一种光电共检测特异性结合装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施方式涉及特异性检测领域，公开了一种光电共检测特异性结合装置，包括：叉指电极、电检测单元、光检测单元和输出单元，叉指电极是由多孔硅底板制作得到的；输出单元会在添加待测样本前后的第一阻抗值和第二阻抗值的差值的绝对值大于第一预设阈值时，或者，在添加待测样本前后的第一散射光谱和第二散射光谱的红移的绝对值大于第二预设阈值时，输出检测信息，以表征待测样本中存在与特异性适配体进行特异性结合的特异性物质。本申请通过检测更精准的光电两个量来替代检测精准度不高的生物学量，也可以通过两个量共同检测，显著提高了光电共检测特异性结合装置的灵敏度，且检测过程简单、光电共检测特异性结合装置的成本较低，便于推广。便于推广。便于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种光电共检测特异性结合装置


[0001]本专利技术实施方式涉及特异性检测领域，特别涉及一种光电共检测特异性结合装置。

技术介绍

[0002]快速、准确、便于推广的病毒检测技术对于实现病毒感染人群的早发现、早隔离、早诊断、早治疗具有重要意义。目前主要有以下两种的病毒检测技术。
[0003]第一种，利用聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)来检测病毒，具体是通过检测待测样本中是否存在病毒的遗传物质(DNA或RNA)，来检测待测样本中是否存在某种病毒，这种检测技术的检测要求较严格，以尽可能地提升检测病毒的灵敏度，但这种病毒检测技术需要提前获取所需要检测的病毒的核酸序列，且整个检测过程比较繁琐，往往需要进行多次取样操作，还是会在一定程度上限制检测病毒的灵敏度，另外，这种检测技术的检测速度慢，成本高，且无法同时共检测，。
[0004]第二种，利用抗原和抗体之间的特异性结合反应来检测病毒，这种检测技术仅能检测出待测样本中是否存在抗原或抗体，还需要与其他检测技术配合进行，才能具体确定病毒的类型以及产生抗体的原因，检测过程也比较繁琐，检测病毒的灵敏度较低，检测速度较慢，成本较高，不利于推广，无法同时共检测。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施方式的目的在于提供一种光电共检测特异性结合装置，光电共检测特异性结合装置通过检测更精准的光/电学量来替代检测精准度不高的生物学量，使得光电共检测特异性结合装置的灵敏度显著提高，且检测过程简单、光电共检测特异性结合装置的成本较低，便于推广。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种光电共检测特异性结合装置，包括：叉指电极、电检测单元、光检测单元和输出单元，叉指电极连接于电检测单元，电检测单元和光检测单元分别连接于输出单元；其中，叉指电极是由多孔硅底板制作得到的；叉指电极用于与巯基化的特异性适配体进行第一预设时长的反应；电检测单元用于检测反应后的叉指电极的阻抗值作为第一阻抗值，并在反应后的叉指电极上添加待测样本后，在相同的溶液(1mM/L铁氰化钾的溶液和1mM/L亚铁氰化钾)检测叉指电极的阻抗值作为第二阻抗值；光检测单元用于检测反应后的叉指电极表面的散射光谱作为第一散射光谱，并在反应后的叉指电极上添加待测样本后，N2吹干检测叉指电极表面的散射光谱作为第二散射光谱；输出单元用于在第一阻抗值和第二阻抗值的差值的绝对值大于第一预设阈值时，或者，在第一散射光谱和第二散射光谱的红移的绝对值大于第二预设阈值时，输出检测信息，以表征待测样本中存在与特异性适配体进行特异性结合的特异性物质。
[0007]本专利技术实施方式中，在光电共检测特异性结合装置中设置了由多孔硅底板制作得到的叉指电极，叉指电极会先与巯基化的特异性适配体进行反应，在经过第一预设时长后，
可以认为叉指电极与特异性适配体已充分反应，再由电检测单元检测反应后的叉指电极的第一阻抗值，此时，光检测单元也会检测反应后的叉指电极表面的散射光谱作为第一散射光谱，之后再在反应后的叉指电极上添加完待测样本后，在相同的溶液(1mM/L铁氰化钾的溶液和1mM/L亚铁氰化钾)电检测单元检测叉指电极的第二阻抗值，光检测单元检测N2吹干后的叉指电极表面的散射光谱作为第二散射光谱，再由输出单元在判定第一阻抗值与第二阻抗值的差值的绝对值大于第一预设阈值时，或者，在第一散射光谱与第二散射光谱红移的绝对值大于第二预设阈值时，输出表征待测样本中存在可以与特异性适配体进行特异性结合的特异性物质的检测信息。本申请无需如PCR技术需要提前获取所需检测的病毒的核酸序列，也无需如利用抗原和抗体之间的特异性结合反应检测特异性物质还需要与其他检测技术配合进行，本申请通过判断添加待测样本前后叉指电极的容值的变化值是否过大，来确定待测样本与特异性适配体之间是否发生特异性结合，进而判断待测样本中是否存在病毒等特异性物质，简化了检测过程，并且，检测装置通过检测更精准的电和光来替代检测精准度不高的生物学量，使得检测装置的灵敏度显著提高，另外，检测装置中的主要作用器件—叉指电极，可批量化生产，且生产成本低廉，适合大批量检测分析，便于推广。
