一种新冠类RNA病毒检测的无极小型化测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于新冠类RNA病毒检测的无极小型化测量装置，包括：测量池盖、金属反应腔、金电极、石英晶片、控制模块和振荡电路；所述金电极的顶部电极设置在所述测量池盖的底部，所述底部电极设置在所述金属反应腔的底部，所述石英晶片设置在所述金属反应腔内，位于顶部电极与底部电极之间，且不与顶部电极以及底部电极接触。本发明专利技术的无极小型化测量装置可实现用压电传感芯片对RNA病毒的高精度检测，同时将金属电极剥离压电传感芯片表面，可提高传感芯片的Q值，扩大压电传感芯片的质量检测范围，为新冠病毒核酸检测提供稳定性更好、更便携的检测设备。

【技术实现步骤摘要】
一种新冠类RNA病毒检测的无极小型化测量装置
本专利技术涉及新冠病毒类RNA病毒的核酸检测
，具体涉及一种新冠类RNA病毒检测的无极小型化测量装置。
技术介绍
依靠新型冠状病毒核酸RT-PCR检测以及病毒基因测序与已知的新型冠状病毒高度同源作为临床确诊的主要依据，但是压电传感器在分子检测过程中由于金电极本身具有较大质量，当附着于石英晶片表面时减少了压电传感器的质量检测范围，同时金电极远低于石英晶片的Q值，导致传感器检测过程中检测精度低、假阴性出现率高、电极易腐蚀、芯片重复使用率低等问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新冠类RNA病毒检测的无极小型化测量装置，以解决现有新冠病毒核酸检测技术中传感器的Q值低、电极易腐蚀、重复性差等技术问题。本专利技术提供了一种新冠类RNA病毒检测的无极小型化测量装置，包括：测量池盖、金属反应腔、金电极、石英晶片、控制模块和振荡电路；所述顶电极蒸镀在所述测量池盖的底部，所述底电极蒸镀在所述金属反应腔的底部，所述石英晶片固定在金属反应腔内，与金电极间隔开一段距离；当电极上施加交变电压时，会在石英晶片所属空间产生激励电场，从而激励石英晶片发生振荡，产生振荡频率。所述金属反应腔为圆柱形腔室结构，腔室底部的中间嵌有石英玻璃圆片，在石英玻璃圆片上表面制作底部圆形金电极，样液导管伸入金属反应腔内，样液经过样液导管导入或抽出所述金属内腔。所述测量池盖中间嵌有石英玻璃圆片，在石英玻璃圆片下表面制作环形金电极，所述顶部电极与所述底部电极的圆心在同一条轴线上，所述石英晶片被两个所述密封圈夹持。所述石英晶片设置于所述顶部金电极以及底部金电极之间。所述控制模块通过以下方程计算传感器在液相环境中电极表面的吸附质量：公式中f0是石英晶片的基频，Δm是吸附RNA分子的质量变化，S是金电极的有效面积，ηL是液体粘度，ρL是液体密度。所述石英晶片为具有优良温度频率特性的AT切型压电石英晶体，石英晶片两面的金电极从石英晶片表面剥离，并蒸镀在测量池盖和金属反应腔上。所述底部金电极为圆形金电极，到石英晶片的距离小于2mm，所述顶部金电极为环形金电极，到石英晶片的距离小于6mm。所述导电铜条一根连接顶电极并从测量池盖引出，另一根连接底电极并从测量池体凹槽中引出；所述导电铜条连接振荡电路，用以驱动石英晶片发生振荡。所述顶部金电极和底部金电极表面蒸镀防腐蚀保护膜，保护膜材料包括聚四氟乙烯或聚乙烯。本专利技术的有益效果：1.本专利技术的测量装置采用小型化无极结构，将顶电极和底电极剥离石英晶片表面，从而减小石英晶片表面质量载荷，提高压电传感器的质量测量范围，同时有利于提高传感器的Q值，使检测精度更高。2.本专利技术的测量装置采用一种新型压电传感器，相比于新冠病毒的PCR荧光标记检测方法，可以提供一种免标记的检测方法，简化了荧光标记的步骤，避免荧光信号淬灭情况发生；而且QCM的检测限达到ng级别，使检测精度更高，有助于降低假阴性出现的概率，同时也缩短了检测时间。3.本专利技术的测量池将多种微结构单元集成于同一基底，形成集成化的电化学反应检测系统，具有节省样液、小型化、便携性的生物医学检测技术优势。