本发明专利技术涉及一种基于细胞分选与检测集成的微流控生物传感芯片，包括微流控分选阵列和微波谐振器，微流控分选阵列具有多级分选通道，分选通道上设置有定量腔，分选通道用于对细胞进行分离；微波谐振器包括两个单通带滤波器，两个单通带滤波器共用输入输出耦合馈电结构，微波谐振器具有敏感区域，敏感区域与微流控分选阵列的定量腔键合。本发明专利技术通过共用输入输出耦合馈电结构，将两个可独立控制的单通带滤波器进行结合设计，并结合多级分选通道提供细胞分选与检测功能集成的微流控生物传感芯片。片。片。
【技术实现步骤摘要】
基于细胞分选与检测集成的微流控生物传感芯片及其应用
[0001]本专利技术涉及生物传感器
，尤其是指一种基于细胞分选与检测集成的微流控生物传感芯片及其应用。
技术介绍
[0002]微流控技术是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上的能力，因此又称为芯片实验室。在现阶段，主流形式的微流控芯片多由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以实现常规化学或生物等实验室的各种功能，微流控技术已成为新一代生物研究的主流技术。
[0003]微波生物传感器作为传感器应用分支的一种，其原理是在周围环境改变时，微波器件的谐振频率、插入损耗的幅值和品质因数Q值会随之发生改变，由固定化的生物敏感材料作为识别元件，利用被检生物标记物自身介电常数特性的变化所引起的微波器件的参数变化来实现生物传感的功能，可以通过测量谐振点频移、幅值变化来确定环境中的变化。与其他类型的传感器相比较而言，微波生物传感器具有以下优点：(1)微波传感器和环境相互作用导致的介电常数变化在常温条件下即可完成，可以实现低功耗、无线监测、便携式系统的开发；(2)微波器件的设计灵活度高，传感器具有更大的可选频率空间，无需荧光标记，且在不同频率下对环境变化较为敏感，灵敏度高；(3)基于稳态分布和时间分辨频谱，可以推导其衍生参数并实现多参数测量，提供更多的实验数据，为更好地分析和理解微波传感器的工作机理奠定数据基础；(4)基于半导体微加工方法实现的微波传感器易于与其他匹配电路和显示模块集成，反应速度快、操作简单，能够实现数据的提取、传输和显示。但是受到工作原理特异性的影响，微波传感器在检测环境变化的同时，其选择性检测有待进一步提高：当有多种混合物体影响到微波传感器时，难以检测出变化是受到一种还是多种样品的影响，这在一定程度上限制了微波传感器的应用。同时由于微波传感器非常灵敏，所以每一次感知环境变化区域的差异性也会影响到其检测结果，导致实验误差。另一方面，被检样品或溶液的用量以及形状也会对微波传感器的测量结果产生较大影响，所以测量结果的精确性受到了极大的限制。目前的研究中，通过多个工作频率对待测样品进行扫频，进而确定样品的最佳敏感频率成为解决特异性的有效方法之一；通过微流控通道结构固定待测样品的用量和形状能够良好的解决测量精确性问题。因此，在有限的带宽资源下设计出高性能、小型化、多通带、定量检测型的谐振器仍然是微波生物传感器设计的难点之一，亟待解决。
技术实现思路
[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种基于细胞分选与检测集成的微流控生物传感芯片及其应用，其提供细胞分选与检测功能集成的微流控生物传感芯片。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于细胞分选与检测集成的微流控生物
传感芯片，包括：
[0006]微流控分选阵列，其具有多级分选通道，分选通道上设置有定量腔，所述分选通道用于对细胞进行分离；
[0007]微波谐振器，其包括两个单通带滤波器，两个单通带滤波器共用输入输出耦合馈电结构，所述微波谐振器具有敏感区域，所述敏感区域与所述微流控分选阵列的定量腔键合。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述微流控分选阵列包括至少两级分选通道，其中一级分选通道包括第一圆环通道、第二圆环通道和第一直通道，所述第一圆环通道通过所述第一直通道连通所述第二圆环通道，两级分选通道包括第二直通道，所述第二直通道包括正方形通道和矩形通道，所述正方形通道与矩形通道交替连接而构成第二直通道。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述第一圆环通道设置有第一样品入口和第二样品入口，所述第二样品入口连通所述第二圆环通道，所述第二圆环通道设置有第一样品出口，所述第一样品出口连通有三叉通道，所述三叉通道的其中两个通道连通第二直通道，三叉通道的另一个通道设置有第二样品出口，所述第二直通道中的最后一段矩形通道上设置有定量腔。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述微流控分选阵列还包括至少一个第一对准键模块，至少一个第一对准键模块用于与所述微波谐振器键合。