基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器及制备方法，属于病毒检测技术领域；解决了现有磁弹性传感器在病毒检测中存在的检测装置复杂

【技术实现步骤摘要】
基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器及制备方法


[0001]本专利技术提供了一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器及制备方法，属于病毒检测

。

技术介绍

[0002]生化传感技术发展迅速，在环境监测
、
临床医学和畜牧业等领域发挥着不可或缺的重要作用
。
磁弹性传感器（又称为磁致伸缩传感器）具有高灵敏度
、
低成本
、
非接触测量和不需要电源等诸多优点，获得了越来越广泛的关注，尤其是在生物传感器领域
。
设计高性能的磁弹性传感器并将其应用于病毒检测中具有重要的现实意义和实用价值
。
[0003]但是现有的磁弹性传感器集成度低，样本需求量大，线圈与芯片分离，检测装置复杂，不利于现场即时检测，并且大多采用大型分析仪器设备，成本昂贵
。
此外，样品暴露在空气中，会对环境产生一定的污染，气溶胶的扩散使得后续的样本检测容易出现假阳性
。
且目前关于微流控技术和磁弹性传感技术相结合的研究报道较少，现有的文献报道使用光刻技术在衬底位置制作方形导电线圈的工艺方法，但是采用该方法制备的线圈产生的磁场强度较小，同时线圈的利用率较低
。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决现有磁弹性传感器在病毒检测中存在的检测装置复杂
、
成本昂贵等问题，提出了一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器及制备方法
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器，包括微流控系统和检测系统，所述微流控系统包括微流控腔体，所述微流控腔体外侧为
PDMS
衬底薄膜，所述微流控腔体内部固化有导电线圈，所述导电线圈中心固定有反应腔，所述反应腔内用于放置磁致伸缩免疫传感芯片，所述反应腔两侧连接有进样口和出样口；所述检测系统包括检测电路板，所述检测电路板的输入端分别与导线线圈的两端相连，所述检测电路板还通过导线连接有显示屏
。
[0006]所述导电线圈顶部还设置有密封盖
。
[0007]所述导电线圈通过
PDMS
预置液固化在微流控腔体内
。
[0008]所述微流控系统通过
3D
打印技术制成的模具进行制作
。
[0009]所述导电线圈具体采用铜丝线圈
。
[0010]所述磁致伸缩免疫传感芯片是通过在传感芯片上修饰抗体得到的
。
[0011]一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器的制备方法，包括如下步骤：
S1
：模具的制备：使用软件将微流控系统制备需要的模具立体图形画好，使用
3D
打印设备将模具打印出来，微流控系统制备需要的模具包括模具
1、
模具
2、
圆柱模具
、
长方体模具
、
封盖模具和衬底模具；
S2
：制备
PDMS
预置液，用导电线圈将圆柱模具紧密缠绕至设定高度，并将导电线圈
的两端在圆柱模具的顶端引出；
S3
：根据模具制备微流控系统：
S3.1
：将缠有线圈的圆柱固定在模具2的固定口处，之后将其一起放在模具1中；
S3.2
：在装配好的模具2中加入上述配置好的
PDMS
预置液，使
PDMS
预置液没过线圈顶部；
S3.3
：固化
PDMS
；
S3.4
：将圆柱模具抽出，此时线圈留在了
PDMS
中，之后将长方体放在圆柱模具形成的圆柱形空腔内，将两个模具之间的空隙用
PDMS
预置液填充满，固化，之后将长方体模具抽出；
S3.5
：将固化的
PDMS
微流控系统脱模；
S3.6
：用衬底模具制备衬底薄膜；
S3.7
：用
PDMS
预置液当作粘合剂将
S3.5
中形成的微流控系统和
S3.6
中形成的衬底薄膜粘合在一起；
S3.8
：用封盖模具制作封盖；
S4
：在传感芯片上进行抗体修饰，制备得到磁致伸缩免疫传感芯片
。
[0012]所述步骤
S4
中制备磁致伸缩免疫传感芯片的过程如下：
S4.1
：利用超声波将已经溅射金的
Metglas2826
在去离子水中清洗，清洗完成后等待薄膜自然风干，然后将清洗过的传感芯片浸入到巯基乙胺溶液中，室温避光环境下放置一段时间后取出，形成自组装膜
SAM
；将形成了
SAM
的传感芯片从巯基乙胺溶液中取出，用移液器抽出巯基乙胺，并且加入
