用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)及其功能化修飾方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)及其功能化修飾方法，該系統(tǒng)包括：微懸臂梁陣列傳感單元，其將懸臂梁的機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并輸出至數(shù)字化顯示接口處理電路；表面修飾層，生長(zhǎng)在微懸臂梁陣列傳感單元表面，用于功能化微懸臂梁陣列傳感單元表面，使其能夠與肝癌標(biāo)志物抗原特異性結(jié)合；封裝外殼，用于保護(hù)微懸臂梁陣列傳感單元，并提供生化反應(yīng)進(jìn)／出樣口及反應(yīng)腔室；驅(qū)動(dòng)模塊，用于向微懸臂梁陣列傳感單元提供諧振激勵(lì)信號(hào)；數(shù)字化顯示接口處理電路，用于根據(jù)所述微懸臂梁的諧振頻率變化量獲得肝癌標(biāo)志物質(zhì)量并輸出。本發(fā)明提出的上述系統(tǒng)及方法使普及肝癌早期篩查成為可能，對(duì)實(shí)現(xiàn)肝癌早診早治、提高肝癌生存率有著重大意義。
【專利說(shuō)明】用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)及其功能化修飾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體、生物化學(xué)及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)及其功能化修飾方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)是肝癌第一大國(guó)，目前我國(guó)發(fā)病人數(shù)約占全球的55%，在腫瘤相關(guān)死亡中僅次于肺癌，位居第二位。早期肝癌(小肝癌)常常無(wú)明顯癥狀，絕大多數(shù)肝癌患者出現(xiàn)諸如肝區(qū)疼痛、腹脹、腹部包塊、黃疸、腹水等癥狀時(shí)，就診時(shí)已經(jīng)到中晚期，失去了手術(shù)機(jī)會(huì)，目前肝癌的手術(shù)切除率僅為10% _30%，對(duì)于不能手術(shù)切除的病例，傳統(tǒng)的放、化療效果不佳，患者生存期一般不超過(guò)半年。因此肝癌早期診斷是提高療效的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
[0003]我國(guó)在20世紀(jì)70年代肝癌普查基礎(chǔ)上建立的“B超+AFP”診斷方法仍是目前肝癌早期診斷的主要依據(jù)，進(jìn)一步確診需要進(jìn)行強(qiáng)化CT、對(duì)比劑增強(qiáng)的MRI及PET-CT等影像學(xué)檢查。然而目前，AFP對(duì)小肝癌的敏感度僅為40%左右，CT、MRI等影像學(xué)檢查在腫瘤生長(zhǎng)到直徑2cm以上才能做到診斷較明確，l-2cm的腫瘤診斷較難確定,而Icm以下的病灶更難檢出。亟需研發(fā)一種新型高可靠性的檢測(cè)手段來(lái)進(jìn)行肝癌的早期檢查。
[0004]懸臂梁作為MEMS器件中一種重要的結(jié)構(gòu)近年來(lái)已經(jīng)成為生化檢測(cè)以及醫(yī)學(xué)應(yīng)用的研究熱點(diǎn)。1997年，IBM實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合basel大學(xué)用電子束蒸發(fā)的方法在Si懸臂梁上生長(zhǎng)一層30nm后的Pt層(包含2nm厚的Ti粘附層)，特異性吸附氫氣分子，選用長(zhǎng)500um，寬lOOum，厚0.8um的懸臂梁進(jìn)行靜態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量，測(cè)得最大的表面應(yīng)力變化為0.4±0.1N / m,選用厚12um的懸臂梁涂覆一層幾微米厚的聚合物，用來(lái)特異性吸附醇類分子，并用動(dòng)態(tài)測(cè)量方法測(cè)得頻率變化50Hz。后來(lái)巴塞爾大學(xué)采用微機(jī)械懸臂陣列進(jìn)行了選擇性固定真菌和快速增長(zhǎng)檢測(cè)酵母菌和黑曲霉菌絲體等研究。2000年D.Kashanin等人利用微流體生物芯片進(jìn)行細(xì)胞的指引和分離，研究了 T細(xì)胞與單克隆抗體修飾后通道壁的相互作用，模擬自然細(xì)胞在毛細(xì)血管中受體與ligand相互作用，芯片的尺寸只有曲別針大小，流體管道寬60um,深 40um。
