一种可重复使用的高通量型太赫兹超材料快速检测方法技术

本发明专利技术公开了可重复使用的高通量型太赫兹超材料快速检测方法，首先获取待测物并置于超材料芯片上；如果待测物直径大则采用滤过膜去除待测物中溶剂水分子；如果小则在待测物中加入具有捕获探针的磁珠，采用磁力吸引的方式分离待测物的溶剂水分子，使得待测物沉积于超材料芯片的表面上；然后将超材料芯片送人检测仪器中分别检测不同检测区域中的待测物；最后直至超材料芯片上所有检测区域上的待测物检测完毕。本发明专利技术提供的方法通过磁力吸引结合滤过膜来快速分离待测物质和溶剂水，在高精度阵列式移动载具上同时实现多个检测区域的高通量检测，以及检测后采用生物酶‑十二烷基硫酸钠‑异丙醇三联清洗方法实现超材料芯片的可重复使用。

A reusable high throughput terahertz metamaterial rapid detection method

【技术实现步骤摘要】
一种可重复使用的高通量型太赫兹超材料快速检测方法
本专利技术涉及传感器
，特别是一种可重复使用的高通量型太赫兹超材料快速检测方法。
技术介绍
太赫兹(Terahertz,THz)超材料是指一种与其相互作用为THz波段电磁波的新型人工材料，可对THz波的振幅和相位等物理参数进行灵活的控制。超材料的强局域场分布和高Q值谐振使其对附着在材料表面的物质非常敏感，当超材料表面覆盖物质后或者物质改变后，其局域有效介电常数的改变会引起电容的改变，从而导致超材料共振频率的改变。因此可通过检测超材料共振频率的位移来实现微量标本的检测。作为一种新型传感方式，THz超材料技术目前已经广泛运用于半导体材料、电子器件、化学物质和生物医疗等多个领域，但其检测样本，尤其是液体样本时，在检测前、检测中和检测后环节还分别存在着：准备时间长、检测通量低和可重复使用性差这三个问题。1.准备时间长：目前超材料可检测的样本种类很多，但是涉及到液体样本的检测时，其方法基本都是先将液体样本滴加在超材料表面，等烘干后待测物质和超材料表面结构紧密结合再进行测量。这主要是由于超材料只对靠近其结构附近的物质产生信号响应，而液体样本中的待测物处于悬浮状态，滴加在超材料表面后和超材料结构仍然存在较大的距离。因此传统方法采用烘干的方式去除溶剂水，从而使待测物质沉积到超材料表面结构上。但是为了不损伤结构，烘干温度一般小于70℃，因此整个准备环节一般长达20-30分钟，极大的耗费了检测时间。2.检测通量低：为了保障检测过程中超材料位置和THz波光斑位置的固定，目前的超材料检测装置上大多仅放置一块芯片，且经过前期长时间的准备后一次仅能检测一个样本。这种低通量的检测方式极大的提高了检测的时间和价值成本，降低了检测效率。3.可重复使用性差：在完成检测后，沉积在超材料结构表面的物质由于失去水分和静电吸附会和超材料表面紧密结合，传统的水冲洗方法难以达到去除残留物质的作用，导致超材料的可重复使用性差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种可重复使用的高通量型太赫兹超材料快速检测方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本技术方案提供的可重复使用的高通量型太赫兹超材料快速检测方法，包括以下步骤：获取待测物并置于超材料芯片的检测区域上；判断待测物直径是否超过预设值，如果是，则采用滤过膜去除待测物中溶剂水分子；将与超材料芯片匹配的过滤膜设置于待测物上方，并将过滤膜从上至下挤压待测物；除去过滤膜上方的溶剂水分子直至将待测物沉积于超材料芯片表面上；如果否，则在待测物中加入具有捕获探针的磁珠，将待测物捕获到磁珠表面，然后在超材料芯片下方设置磁性材料层，采用磁力吸引的方式分离待测物的溶剂水分子，使得待测物沉积于超材料芯片的表面上；将超材料芯片送人检测仪器中分别检测不同检测区域中的待测物；直至超材料芯片上所有检测区域上的待测物检测完毕。进一步，还包括以下步骤：对检测完毕后的超材料芯片采用生物酶-SDS-异丙醇三联方法进行清洗，具体步骤如下：将超材料芯片放置于SDS溶液浸泡；去除磁珠和待测物周围的静电吸引力；用去离子水冲洗超材料芯片表面；用异丙醇冲洗超材料芯片并用氮气吹干。进一步，还包括以下步骤：在采用SDS溶液浸泡前，将生物酶溶液施加在超材料芯片表面上。进一步，所述滤过膜用于滤过当直径为0.5μm至0.8μm的待测物。进一步，所述滤过膜上设置的滤过孔径为0.22μm-0.4μm。进一步，所述磁珠粒径为0.22μm-1.0μm。进一步，所述超材料芯片采用阵列移动结构设置于载物台上，所述载物台包括底座；所述底座上设置有定位槽；所述超材料芯片以可活动的方式设置于定位槽中；所述超材料芯片上设置有用于放置待检测物的若干检测区域；所述底座上设置有透光孔，所述透光孔与超材料芯片上检测区域匹配，以适于太赫兹波和超材料芯片检测区域上的待检测物相互作用；所述定位槽与超材料芯片之间设置有磁性材料层，以适于超材料芯片在所述定位槽中通过磁力吸引来实现芯片的定位，所述磁性材料层包括分别设置于定位槽的第一磁性材料层和设置于超材料芯片上的第二磁性材料层，所述第一磁性材料层和第二磁性材料层之间能够产生磁力。进一步，所述载物台还包括载具，所述载具以活动方式设置于底座上；所述超材料芯片设置于载具上；所述载具下方设置有定位轴，所述定位轴与所述底座上设置的凹槽配合，所述定位轴与凹槽被设置为可移动的方式连接，以适于太赫兹波和超材料芯片检测区域上的待检测物相互作用。进一步，所述载具为移动载具，所述移动载具包括主体、待检部和检测部；所述待检部设置于主体的四周，所述检测部设置于主体中部，所述待检部和检测部之间设置有用于超材料芯片滑动的通道，所述检测部正对于透光孔上方，以适于太赫兹波和超材料芯片的检测部上的待检测物相互作用；所述主体为圆形板，所述待检部沿圆周设置，所述检测部设置于圆心，所述通道为设置于待检部和检测部之间的凹槽，所述超材料芯片与凹槽配合以使得超材料芯片能在凹槽上移动。进一步，所述超材料芯片送人检测仪器中对待测物进行检测是按照以下步骤来实现的：将载物台放入检测仪器中的载物台固定支架上；调整载物台的透光孔使得太赫兹波作用于超材料芯片检测区域上的待检测物上；待检测区域的检测结束后转动载物台上的载具；调节载具上超材料芯片的下一个检测区域的位置；使得下一个检测区域的位置正对于载物台的透光孔；直到超材料芯片上所有检测区域检测完毕。本专利技术提供的装置具有以下的有益效果，具体如下：(1)本检测方法具有检测过程快速化的特点：本装置采用滤过膜和待测物磁力吸引相结合的方式去除液体样本中的溶剂水，待测物沉积到超材料结构表面，摒弃了传统的长时间烘干方法，与传统的烘干过程相比，极大的缩短了样本准备时间。同时超材料芯片采用多种阵列分布，通过载具与底座的快速配合，可分别实现多个检测样本同时采集和检测前的预处理操作，如多个样本同时烘干等，且检测过程中只需要通过转动载具或移动超材料芯片的位置，即可快速获取多个样本的检测信号，避免了现有技术中重复相同操作所花费的时间，大大节省检测预处理时间；同时，通过载具定位轴与底座凹槽之间的磁性材料层配合连接，在磁力吸引的作用下实现精确定位超材料芯片的位置，大大节省检测过程更换样本的时间，从而实现太赫兹超材料的快速检测过程。(2)本检测方法具有检测过程批量化的特点：采用高精度阵列式移动载具，通过在载具上设置阵列式超材料芯片，并结合定位轴和凹槽在磁性材料层的作用下实现转动和滑动，可实现多个样本的快速切换和批量检测，从而实现太赫兹超材料的高通量检测模式。(3)本检测方法的检测芯片具有可重复化的特点：本装置中的超材料芯片在使用后采用生物酶-SDS-异丙醇三联清洗方法，能有效去除磁珠和待测样本周围的静电吸引力，降低其和超材料芯片的结合力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重复使用的高通量型太赫兹超材料快速检测方法，其特征在于：包括以下步骤：/n获取待测物并置于超材料芯片的检测区域上；/n判断待测物直径是否超过预设值，如果是，则采用滤过膜去除待测物中溶剂水分子：将与超材料芯片匹配的过滤膜设置于待测物上方，并将过滤膜从上至下挤压待测物；除去过滤膜上方的溶剂水分子，直至将待测物沉积于超材料芯片表面上；/n如果否，则在待测物中加入具有捕获探针作用的磁珠，将待测物捕获到磁珠表面，然后在超材料芯片下方设置磁性材料层的吸引作用下，通过磁力吸引的方式分离待测物的溶剂水分子，使得待测物沉积于超材料芯片的表面上；/n将超材料芯片送人检测仪器中分别检测不同检测区域中的待测物；/n直至超材料芯片上所有检测区域上的待测物检测完毕。/n