PBS
溶液浸泡，用于除去表面未完全固定的巯基乙胺；
S4.2
：然后将抗体溶液用
PBS
溶液稀释，得到适当的抗体浓度，在室温下，将抗体溶液与包含有
EDC
和
NHS
的溶液混合震荡一段时间，使抗体中的羧基激活成
NHS
酯；
S4.3
：最后，将传感芯片浸泡在活化后的抗体溶液中，在
37℃
环境下放置一段时间，使其与传感芯片的表面均匀结合；然后将修饰完抗体的传感芯片从抗体溶液中取出，并在
PBS
溶液中稀释，将泡有传感芯片的
PBS
溶液放置在
37℃
的环境中静置一段时间，以除去物理吸附在表面上的抗体，至此用于检测的磁致伸缩免疫传感芯片制备完成
。
[0013]所述模具1具体为内部中空的长方体形状，底部开设有用于脱模的孔；所述模具2具体为在长方体上开设有圆形腔，圆形腔两侧连接有圆管；所述圆柱模具上设置有与圆形腔对应的凸起的小圆柱，所述长方体模具的顶部也设置有凸起的圆柱，两个凸起的圆柱分别与封盖模具内部的凹槽对应，其中圆柱模具的直径大于长方体模具的长度，圆柱模具与长方体模具上分别设置有与模具2上两个圆管相连的伸出端，使得固化后通过伸出端与两个圆管形成进样口和出样口；所述衬底模具为与模具2中长方体对应的内部中空的长方体，能够将模具2放置在衬底模具内
。
[0014]本专利技术相对于现有技术具备的有益效果为：
1、
本专利技术使用
3D
打印技术制备固化
PDMS
薄膜的模具，首次采用将导电铜线圈固化在
PDMS
微流控薄膜中的线圈集成方式，同时反应腔被固定在导电线圈中心
。
在检测时可以保证传感芯片在线圈的最中心且磁场强度最大的位置，同时固化在微流控薄膜的线圈与外界相隔离，减小了外界对线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器，其特征在于：包括微流控系统和检测系统，所述微流控系统包括微流控腔体，所述微流控腔体外侧为
PDMS
衬底薄膜，所述微流控腔体内部固化有导电线圈，所述导电线圈中心固定有反应腔，所述反应腔内用于放置磁致伸缩免疫传感芯片，所述反应腔两侧连接有进样口和出样口；所述检测系统包括检测电路板，所述检测电路板的输入端分别与导线线圈的两端相连，所述检测电路板还通过导线连接有显示屏
。2.
根据权利要求1所述的一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器，其特征在于：所述导电线圈顶部还设置有密封盖
。3.
根据权利要求2所述的一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器，其特征在于：所述导电线圈通过
PDMS
预置液固化在微流控腔体内
。4.
根据权利要求3所述的一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器，其特征在于：所述微流控系统通过
3D
打印技术制成的模具进行制作
。5.
根据权利要求1所述的一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器，其特征在于：所述导电线圈具体采用铜丝线圈
。6.
根据权利要求1所述的一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器，其特征在于：所述磁致伸缩免疫传感芯片是通过在传感芯片上修饰抗体得到的
。7.
一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1
：模具的制备：使用软件将微流控系统制备需要的模具立体图形画好，使用
3D
打印设备将模具打印出来，微流控系统制备需要的模具包括模具
1、
模具
2、
圆柱模具
、
长方体模具
、
封盖模具和衬底模具；
S2
：制备
PDMS
预置液，用导电线圈将圆柱模具紧密缠绕至设定高度，并将导电线圈的两端在圆柱模具的顶端引出；
S3
：根据模具制备微流控系统：
S3.1
：将缠有线圈的圆柱固定在模具2的固定口处，之后将其一起放在模具1中；
S3.2
：在装配好的模具2中加入上述配置好的
PDMS
预置液，使
PDMS
预置液没过线圈顶部；
S3.3
：固化
PDMS
；
S3.4
：将圆柱模具抽出，此时线圈留在了
PDMS
中，之后将长方体放在圆柱模具形成的圆柱形空腔内，将两个模具之间的空隙用
PDMS
预置液填充满，固化，之后将长方体模具抽出；

【专利技术属性】
技术研发人员：郭星，王志稳，桑胜波，赵冬，葛阳，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：