【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学传感器的，具体涉及一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置及方法。
技术介绍
1、羧基化磁珠，属于生物磁珠的一种，具有亚微米尺度粒径、单分散性强、羧基含量高等特点，但是目前包括羧基化磁珠在内的生物磁珠多用于如食品安全监测、水质分离等领域中，忽视了其能够与磁性物质如磁片组成快速可装卸的检测装置这一优点在生物传感器
的潜力。
2、生物传感器包括有参比电极、对电极和工作电极，工作电极可以用各种材料进行修饰以满足不同的检测要求，目前绝大多数生物传感器的工作电极经过修饰后所能检测的物质范围就已经被限定了，缺乏灵活性和重复性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，一方面，提供一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，可实现针对同一检测电极进行多次重复检测，而不影响传感器的功能修饰状态，解决了传统可抛电极重复性低、无法多次测量的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，包括微处理器模块、电源模块、激励电极单元、模数转化模块、数模转化模块、通讯模块及装卸模块，所述模数转化模块和所述通讯模块分别连接所述微处理器模块，所述激励电极单元连接所述数模转化模块和所述电源模块，微处理器模块，用于采集和传输信号；电源模块，用于给生物传感装置供电，提供3.7v的电压；激励电极单元，用于为生物传感装置提供检测电极体系；模数转化模块，用于实时监测电压变化；数模转化模块，用于控
4、优选的，还包括放大器，所述放大器与所述模数转化模块的输入端电连接，所述微处理器模块采集和传输所述模数转化模块输出的信号，所述放大器、所述模数转化模块和所述数模转化模块用于控制和输出三电极生物传感器进行物质检测所需要的电压。
5、优选的，所述激励电极单元包括工作电极、对电极和参比电极，所述工作电极的输入端与所述数模转化模块的输出端电连接；所述参比电极的输入端与所述数模转化模块的输出端电连接；所述对电极的输入端与数模转化模块的输出端电连接；所述工作电极用于承载羧基化磁珠等纳米材料，所述工作电极用于检测目标物质；所述对电极用于与所述工作电极形成电流回路；所述参比电极用于所述工作电极进行电极电势比较，用于测定所述工作电极的电极电势。
6、优选的，所述工作电极、所述对电极与所述参比电极采用绝缘且粘性适中的pdms薄膜为载体。
7、优选的，所述数模转化模块、所述模数转化模块、所述放大器、所述通讯模块与所述微处理器模块集成在同一电路板上，所述电路板上安装有电池，所述电池与所述电路板电连接。
8、优选的，还包括电源模块管理单元，所述电源模块管理单元的输入端与所述电池的输出端电连接。
9、优选的，所述装卸模块包括装载有磁片的pmds薄膜层，所述羧基化磁珠以装载有磁片的pdms薄膜层置于装载工作电极的pdms薄膜层下面，通过磁力固定于工作电极表面，所述羧基化磁珠上的功能团用于与抗体共价键连接，用于检测目标生物标志物。
10、优选的，所述工作电极表面修饰有多层的纳米材料。
11、优选的，所述微处理器模块为微处理器模块，所述通讯模块为蓝牙模块。
12、优选的，装置所使用的柔性基底均为对人体无害的柔性材料。
13、另一方面，提供一种基于纳米磁珠的快速装卸生物传感检测方法，包括：
14、将待测溶液滴加于工作电极上；
15、微处理器模块控制电源管理单元输出扫描电势，经过数模转化模块与电源管理单元输出到电极上，输出扫描电势，经过数模转化模块输出到工作电极上，对待测溶液施加激励；
16、通过模数转化模块接收微处理器模块输出的电压信号，控制输出电压的变化，得到电压-电流关系，以得到待测溶液中生物标志物的浓度信息；
17、记录同一生物标志物的不同浓度待测溶液下的电压-电流关系，并通过通讯模块将检测结果发送至上位机；
18、通过装卸模块固定磁片的基底，消除施加在羧基化磁珠的磁力，使得羧基化磁珠处于可移动状态，使用磁性物质将羧基化磁珠从工作电极表面脱离，然后，通过重新组装固定有磁片的基底，将新的羧基化磁珠固定在工作电极表面上，形成新的检测装置，实现针对同一检测电极进行多次重复检测，而不影响传感器的功能修饰状态。
19、上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果
20、本专利技术的装置为便携式、简易化的电化学工作站且整体装置均采用对人体无害的柔性材料作为载体，因此能够在不影响使用者正常行动的情况情况下进行实时生物检测、检测结果的记录与监管；所述装置通过装卸所述固定有磁片的载体层，使得所述羧基化磁珠能够快速卸下、更换，实现针对同一检测电极进行多次重复检测，而不影响传感器的功能修饰状态，解决了传统可抛电极重复性低、无法多次测量的问题。