[0005]但是，基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的器件在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的實(shí)用化仍然存在一些技術(shù)困難，如:懸臂梁上非特異性吸附導(dǎo)致的測(cè)量誤差；懸臂梁上大面積吸附抗體、抗原引起梁彈性常數(shù)變化，產(chǎn)生頻率偏移而導(dǎo)致測(cè)量誤差；以及在血清的液態(tài)生物環(huán)境中懸臂梁品質(zhì)因子大幅降低，導(dǎo)致檢測(cè)靈敏度降低。目前，醫(yī)院使用的重大疾病血清學(xué)檢測(cè)技術(shù)主要是大型設(shè)備，檢測(cè)費(fèi)用昂貴，而且耗時(shí)，對(duì)于早期癌癥的確診率很低。因此，迫切需求一種便攜式、高靈敏、高可靠、易操作的肝癌早期診斷設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于肝癌早期診斷的快速、便攜式、高靈敏的低成本檢測(cè)系統(tǒng)及其制備方法。
[0007]為此，本發(fā)明提供了一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)，其包括:[0008]微懸臂梁陣列傳感單元，其在諧振激勵(lì)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下檢測(cè)微懸臂梁的諧振頻率，并將其輸出至數(shù)字化顯示接口處理電路；
[0009]表面修飾層，其生長(zhǎng)在微懸臂梁陣列傳感單元表面，用于功能化微懸臂梁陣列傳感單元表面，使其能夠與肝癌標(biāo)志物抗原特異性結(jié)合；
[0010]封裝外殼，其用于保護(hù)微懸臂梁陣列傳感單元，并提供生化反應(yīng)進(jìn)/出樣口以及反應(yīng)腔室；
[0011]驅(qū)動(dòng)模塊，其用于向微懸臂梁陣列傳感單元提供諧振激勵(lì)信號(hào)；
[0012]數(shù)字化顯示接口處理電路，其用于根據(jù)所述微懸臂梁的諧振頻率在反應(yīng)血樣前后變化量獲得肝癌標(biāo)志物質(zhì)量并輸出。
[0013]本發(fā)明還公開了一種如上所述的用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)中生物表面修飾層生物功能化修飾方法，其具體包括:
[0014]步驟1:對(duì)所述微懸臂梁陣列傳感單元進(jìn)行等離子體處理或是用硫酸:雙氧水=3:I的溶液處理，在器件硅表面形成帶有羥基的親水表面；
[0015]步驟2:將具有親水表面的微懸臂梁陣列傳感單元浸入到3-氨丙基三乙氧基硅烷APTES的乙醇溶液中，得到APTES單分子層；
[0016]步驟3:將覆蓋有APTES單分子層的微懸臂梁陣列傳感單元在室溫下與戊二醛GA的稀釋溶液反應(yīng)，形成GA分子層；
[0017]步驟4:在室溫恒濕條件下，將形成有GA分子層的微懸臂梁陣列傳感單元在PBS緩沖液稀釋的抗體溶液中充分反應(yīng)，用PBS緩沖液清洗數(shù)遍，得到能夠與肝癌標(biāo)志物特異性反應(yīng)的抗體層；將不同抗體用局域修飾法分別打印在微懸臂梁陣列傳感單元的微懸臂梁前端，然后在恒溫恒濕環(huán)境下培養(yǎng)，可實(shí)現(xiàn)在不同梁上局域修飾不同抗體；
[0018]步驟5:將微懸臂梁陣列傳感單元浸入乙醇胺和NaBH3CN溶液中或是浸入到BSA的PBS緩沖液中反應(yīng),阻斷未反應(yīng)的活性醒基。
[0019]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的有益效果是:
[0020]本發(fā)明提供了一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)及其功能化修飾方法，該方法是利用MEMS微納加工技術(shù)制作的微懸臂梁陣列結(jié)構(gòu)為感應(yīng)單元，在微懸臂前端表面修飾肝癌標(biāo)志物相應(yīng)抗體，特異性響應(yīng)肝癌標(biāo)志物，集成接口處理電路及驅(qū)動(dòng)模塊和數(shù)字化顯示單元，實(shí)現(xiàn)多種肝癌標(biāo)志物的同時(shí)檢測(cè)以及便攜化應(yīng)用。具體包括:
[0021]1、本發(fā)明中在微懸臂梁前端設(shè)計(jì)了生化反應(yīng)微區(qū)，通過(guò)局域打印抗體的方法降低了整梁吸附時(shí)引起的彈性常數(shù)變化，提高了檢測(cè)精度，采用諧振原理實(shí)現(xiàn)了高靈敏檢測(cè)(最小檢測(cè)質(zhì)量fg量級(jí))。這使得肝癌診斷的敏感性和特異性大大提高。
