测量装置及其检测方法制造方法及图纸

本申请属于生化物质检测领域，尤其涉及一种测量装置及其检测方法，该测量装置包括检测系统、SPRi系统、太赫兹成像系统以及采集控制系统。该测量装置引入太赫兹成像系统，并在微阵列芯片底部的样品池上设置四个通道，依次分别在第一通道通入标准样品、在第二通道通入待测分子、在第三通道通入标准样品、在第四通道通入待测分子，通过采集控制系统控制四个通道实现不同样品注入，同时控制光源组件和太赫兹发射器运动，使p偏振光束和太赫兹信号同时照射同一路通道，通过不同通道之间信号的计算，在太赫兹成像系统对流体内样品种类的判定即可实现待测分子较标准样品的折射率变化，以及提高特异性结合的起始、终止时间判断的准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
测量装置及其检测方法


[0001]本申请涉及生化物质检测
，尤其涉及一种测量装置及其检测方法。

技术介绍

[0002]生物化学分子亲和力分析是一种测量并计算分子间结合强度的技术，主要用于判定两个分子之间是否存在特定的亲和力。这种技术可以用于研究分子间相互作用的机制，以及探索药物、蛋白质和生物大分子之间的相互作用。目前常用的生物化学分子亲和力分析主要依靠分子间相互作用动力学检测方法，通过动力学模型拟合监测得到的分子间结合产生信号(比如光学、热力学等)得到亲和力信息。和热力学等只能在结合达到动态平衡状态进行检测的单通道分析方法相比，表面等离子共振成像(surface plasmon resonance imaging,简称SPRi)具有可实时监测分子间结合各阶段信号以及多通道扩展等技术优势，因此在药物研发、生物大分子结构预测和疾病诊断和治疗等领域有着广泛的应用。
[0003]基于SPRi技术进行生物化学分子亲和力分析的基本原理是在金属表面进行化学修饰并固定生物化学分子(以下简称“固定分子”)后，通入与之相结合的分子溶液(以下简称“待测分子”)使两者在修饰表面产生特异性结合，上述过程中一束特定波长和入射角度的p偏振光束通过介质耦合器(如棱镜、光栅等)在金属
‑
修饰表面界面处激发表面等离子波(surface plasmon wave,简称SPW)并进行能量转移，上述能量的转移比例随着待测分子的通入及特异性结合产生变化，由此改变了阵列探测器连续收集的界面处反射光强度，通过动力学模型拟合反射光强度信号即可得到上述特异性结合的亲和力数据。采用SPRi传感器进行生物化学分子亲和力分析的一个局限性在于待测分子的通入与特异性结合发生在同一个空间，导致通入时间节点和特异性结合的起始、终止时间难以有效区分，导致待测分子通入带来的体折射率变化难以有效扣除，同时对于亲和力分析的准确性具有一定影响。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种测量装置及其检测方法，能够有效区待测分子较标准样品的折射率变化、待测分子与固定分子结合的起始和终止时间，提高亲和力分析的准确性。
[0005]为此，根据本申请的一个方面，提供了一种测量装置，包括：
[0006]检测系统，包括微阵列芯片以及与微阵列芯片接触的样品池，样品池具有第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，微阵列芯片具有与第三通道和第四通道对应的固定分子；
[0007]SPRi系统，包括光源组件、第一直线模组以及第一阵列探测器，光源组件设置于第一直线模组上并能够在第一直线模组的驱动下改变位置，以向第一通道或第二通道或第三通道或第四通道发射p偏振光束，第一阵列探测器用于接收微阵列芯片的金属
‑
介质界面的反射光束；
[0008]太赫兹成像系统，包括太赫兹发射器、第二直线模组以及第二阵列探测器，太赫兹发射器设置于第二直线模组上并能够在第二直线模组的驱动下改变位置，以向第一通道或
第二通道或第三通道或第四通道发射太赫兹信号，第二阵列探测器用于接收微阵列芯片的表面在流体一侧反射的太赫兹信号；以及
[0009]采集控制系统，用于控制光源组件、第一直线模组、太赫兹发射器和第二直线模组的动作，以及采集并计算第一阵列探测器和第二阵列探测器的数据。
[0010]可选地，检测系统还包括多路流体阀、标准样品进样泵、待测分子进样泵以及控制器，第一通道、第二通道、第三通道和第四通道分别连通于多路流体阀的五个出口，标准样品进样泵和待测分子进样泵分别连通于多路流体阀的两个入口，控制器电连接于采集控制系统，控制器用于控制多路流体阀、标准样品进样泵和待测分子进样泵的工作。
[0011]可选地，光源组件包括沿光路方向依次设置的可见光源、准直透镜和偏振片。
[0012]可选地，第一直线模组和第二直线模组的动力源均采用步进电机。
[0013]可选地，步进电机的精度为0.1mm。
[0014]可选地，样品池的材料采用聚二甲基硅氧烷。
[0015]可选地，微阵列芯片的的制备方法为：
[0016]将玻璃基底通过预设体积比的乙醇
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乙醚混合液超声清洗第一预设时长，以清洁玻璃基底的表面；
[0017]将清洁后的玻璃基底放入电子束蒸镀仪器中，并抽真空使气压值降至预设气压值；以第一预设速率蒸镀第一预设厚度的铬作为粘附层；在粘附层上以第二预设速率蒸镀第二预设厚度的金或者银作为上金属表面；在上金属表面上以第三预设速率旋转涂覆预设质量分数的聚碳酸酯作为波导层；在波导层上以第四预设速率蒸镀第四预设厚度的金或者银作为下金属表面；在金属表面上以第五预设速率蒸镀第五预设厚度的碲化镉作为太赫兹信号增强层；
[0018]将蒸镀后的玻璃基底放入第一预设浓度的巯基烷酸溶液中浸泡第二预设时长，形成单分子自组装层；
[0019]采用高分子聚合物溶液浸泡第三预设时长形成水凝胶表面；
[0020]在水凝胶表面上对应于第三通道和第四通道的区域内涂覆固定分子。
[0021]可选地，预设体积比的取值范围为1:1
‑
