本实用新型专利技术公开了基于电化学免疫法检测抗原的装置，所述电化学免疫检测装置包括微流控样品采集单元和检测单元，微流控样品采集单元与检测控制单元通过微流控通道连接；微流控样品采集单元分流至平行的一个或多个微流控检测通道，每一个微流控检测通道底部支持物上固定至少一个捕获待测抗原的抗体探针作为工作电极，在设置与工作电极相邻的检测电化学传感信号的至少一个工作电极和一个对电极，构成有序的微流控阵列芯片；抗体探针通过物理吸附或共价结合，具有高检测效率和灵敏度，因此制得的检测装置具有灵敏度高、稳定性好、重复性好、易于控制等优点，在临床、法医学、环境和医药等领域具有巨大的应用潜力。药等领域具有巨大的应用潜力。药等领域具有巨大的应用潜力。
【技术实现步骤摘要】
基于电化学免疫法检测抗原的装置
[0001]本技术涉及电化学
，具体涉及基于电化学免疫法检测抗原的装置。
技术介绍
[0002]免疫传感，自20世纪70年代以来，特异性免疫反应与灵敏的光学或电化学转导的结合引起了人们的广泛关注。由于电化学传感技术对微型化的适应性，引起了广泛的研究努力集中在具有高灵敏度和特异性的电化学排列免疫传感器和生物芯片。构建电化学免疫传感器的关键步骤之一是选择合适的探针固定方法。最广泛使用的方法是基于微球的固定化技术当探针被物理吸附或共价结合到带磁性铁芯的聚苯乙烯微球表面。虽然这种方法灵敏度高，但这种方法不能提供具有可控空间分辨率的相关免疫试剂，从而限制了其在生物芯片中的应用。另一种替代方法是使用电聚合导体聚合物作为固定化免疫试剂的基质。在福洛斯的开创性工作之后，生物分子如酶、DNA、抗体甚至整个细胞在导电聚合物中的固定化已被广泛应用于制造生物传感器，包括免疫传感器。为提高检测灵敏度，在酶联免疫法中的抗体可以用DNA功能化的纳米结构标记，该DNA标记的功能化材料可以通过聚合酶链式反应、杂交链式反应或者滚环扩增技术实现信号放大，通过该项技术，免疫反应的灵敏度与传统的酶联免疫法相比，可以提高多个数量级。在基于DNA信号放大的酶联免疫法中，催化发夹DNA探针自组装反应和杂交链式反应的放大程度有限；聚合酶链式反应虽信号放大程度高，但是其反应过程需要严格的升温和降温过程，限制了其扩大应用。比较而言，滚环扩增放大技术具有独特的优势，它采用等温扩增，可以实现信号分子105到109甚至是指数数量级的放大。但是同样需要温度控制设备，因此限制了使用给地域和环境。
[0003]因此，亟需一种灵敏度高、不需要附加设备，储存条件要求低，可在多种环境中使用的产品。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本技术的目的在于提供基于电化学信号检测抗原的免疫检测装置电化学免疫检测装置。
[0005]为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]基于电化学信号检测抗原的免疫检测装置，所述免疫检测装置包括微流控样品采集单元和检测控制单元，所述微流控样品采集单元与检测控制单元通过微流控通道连接；
[0007]所述检测控制单元分流至平行的一个或多个微流控检测通道，所述每一个微流控检测通道底部支持物上固定至少一个捕获待测抗原的抗体探针作为工作电极，再设置与工作电极相邻的检测电化学传感信号的至少一个工作电极和一个对电极，构成有序的微流控阵列芯片；
[0008]所述微流控样品采集单元通过控制阀分别与试剂单元中各功能组件连接，所述试剂单元功能组件包括待检测样品储存器、抗体探针储存器、底物储存器、酶标反应器和清洗溶液容器；
[0009]所述检测控制单元还含有采集传感电极信号模块，控制微流控样品进样和流量模块，放大电信号模块，模数转换处理模块、无线信号传输模块和数据处理模块。
[0010]优选的，所述检测通道底部支持物为但不限于碳材料、石墨烯、金属氧化物、碳化物、聚合物或他们的混合物；所述固定为在所述工作电极的支持物上物理吸附或共价结合捕获待测抗原的抗体探针。
[0011]优选的，所述检测抗原的方法为三明治免疫检测法，或竞争免疫检测法，或直接抗体抗原结合检测法。
[0012]优选的，所述支持物为聚吡咯丙酸涂层。
[0013]优选的，所述物理吸附为但不限于利用支持物的多孔性能或表面吸附性能物理吸附抗体探针；所述共价结合为但不限于在支持物上修饰有机或生物分子共价连接抗体探针。
[0014]优选的，还包括微流控废液处理循环单元，所述废液处理循环单元的入口与检测控制单元的出口连接，废液处理循环单元的出口分别连接废液容器和底物储存器。
[0015]优选的，所述捕获样品中抗原的抗体探针为但不限于检测癌症、糖尿病、致病微生物、遗传性疾病、心脑血管疾病的抗体。