[0022]2、本發(fā)明中提出的生物修飾方法可廣泛用于硅表面的生物蛋白修飾,整個(gè)修飾過(guò)程簡(jiǎn)單、易操作、對(duì)器件的損傷小、成本低且可應(yīng)用于大規(guī)模修飾，保證了器件的成品率。
[0023]3、本發(fā)明中選用不同肝癌標(biāo)志物:AFP(甲胎蛋白)、GPC3(磷脂酰肌醇蛋白聚糖
3)、HGF(肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子)、趨化因子CCL15，其中AFP(甲胎蛋白)一直被用作肝癌診斷的生物標(biāo)志物，但其最佳診斷臨界濃度仍有爭(zhēng)議，采用與GPC3 (磷脂酰肌醇蛋白聚糖3)、HGF (肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子)、趨化因子CCL15聯(lián)合檢測(cè)方法大大降低了假陰性和假陽(yáng)性，為肝癌早期篩查提供可靠的依據(jù)。本發(fā)明選用陣列式懸臂梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)局域修飾方法在不同懸臂梁上打印不同抗體，實(shí)現(xiàn)了多種肝癌標(biāo)志物的同時(shí)檢測(cè)，并通過(guò)提取參考梁與工作梁差分信號(hào)的方式，有效消除了非特異性吸附而導(dǎo)致的測(cè)量誤差。
[0024]4、本發(fā)明中將微懸臂梁陣列器件與接口處理電路、驅(qū)動(dòng)單元、數(shù)字化顯示模塊進(jìn)行系統(tǒng)集成和封裝，實(shí)現(xiàn)了用于肝癌早期診斷的高靈敏、低成本便攜式試劑盒。低成本、高靈敏、便攜式的肝癌檢測(cè)系統(tǒng)使普及肝癌早期篩查成為可能，對(duì)實(shí)現(xiàn)肝癌早診早治、提高肝癌生存率有著重大意義。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明中用于肝癌早診的便攜式生化傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明中微懸臂梁陣列傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明中對(duì)微懸臂梁陣列傳感單元進(jìn)行表面抗體修飾過(guò)程示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明中微懸臂梁陣列中一根懸臂梁抗體功能化表面示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明中數(shù)字化顯示接口電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為本發(fā)明中檢測(cè)反應(yīng)過(guò)程中懸臂梁的工作梁與參考梁的頻移曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]本發(fā)明提供了一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)及其功能化修飾方法。其利用微懸臂梁陣列I結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)來(lái)實(shí)時(shí)、高靈敏的檢測(cè)血樣中肝癌標(biāo)志物。
[0033]圖1示出了本發(fā)明提供的用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，其主要包括:微懸臂梁陣列傳感單元1、微懸臂梁前端生物表面修飾層、具有進(jìn)出樣口 11、12的PDMS封裝外殼10、驅(qū)動(dòng)模塊13以及數(shù)字化顯示接口處理電路14五部分。
[0034]微懸臂梁陣列傳感單元1，其用于通過(guò)檢測(cè)微懸臂梁的頻率變化量，獲得吸附的肝癌標(biāo)志物質(zhì)量；
[0035]微懸臂梁前端生物表面修飾層，用于對(duì)微懸臂梁陣列傳感單元I的表面功能化，使其與肝癌標(biāo)志物抗原9特異性結(jié)合；
[0036]封裝外殼10，其用于保護(hù)微懸臂梁陣列傳感單元1，并提供生化反應(yīng)進(jìn)/出樣口11，12以及反應(yīng)腔室；該封裝外殼集成了血樣和清洗液進(jìn)/出樣口以及血樣反應(yīng)腔。
[0037]驅(qū)動(dòng)模塊13，其用于提供微懸臂梁陣列傳感單元I的諧振激勵(lì)，使得微懸臂梁陣列傳感單元I中的多個(gè)微懸臂梁產(chǎn)生相應(yīng)的諧振頻率信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)方式可以是壓電、靜電、電磁、熱電或光驅(qū)動(dòng)中的任一種或多種。
