用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置及方法，所述非接触电导检测装置包括基座和设于所述基座上的传感模组、测量模组和电源模块，传感模组包括传感板，传感板包括电导传感单元、交流激励源、检测模块和测温模块，交流激励源和检测模块都与电导传感单元电连接；测量模组包括测量主板，测量主板分别与所述交流激励源、检测模块、测温模块电连接，同时测量主板与用户操作端通信连接，测量主板对电信号分析以此获得电导率信息和温度信息，并将电导率信息和温度信息向用户操作端发送。与现有技术相比，本发明专利技术具有样本量需求小、非接触和上样方便等优点，可最大可能地避免样本损失和生物样本损害。能地避免样本损失和生物样本损害。能地避免样本损失和生物样本损害。

【技术实现步骤摘要】
用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及微量生物样本检测领域，尤其是涉及一种用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置及方法。

技术介绍

[0002]电泳与质谱技术被广泛用于生物样本分析，比如表征蛋白、病毒、细胞等。但生物样品中的盐分会降低电泳与质谱分析的分辨率和灵敏度。因此生物样本脱盐是电泳与质谱分析前的重要步骤。
[0003]脱盐步骤的质量控制非常关键。若脱盐程度不足，残留盐分仍会降低电泳与质谱的分析表现。反之过度脱盐会严重降低样本回收率和样本质量，比如减少细胞活性、破坏蛋白复合物结构、降低病毒溶解度等。
[0004]有效的质量控制方法是在脱盐过程中测量样本电导、估算残留盐分、进而控制脱盐程度。现有的电导检测仪使用接触式探头，需要10mL以上的样本来浸没探头。但生物样本通常只有微升级的体积，比如细胞、病毒样本。因此利用现有的电导检测仪的质控方法均难以用于微量生物样本，此问题亟需研究者去解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置及方法，具有样本量需求小、非接触和上样方便等优点，可最大可能地避免样本损失和生物样本损害。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术第一方面提供一种用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置，其特征在于，所述非接触电导检测装置包括基座和设于所述基座上的传感模组、测量模组、电源模块，其中具体地：
[0008]传感模组包括传感板，所述传感板包括电导传感单元、交流激励源、检测模块和测温模块，所述交流激励源与所述电导传感单元电连接，以此实现电信号对微量生物样本的输出，所述检测模块对经过微量生物样本的电信号进行收集和处理；
[0009]测量模组包括测量主板，所述测量主板分别与所述交流激励源、检测模块、测温模块电连接，同时测量主板与用户操作端通信连接，所述测量主板对电信号分析以此获得电导率信息和温度信息，并将电导率信息和温度信息向用户操作端发送。
[0010]电源模块用于对非接触电导检测装置进行供电。
[0011]进一步地，所述传感模组还包括设于传感板上的屏蔽上盖和屏蔽下盖。
[0012]进一步地，所述电导传感单元包括绝缘导管、激励电极和检测电极，所述激励电极和检测电极均不与微量生物样本接触。
[0013]进一步地，所述激励电极和检测电极均为铜管或铜胶带，两个电极对应的铜管或铜胶带紧绕在绝缘导管的外表面，所述激励电极与所述交流激励源电连接，所述检测电极
与所述检测模块电连接；
[0014]所述绝缘导管的一端套接有硅胶管，以便操作者用移液枪进行上样。
[0015]进一步地，所述交流激励源包括文氏桥振荡器和同向比例放大器，所述同向比例放大器与所述激励电极电连接。
[0016]进一步地，所述测量主板上设有MCU。
[0017]进一步地，所述检测模块包括I/V转换电路和峰值检波电路，所述I/V转换电路与所述检测电极电连接，在检测电极上拾取的电流信号则经由I/V转换电路放大为交流电压信号，后经峰值检波电路转换为直流信号输出到MCU的AD输入引脚。
[0018]进一步地，所述非接触电导检测装置还包括显示屏、蓝牙模块，所述显示屏、蓝牙模块均与所述测量主板电连接；
[0019]测量主板获得的电导率信息和温度信息能够显示于显示屏上，并能够通过蓝牙模块将电导率信息和温度信息向用户操作端发送。
[0020]进一步地，所述测量主板还包括主板上盖和主板下盖。
[0021]进一步地，所述的传感板和测量主板还可制作在一块电路板上，因此该装置可以设计为一体化的手持式设备，这时相应罩壳采用金属或金属合金材料制作。
[0022]进一步地，所述绝缘导管道为外径为1.6mm，内径为0.7
‑
1.4mm的聚醚醚酮(PEEK)管，所述的两个电极间隔为2
‑
15mm，以提供微升级的上样量。
[0023]进一步地，用户操作端为手机APP端，除了可显示测量结果外，还可对所述检测装置进行操控，包括但不限于连接蓝牙、装置配对、数据读取、数据记录、读数校正、数据保存、绘制结果曲线和标定等。