[0008]另外，多孔硅底板是单晶硅经由15％的氢氟酸醇溶液在单晶硅的表面湿法刻蚀预设次数，且在湿法刻蚀后经过第二预设时长的氧化得到的。本实施例中，提供了多孔硅底板的一种具体形式。
[0009]另外，多孔硅底板表面设置有金属层，金属层的材料为具有等离子共振现象的金属，金属层的厚度为2nm
‑
2μm。
[0010]另外，光检测单元具体用于检测反应后的叉指电极表面在预设波长范围的暗场散射光谱，作为第一散射光谱；光检测单元还具体用于在反应后的叉指电极上添加待测样本后，N2吹干，检测叉指电极在预设波长范围的暗场散射光谱，作为第二散射光谱。
[0011]另外，光电共检测特异性结合装置还包括连接于叉指电极的电压单元；电压单元用于向叉指电极输出预设频率范围的电压；电检测单元具体用于检测反应后的叉指电极在预设频率范围的电压下的阻抗，得到第一阻抗值；电检测单元还具体用于在反应后的叉指电极上添加待测样本后，检测叉指电极在预设频率范围的电压下的阻抗，得到第二阻抗值。提供了获取叉指电极容值的一种具体实现方式。
[0012]另外，叉指电极与电压单元之间的连接线，以及叉指电极与检测单元之间的连接线均为微米金属线。由于叉指电极的体积往往比较微小，利用微米金属线进行连接相较于其他方式更加稳定。
[0013]另外，电检测单元具体用于在反应后的叉指电极上添加牛血清白蛋白后，检测得到第一阻抗值，在添加了牛血清白蛋白的叉指电极上添加所述待测样本后，在相同的溶液(1mM/L铁氰化钾的溶液和1mM/L亚铁氰化钾)检测得到第二阻抗值。在叉指电极与特异性适配体进行第一预设时长的反应后，在反应后的叉指电极上添加牛血清白蛋白，以封闭叉指电极上未与特异性适配体反应的区域，避免出现待测样本中存在可以与叉指电极进行反应、进而导致叉指电极的容值发生改变的物质，在特异性适配体未与特异性适配体反应的区域与叉指电极发生反应的现象，可以有效提高光电共检测特异性结合装置的精确性。
[0014]另外，叉指电极包括平行排列的3～60个间距相等的导电叉指，导电叉指的间距大小为1～50μm，导电叉指的宽度为2～50μm，导电叉指的长度为8mm，待测样本的体积为2μL～
50μL，预设阈值为1nF。较于相关技术中的叉指电极，本申请的叉指电极的尺寸更小，可以有效提高整个光电共检测特异性结合装置的灵敏度。
附图说明
[0015]一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0016]图1是一个实施方式中光电共检测特异性结合装置的方框示意图；
[0017]图2是一个实施方式中光检测单元检测叉指电极的光路示意图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电共检测特异性结合装置，其特征在于，包括：叉指电极、电检测单元、光检测单元和输出单元，所述叉指电极连接于所述电检测单元，所述电检测单元和所述光检测单元分别连接于所述输出单元；其中，所述叉指电极是由多孔硅底板制作得到的；所述叉指电极用于与巯基化的特异性适配体进行第一预设时长的反应；所述电检测单元用于检测反应后的所述叉指电极的阻抗值作为第一阻抗值，并在反应后的所述叉指电极上添加待测样本后，在相同溶液中，检测所述叉指电极的阻抗值作为第二阻抗值；所述光检测单元用于检测反应后的所述叉指电极表面的散射光谱作为第一散射光谱，并在反应后的所述叉指电极上添加所述待测样本后，检测所述叉指电极表面的散射光谱作为第二散射光谱；所述输出单元用于在所述第一阻抗值和所述第二阻抗值的差值的绝对值大于第一预设阈值时，或者，在所述第一散射光谱和所述第二散射光谱的红移的绝对值大于第二预设阈值时，输出检测信息，以表征所述待测样本中存在与所述特异性适配体进行特异性结合的特异性物质。2.根据权利要求1所述的光电共检测特异性结合装置，其特征在于，所述多孔硅底板是单晶硅经由15％的氢氟酸醇溶液在所述单晶硅的表面湿法刻蚀预设次数，且在湿法刻蚀后经过第二预设时长的氧化得到的。3.根据权利要求1所述的光电共检测特异性结合装置，其特征在于，所述多孔硅底板表面设置有金属层，所述金属层的材料为具有等离子共振现象的金属，所述金属层的厚度为2nm
‑
2μm。4.根据权利要求1所述的光电共检测特异性结合装置，其特征在于，所述光检测单元具体用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：默罕默德，
申请(专利权)人：西湖大学，
类型：发明
国别省市：