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1.一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于，包括微处理器模块、电源模块、激励电极单元、模数转化模块、数模转化模块、通讯模块及装卸模块，所述模数转化模块和所述通讯模块分别连接所述微处理器模块，所述激励电极单元连接所述数模转化模块和所述电源模块；
2.如权利要求1所述的一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于：还包括放大器，所述放大器与所述模数转化模块的输入端电连接，所述微处理器模块采集和传输所述模数转化模块输出的信号，所述放大器、所述模数转化模块和所述数模转化模块用于控制和输出三电极生物传感器进行物质检测所需要的电压。
3.如权利要求1所述的一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于，所述激励电极单元包括工作电极、对电极和参比电极，所述工作电极的输入端与所述数模转化模块的输出端电连接；所述参比电极的输入端与所述数模转化模块的输出端电连接；所述对电极的输入端与数模转化模块的输出端电连接；
4.如权利要求3所述的一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于：所述工作电极、所述对电极与所述参比电极采用绝缘且粘性的PD
5.如权利要求2所述的一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于：所述数模转化模块、所述模数转化模块、所述放大器、所述通讯模块与所述微处理器模块集成在同一电路板上，所述电路板上安装有电池，所述电池与所述电路板电连接。
6.如权利要求5所述的一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于：还包括电源模块管理单元，所述电源模块管理单元的输入端与所述电池的输出端电连接。
7.如权利要求4所述的一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于：所述装卸模块包括装载有磁片的PMDS薄膜层，所述羧基化磁珠以装载有磁片的PDMS薄膜层置于装载工作电极的PDMS薄膜层下面，通过磁力固定于工作电极表面，所述羧基化磁珠上的功能团用于与抗体共价键连接，用于检测目标生物标志物。
8.如权利要求4所述的一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于：所述工作电极表面修饰有多层的纳米材料。
9.如权利要求1所述的一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于：所述微处理器模块为微处理器模块，所述通讯模块为蓝牙模块。
10.一种基于纳米磁珠的快速装卸生物传感检测方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于，包括微处理器模块、电源模块、激励电极单元、模数转化模块、数模转化模块、通讯模块及装卸模块，所述模数转化模块和所述通讯模块分别连接所述微处理器模块，所述激励电极单元连接所述数模转化模块和所述电源模块；
2.如权利要求1所述的一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于：还包括放大器，所述放大器与所述模数转化模块的输入端电连接，所述微处理器模块采集和传输所述模数转化模块输出的信号，所述放大器、所述模数转化模块和所述数模转化模块用于控制和输出三电极生物传感器进行物质检测所需要的电压。
3.如权利要求1所述的一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于，所述激励电极单元包括工作电极、对电极和参比电极，所述工作电极的输入端与所述数模转化模块的输出端电连接；所述参比电极的输入端与所述数模转化模块的输出端电连接；所述对电极的输入端与数模转化模块的输出端电连接；
4.如权利要求3所述的一种基于纳米磁珠的快速装载生物传感装置，其特征在于：所述工作电极、所述对电极与所述参比电极采用绝缘且粘性的pdms薄膜为载体。
5.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽涛，李俊杰，范斌，陈乾，李爽，马帅，侯世科，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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