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述单通带滤波器包括玻璃基板和金属结构，所述金属结构设置于所述玻璃基板上。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述金属结构包括两个半波长矩形开环微带线结构，两个半波长矩形开环微带线结构以微带线对称设置于所述玻璃基板上。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述半波长矩形开环微带线结构具有敏感区域，所述敏感区域设置于环的开口处。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，单层玻璃基板的厚度为1mm，金属厚度为500nm，玻璃基板的整体大小为51
×
25mm。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述微波谐振器还包括至少一个第二对准键模块，至少一个第二对准键模块用于与所述第一对准键模块键合。
[0016]此外，本专利技术还提供了一种基于细胞分选与检测集成的微流控生物传感芯片在细胞分选、细胞检测领域的应用。
[0017]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0018]本专利技术通过共用输入输出耦合馈电结构，将两个可独立控制的单通带滤波器进行结合设计，并结合多级分选通道提供细胞分选与检测功能集成的微流控生物传感芯片。
附图说明
[0019]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0020]图1为本专利技术提出的微流控分选阵列的3D结构示意图。
[0021]图2为本专利技术提出的微流控分选阵列的俯视图。
[0022]图3为本专利技术提出的一级分选通道的结构示意图。
[0023]图4为本专利技术提出的二级分选通道的结构示意图。
[0024]图5是本专利技术提出的微波谐振器的3D结构示意图。
[0025]图6是本专利技术提出的微波谐振器的俯视图。
[0026]图7是本专利技术提出的微波谐振器的等效电路图。
[0027]附图标记如下：1、一级分选通道；2、二级分选通道；3、定量腔；4、第一对准键模块；5、第一样品入口；6、第二样品入口；7、第一样品出口；8、第二样品出口；9、第一废液出口；10、第二废液出口；11、金属结构；12、玻璃基板；13、第二对准键模块。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0029]请参照图1至图7所示，本专利技术实施例提供了一种基于细胞分选与检测集成的微流控生物传感芯片，包括微流控分选阵列和微波谐振器，微流控分选阵列具有多级分选通道，分选通道上设置有定量腔3，所述分选通道用于对细胞进行分离；微波谐振器包括两个单通带滤波器，两个单通带滤波器共用输入输出耦合馈电结构，所述微波谐振器具有敏感区域，所述敏感区域与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于细胞分选与检测集成的微流控生物传感芯片，其特征在于，包括：微流控分选阵列，其具有多级分选通道，分选通道上设置有定量腔，所述分选通道用于对细胞进行分离；微波谐振器，其包括两个单通带滤波器，两个单通带滤波器共用输入输出耦合馈电结构，所述微波谐振器具有敏感区域，所述敏感区域与所述微流控分选阵列的定量腔键合。2.根据权利要求1所述的一种基于细胞分选与检测集成的微流控生物传感芯片，其特征在于：所述微流控分选阵列包括至少两级分选通道，其中一级分选通道包括第一圆环通道、第二圆环通道和第一直通道，所述第一圆环通道通过所述第一直通道连通所述第二圆环通道，两级分选通道包括第二直通道，所述第二直通道包括正方形通道和矩形通道，所述正方形通道与矩形通道交替连接而构成第二直通道。3.根据权利要求2所述的一种基于细胞分选与检测集成的微流控生物传感芯片，其特征在于：所述第一圆环通道设置有第一样品入口和第二样品入口，所述第二样品入口连通所述第二圆环通道，所述第二圆环通道设置有第一样品出口，所述第一样品出口连通有三叉通道，所述三叉通道的其中两个通道连通第二直通道，三叉通道的另一个通道设置有第二样品出口，所述第二直通道中的最后一段矩形通道上设置有定量腔。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于细胞分选与检测集成的微流控...
【专利技术属性】
技术研发人员：强天，李仲浩，雷玉双，李渊博，陈仟龙，杨森，王彦雄，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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