[0024]本专利技术第二方面提供一种利用上述非接触电导检测装置的评估微量生物样本脱盐的质控方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0025]S1、根据检测需求确定脱盐程度，即为样本所需最终盐浓度；
[0026]S2、使用移液枪对脱盐样本采样，将枪头插入绝缘导管的硅胶管中注入样本；
[0027]S3、测量样本电导率并进行温度校正；
[0028]S4、将绝缘导管一端对准干净的微型离心管，使用移液枪从另一端向绝缘导管中注入空气并重复两次，推出管中的样本进行回收，与母样本混合；
[0029]S5、根据测得的电导率估算残留盐浓度，与所需的最终盐浓度进行比对。可能一：残留盐浓度低于所需浓度，则说明已经过度脱盐。可能二：残留盐浓度大于所需浓度，则说明脱盐不足；
[0030]S6：使用移液枪向绝缘导管中注入去离子水进行清洗，然后再注入空气去除残留水分。
[0031]对于可能一，调整脱盐步骤避免过度脱盐。对于可能二，重复上述步骤中的二到六步。当估算的残留盐浓度接近所需浓度时即为完成所需程度的脱盐。
[0032]与现有装置和方法相比有以下优点：
[0033]1)样本量需求小。本方案中装置需要的样本量远小于现有的电导检测仪，最小可到4μL。因此该装置适用于初始体积小且昂贵的生物样本。
[0034]2)非接触。本方案中装置避免了现有电导检测仪的电极与待测溶液的接触问题，无需担心溶液电解对脆弱的生物样本产生影响。
[0035]3)上样方便。本方案中装置避免了现有非接触式电导检测器的泵上样，仅需移液枪即可完成上样。
[0036]4)传统的脱盐以经验作为脱盐终点的依据，往往会脱盐不足，或脱盐过度降低样本质量。而利用本装置实施的质控方法得到的脱盐样本能够同时兼顾脱盐和样本质量，最大可能地避免了样本损失和生物样本损害。
附图说明
[0037]图1是本专利技术中用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置的整体示意图；
[0038]图2是本专利技术中用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置的侧视图；
[0039]图3是本专利技术中用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置检测原理示意图；
[0040]图4是手机APP界面图。
[0041]图5是使用本专利技术应用例1对AAV9样本进行超滤脱盐的电导率检测结果图；
[0042]图6是使用本专利技术应用例2对H1299细胞样本进行透析脱盐的电导率检测结果图；
[0043]图中：1、基座，2、锂电池，3、传感板，4、屏蔽上盖，5、屏蔽下盖，6、测量主板，7、主板上盖，8、主板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置，其特征在于，所述非接触电导检测装置包括基座(1)和设于所述基座(1)上的：传感模组，包括传感板(3)，所述传感板(3)包括电导传感单元、交流激励源、检测模块和测温模块，所述交流激励源与所述电导传感单元电连接，以此实现电信号对微量生物样本的输出，所述检测模块对经过微量生物样本的电信号进行收集和处理；测量模组，包括测量主板(6)，所述测量主板(6)分别与所述交流激励源、检测模块、测温模块电连接，同时测量主板(6)与用户操作端通信连接，所述测量主板(6)对电信号分析以此获得电导率信息和温度信息，并将电导率信息和温度信息向用户操作端发送；电源模块(2)，用于对非接触电导检测装置进行供电。2.根据权利要求1所述的一种用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置，其特征在于，所述传感模组还包括设于传感板(3)上的屏蔽上盖(4)和屏蔽下盖(5)。3.根据权利要求1所述的一种用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置，其特征在于，所述电导传感单元包括绝缘导管、激励电极和检测电极，所述激励电极和检测电极均不与微量生物样本接触。4.根据权利要求3所述的一种用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置，其特征在于，所述激励电极和检测电极均为铜管或铜胶带，两个电极所对应的铜管或铜胶带紧绕在绝缘导管的外表面，所述激励电极与所述交流激励源电连接，所述检测电极与所述检测模块电连接；所述绝缘导管的一端套接有硅胶管，以便操作者用移液枪进行上样。5.根据权利要求4所述的一种用于评估微量生物样本脱盐的非接触电导检测装置，其特征在于，所述交流激励源包括文氏桥振荡器和同向比例放大器，所述同向比例放大器与所述激励电极电连接。6.根据权利要求1所述的一种用于评估微量生物样本脱盐的非...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹成喜，刘伟文，曹毅仁，张强，陶志敏，刘小平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：