设置有具有镂空部的第二平面，该镂空部构成所述腔体。4.根据权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，还设置有用于构成一质量传感器的、与所述体声波谐振器件电连接以检测所述谐振器表面谐振的检测单元。5.根据权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，所述间隙为50-100微米...

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