1:10；第一预设时长大于30min；
[0022]预设气压值小于10
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5mTorr；
[0023]第一预设速率小于0.1nm/s；第一预设厚度的取值范围为0.5nm
‑
2.5nm；
[0024]第二预设速率大于0.01nm/s；第二预设厚度的取值范围为25nm
‑
35nm；
[0025]第三预设速率为2000r/s；预设质量分数为1％；
[0026]第四预设速率大于0.01nm/s；第四预设厚度的取值范围为25nm
‑
35nm；
[0027]第五预设速率为0.01nm/s；第五预设厚度的取值范围10nm
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20nm；
[0028]第一预设浓度大于0.1mM，第二预设时长大于30min；
[0029]第三预设时长大于30min。
[0030]根据本申请的另一个方面，提供了一种检测方法，基于如上的测量装置，检测方法包括以下步骤：
[0031]S1：实验前，测量标准样品、待测分子和固定分子的SPRi信号的太赫兹吸收系数；
[0032]S11：移动光源组件和太赫兹发射器，使p偏振光束和太赫兹信号射入第一通道，向第一通道通入标准样品，由第一阵列探测器和第二阵列探测器分别测量SPRi信号和太赫兹
信号，由采集控制系统计算预设频率时太赫兹吸收系数；
[0033]S12：移动光源组件和太赫兹发射器，使p偏振光束和太赫兹信号射入第二通道，向第二通道通入待测分子为预设浓度的免疫球蛋白，由第一阵列探测器和第二阵列探测器分别测量SPRi信号和太赫兹信号，由采集控制系统计算预设频率时太赫兹吸收系数，计算标准样品和待测分子的SPRi信号差值；
[0034]S13：移动光源组件和太赫兹发射器，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量装置，其特征在于，包括：检测系统，包括微阵列芯片以及与所述微阵列芯片接触的样品池，所述样品池具有第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，所述微阵列芯片具有与所述第三通道和所述第四通道对应的固定分子；SPRi系统，包括光源组件、第一直线模组以及第一阵列探测器，所述光源组件设置于所述第一直线模组上并能够在所述第一直线模组的驱动下改变位置，以向所述第一通道或所述第二通道或所述第三通道或所述第四通道发射p偏振光束，所述第一阵列探测器用于接收所述微阵列芯片的金属
‑
介质界面的反射光束；太赫兹成像系统，包括太赫兹发射器、第二直线模组以及第二阵列探测器，所述太赫兹发射器设置于所述第二直线模组上并能够在所述第二直线模组的驱动下改变位置，以向所述第一通道或所述第二通道或所述第三通道或所述第四通道发射太赫兹信号，所述第二阵列探测器用于接收所述微阵列芯片的表面在流体一侧反射的太赫兹信号；以及采集控制系统，用于控制所述光源组件、所述第一直线模组、所述太赫兹发射器和所述第二直线模组的动作，以及采集并计算所述第一阵列探测器和所述第二阵列探测器的数据。2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述检测系统还包括多路流体阀、标准样品进样泵、待测分子进样泵以及控制器，所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述第四通道分别连通于所述多路流体阀的五个出口，所述标准样品进样泵和所述待测分子进样泵分别连通于所述多路流体阀的两个入口，所述控制器电连接于所述采集控制系统，所述控制器用于控制所述多路流体阀、所述标准样品进样泵和所述待测分子进样泵的工作。3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述光源组件包括沿光路方向依次设置的可见光源、准直透镜和偏振片。4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一直线模组和所述第二直线模组的动力源均采用步进电机。5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述步进电机的精度为0.1mm。6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述样品池的材料采用聚二甲基硅氧烷。7.根据权利要求1
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6任一项所述的测量装置，其特征在于，所述微阵列芯片的的制备方法为：将玻璃基底通过预设体积比的乙醇
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乙醚混合液超声清洗第一预设时长，以清洁所述玻璃基底的表面；将清洁后的所述玻璃基底放入电子束蒸镀仪器中，并抽真空使气压值降至预设气压值；以第一预设速率蒸镀第一预设厚度的铬作为粘附层；在所述粘附层上以第二预设速率蒸镀第二预设厚度的金或者银作为上金属表面；在所述上金属表面上以第三预设速率旋转涂覆预设质量分数的聚碳酸酯作为波导层；在所述波导层上以第四预设速率蒸镀第四预设厚度的金或者银作为下金属表面；在所述金属表面上以第五预设速率蒸镀第五预设厚度的碲化镉作为太赫兹信号增强层；将蒸镀后的所述玻璃基底放入第一预设浓度的巯基烷酸溶液中浸泡第二预设时长，形
成单分子自组装层；采用高分子聚合物溶液浸泡第三预设时长形成水凝胶表面；在所述水凝胶表面上对应于所述第三通道和所述第四通道的区域内涂覆所述固定分子。8.根据权利要求7所述的测量装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪之又，邹子星，谭志光，李异杰，朱铭扬，
申请(专利权)人：长沙学院，
类型：发明
国别省市：