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1是本专利技术中一种新冠类RNA病毒检测的无极小型化测量装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供一种新冠类RNA病毒检测的无极小型化测量装置，包括：测量池盖1、金属腔2、样液通道3、石英玻璃圆片4、固定螺纹5、密封圈6、石英晶片7、顶部环形电极8、底部圆形电极9、导电铜条10、绝缘保护层11、振荡电路12、控制模块13；测量池盖1和金属腔2组合构成圆柱形腔室结构，腔室用于组装石英晶片以及用于RNA病毒样液的化学反应，测量池盖1和金属腔2的材料优选铝，起传热作用；金属池盖1上有两个样液通道3，作为病毒样液的进出通道；测量池盖中间嵌入有石英玻璃圆片4，顶部环形电极8通过蒸镀法固定于石英玻璃圆片4的下表面，金属腔2的底部中间嵌入有石英玻璃圆片4，底部圆形电极通过蒸镀法固定于石英玻璃圆片4的上表面，两个电极优先选用金材料，相比其它金属材料导电性更好，化学稳定性更强；顶部环形电极8和底部圆形电极9表面都涂覆有绝缘保护层11，防止电极发生漏电和腐蚀。两个电极都从石英晶片7表面剥离开，分别制作于测量池盖1和金属腔2内的石英玻璃圆片上，两个电极的圆心在同一条轴线上，电极脱离石英晶片7有助于减少清洗压电传感器过程中对金电极的腐蚀，同时更换石英晶片成本更低廉；电极到石英晶片的距离都经过优化处理，通过振荡电路12在电极上施加一定频率的正弦波激励信号，可在金属腔2空间内产生激励电场，促使石英晶片7发生振荡，产生振荡频率信号，通过控制模块13采集振荡频率信号；石英玻璃圆片表面蒸镀有镉或者钛金材料用于增加金电极的附着力；两个电极通过导电铜条10与振荡电路12相连，导电铜条相比铜丝更加牢固，横截面积更大，接触性更好。测量池盖1通过固定螺纹5连接金属腔2，通过螺纹固定相比用螺丝固定使拆卸更加方便，密封性更好；石英晶片上下表面组装有密封圈6，将病毒样液更好的密封在金属腔2内；由于石英晶片质地较脆，密封圈6有助于减小对石英晶片的压力。压电传感器的核心部件是石英晶片，通过信号激励的方法可使石英晶片在奇次谐波下发生共振，产生振荡频率；在石英晶片表面修饰上与病毒RNA序列相匹配的引物探针，样液从样液通道内注入腔体内，样液中的病毒RNA分子与引物发生特异性结合，石英晶片表面的质量增加，石英晶片的振荡频率下降，频率变化和吸附质量的数学关系满足以下方程：公式中f0是石英晶片的基频，Δm是吸附RNA分子的质量变化，S是金电极的有效面积，ηL是液体粘度，ρL是液体密度。顶部环形电极的中空区域和石英玻璃圆片均可透光，光源可从透光区域入射到石英晶片上，联用局域表面等离子体技术可同步检测表面等离子体共振光电信号，提供吸附RNA分子膜的厚度、密度、质量等多种参数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新冠类RNA病毒检测的无极小型化测量装置，其特征在于，包括：测量池盖、金属反应腔、顶部金电极、底部金电极、石英晶片、控制模块和振荡电路；所述金电极剥离石英晶片表面，所述石英晶片固定于金属反应腔内，位于顶部电极与底部电极之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种新冠类RNA病毒检测的无极小型化测量装置，其特征在于，包括：测量池盖、金属反应腔、顶部金电极、底部金电极、石英晶片、控制模块和振荡电路；所述金电极剥离石英晶片表面，所述石英晶片固定于金属反应腔内，位于顶部电极与底部电极之间。


2.如权利要求1所述的一种新冠类RNA病毒检测的无极小型化测量装置，其特征在于，包括：金属反应腔、测量池盖、石英玻璃圆片、密封圈、石英晶片、金电极、导电铜条；所述金属反应腔为圆柱形腔室结构，腔室底部的中间嵌有石英玻璃圆片，在石英玻璃圆片上表面制作底部圆形金电极；所述测量池盖中间嵌有石英玻璃圆片，在石英玻璃圆片下表面制作环形金电极；所述顶部电极与所述底部电极的圆心在同一条轴线上；所述石英晶片被两个所述密封圈夹持；一根所述导电铜条连接顶电极并从测量池盖引出，另一根所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢雨珊，陈昊明，倪羿豪，刘春晓，魏董，严允，李小波，刘欢，朱琎，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32