[0016]优选的，所述微流控样品采集单元通过处理器产生脉宽调制(PWM，Pulse Width Modulation)信号控制注射泵，实现样品量的动态调节。
[0017]所述检测控制单元采用ARM架构的STM32微处理器作为核心芯片搭建电路。
[0018]本技术的有益效果在于：本技术公开了基于电化学信号检测抗原的免疫检测装置，装置核心部分的传感电极利用聚吡咯丙酸(PPA)薄膜丰富的羧基用于共价连接蛋白质探针，聚吡咯丙酸(PPA)薄膜具有多孔结构和亲水性，提高抗体的结合数量，并有利于电子传输，与传统的固定生物分子方法相比，显著提高检测效率和灵敏度。
[0019]微流控样品采集单元通过处理器产生PWM信号控制注射泵，实现样品量的动态调节；并且可设置为阵列结构，实现多分子检测。
[0020]检测控制单元采用ARM架构的STM32微处理器作为核心芯片，强化数据处理及控制功能，采用多级信号放大电路，电流信号检测限由μA级降至nA级。根据实时检测数据，动态调整样品采集试剂注射量，提高稳定性。提供无线传输功能，便于移动式远程操作。
[0021]还设置微流控清洗单元，实现废液回收，循环利用。将氧化反应产物PQI在电极的反应下还原，生成电活性产物PAP输送回反应池，循环利用。可以大幅度提高灵敏度，减少检测所需样品量。
[0022]本方法得到大量验证，成熟可靠。
附图说明
[0023]为了使本技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本技术提供如下附图进行说明：
[0024]图1为聚吡咯丙酸(PPA)的制备原理图；
[0025]图2为聚吡咯丙酸(PPA)薄膜原子力显微镜图(a：0.05μm氧化铝粉末抛光后的裸电极表面，扫描尺寸50μm；b：0.05μm氧化铝粉末抛光后的裸电极表面，扫描尺寸10μm；c：PPA涂层电极表面，电荷为50mc，扫描尺寸50μm；d：PPA涂层电极表面，电荷为50mc，扫描尺寸10μm；
Modulation)信号输入到步进电机驱动器DRV8834中，驱动器驱动注射泵注射试剂。STM32处理器实时读取检测电流信号，产生实时PWM输出信号至人机互交界面，实现样品和其他添加物的自动添加和实时动态调节，同时得到检测结果。
[0048]所述微流体通道3设置有检测电化学信号的工作电极4和对电极10；所述工作电极传感电极由实施例1的传感电极作为支持物能够固定至少一个捕获待测抗原的抗体探针；所述微流体样品采集单元的入口通过控制阀分别与试剂单元11中各功能组件连接，试剂单元11包括待检测样品储存器5、抗体探针储存器13、底物储存器6、酶标反应储存器7和清洗溶液容器8，微流体通道出口与废液容器9连接(图5)。本实施例中，所述微流体通道所述流道设置有至少一个分流道，工作电极和对电极设置于分流道上，形成构成有序的微流控阵列芯片检测样品，在不同位置的传感电极上结合检测不同分子的捕获抗体，可以实现多种分子同时检测。微流控阵列芯片的样品采集单元程序流程图如图6所示。
[0049]所述检测控制单元2含有采本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于电化学免疫法检测抗原的装置，其特征在于：所述检测抗原的装置包括微流控样品采集单元和检测控制单元，所述微流控样品采集单元与检测控制单元通过微流控通道连接；所述检测控制单元设置平行的一个或多个微流控检测通道，所述每一个微流控检测通道底部支持物上固定至少一个捕获待测抗原的抗体探针作为工作电极，再设置与工作电极相邻的检测电化学传感信号的至少一个工作电极和一个对电极，构成有序的微流控阵列芯片；所述微流控样品采集单元通过控制阀分别与试剂单元中各功能组件连接，所述试剂单元功能组件包括待检测样品储存器、抗体探针储存器、底物储存器、酶标反应器和清洗溶液容器；所述检测控制单元还含有采集传感电极信号模块，控制微流控样品进样和流量模块，放大电信号模块，模数转换处理模块、无线信号传输模块和数据处理模块。2.根据权利要求1所述基于电化学免疫法检测抗原的装置，其特征在于：所述检测通道底部支持物为但不限于碳材料、石墨烯、金属氧化物或碳化物；所述固定为在所述工作电极的支持物上物理吸附或共价结合捕获待测抗原的抗体探针。3.根据权利要求1所述基于电...
【专利技术属性】
技术研发人员：李长明，刘峰，邹卓，史转转，张嫄媛，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：新型
国别省市：
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