【技术特征摘要】
1.一种可重复使用的高通量型太赫兹超材料快速检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
获取待测物并置于超材料芯片的检测区域上；
判断待测物直径是否超过预设值，如果是，则采用滤过膜去除待测物中溶剂水分子：将与超材料芯片匹配的过滤膜设置于待测物上方，并将过滤膜从上至下挤压待测物；除去过滤膜上方的溶剂水分子，直至将待测物沉积于超材料芯片表面上；
如果否，则在待测物中加入具有捕获探针作用的磁珠，将待测物捕获到磁珠表面，然后在超材料芯片下方设置磁性材料层的吸引作用下，通过磁力吸引的方式分离待测物的溶剂水分子，使得待测物沉积于超材料芯片的表面上；
将超材料芯片送人检测仪器中分别检测不同检测区域中的待测物；
直至超材料芯片上所有检测区域上的待测物检测完毕。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括以下步骤：
对检测完毕后的超材料芯片采用生物酶-SDS-异丙醇三联方法进行清洗，具体步骤如下：
将超材料芯片放置于SDS溶液浸泡，去除磁珠和待测物周围的静电吸引力；
用去离子水冲洗超材料芯片表面；
用异丙醇冲洗超材料芯片并用氮气吹干。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：还包括以下步骤：
在采用SDS溶液浸泡前，将生物酶溶液施加在超材料芯片表面上。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述滤过膜用于滤过当直径为0.5μm至0.8μm的待测物。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述滤过膜上设置的滤过孔径为0.22μm-0.4μm。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述磁珠粒径为0.22μm-1.0μm。


7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述超材料芯片采用阵列移动结构设置于载物台上，所述载物台包括底座；
所述底座上设置有定位槽；所述超材料芯片以可活动的方式设置于定位槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨翔，杨柯，府伟灵，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：重庆;50