[0038]數(shù)字化顯示接口處理電路14，其用于實(shí)現(xiàn)懸臂梁的自激勵(lì)以及懸臂梁諧振信號(hào)的自檢測(cè)、處理與數(shù)字化顯示。懸臂梁自激勵(lì)自檢測(cè)的閉環(huán)工作方式大大提高了懸臂梁諧振信號(hào)的穩(wěn)定性以及檢測(cè)的便攜性。
[0039]本發(fā)明提供的用于肝癌早診的便攜式生化傳感系統(tǒng)的具體集成方法是將微懸臂梁陣列I經(jīng)過(guò)生物化學(xué)方法修飾之后得到微懸臂梁前端具有生物表面修飾層，再將具有表面修飾層的微懸臂梁陣列傳感單元I的前半部分用具有進(jìn)出樣口 11-12的PDMS封裝殼密封，其中所述前半部分上具有微懸臂梁陣列。露出的微懸臂梁陣列傳感器單元I的后半部分下表面固定到PZT驅(qū)動(dòng)模塊13上。最后將微懸臂梁陣列單元I的壓焊金屬電極4壓焊到數(shù)字化顯示接口處理電路14的PCB板上。
[0040]圖2示出了本發(fā)明中微懸臂梁陣列傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述微懸臂梁陣列傳感單元I包含五根微懸臂梁和外部壓焊金屬電極4，所述微懸臂梁的前端設(shè)置有微型結(jié)構(gòu)2，且所述微懸臂梁根部設(shè)置具有壓阻結(jié)構(gòu)的惠斯通橋電路3，所述壓阻結(jié)構(gòu)用于測(cè)量微懸臂梁的諧振頻率信號(hào)，所述惠斯通橋用于將所檢測(cè)到的諧振頻率輸出；所述微型結(jié)構(gòu)2包括微柱、微溝道結(jié)構(gòu)，其可以提高肝癌標(biāo)志物的吸附面積；所述具有壓阻結(jié)構(gòu)的惠斯通橋3和所述外部壓焊金屬電極4利用離子注入和電子束蒸發(fā)制作，以用于檢測(cè)和輸出微懸臂梁諧振信號(hào)，數(shù)字化顯示接口處理電路可以根據(jù)所述惠斯通橋電路輸出的信號(hào)獲得各個(gè)微懸臂梁的諧振頻率，進(jìn)而通過(guò)反應(yīng)血樣前后頻率變化量獲得吸附在各個(gè)微懸臂梁上的物質(zhì)質(zhì)量。
[0041]圖3示出了本發(fā)明中對(duì)微懸臂梁陣列傳感單元進(jìn)行表面抗體修飾過(guò)程示意圖。如圖3所示，對(duì)傳感器進(jìn)行表面抗體修飾的方法依次包括以下步驟:
[0042]步驟1:對(duì)制作完成的微懸臂梁陣列傳感單元I進(jìn)行等離子體處理或是用硫酸:雙氧水=3:1的溶液處理，使微懸臂梁陣列傳感單元I的硅表面成為帶有羥基的親水表面；
[0043]步驟2:將具有親水表面的器件浸入到濃度為10%的APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷)乙醇溶液中，得到由APTES單分子層5覆蓋的微懸臂梁陣列傳感單元I表面，然后將具有APTES單分子層表面的微懸臂梁陣列傳感單元I用乙醇、水各清洗數(shù)遍，并在烘箱中去除水汽；
[0044]步驟3:將覆蓋有APTES (3-氨丙基三乙氧基硅烷)表面的微懸臂梁陣列傳感單元浸入GA(戊二醛)的稀釋溶液(濃度5%)中，室溫下反應(yīng)得到GA分子層6修飾的微懸臂梁表面；超純水清洗數(shù)遍，氮?dú)饬髦凶匀桓稍铮?br> [0045]步驟4:室溫恒濕條件下，將步驟3的微懸臂梁陣列在PBS緩沖液稀釋的抗體溶液中充分反應(yīng)，用PBS緩沖液清洗數(shù)遍，得到能夠與肝癌標(biāo)志物特異性反應(yīng)的抗體層7 ;在不同懸臂梁上分別修飾不同種肝癌標(biāo)志物相應(yīng)抗體時(shí)，將用PBS緩沖液稀釋的不同抗體用微噴墨打印裝置依次打印在各個(gè)微懸臂梁前端，然后在恒溫恒濕環(huán)境下培養(yǎng)；
[0046]步驟5:將完成步驟4的微懸臂梁陣列傳感單元I浸入BSA (牛血清蛋白)的PBS緩沖液中反應(yīng)，阻斷未反應(yīng)的活性醛基，形成部分具有BSA(牛血清蛋白)層8的表面。
[0047]圖4示出了本發(fā)明中微懸臂梁陣列中一根懸臂梁抗體功能化表面示意圖。如圖4所示，在微懸臂梁表面向上依次為APTES分子層5、GA分子層6、抗體層7、BSA(牛血清蛋白)層8。
[0048]在上述微懸臂梁陣列生物功能化過(guò)程中，步驟4采用局域修飾的方法，在微懸臂梁陣列中四個(gè)梁前端分別打印不同的肝癌標(biāo)志物相應(yīng)抗體:AFP(甲胎蛋白)、GPC3(磷脂酰肌醇蛋白聚糖3)、HGF(肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子)、趨化因子CCL15，第五個(gè)根梁不經(jīng)過(guò)步驟4的抗體修飾，作為參考梁。
[0049]將經(jīng)過(guò)步驟5具有抗體表面的微懸臂梁陣列傳感單元I與具有進(jìn)/出樣口 11、12的封裝外殼10、驅(qū)動(dòng)模塊13以及數(shù)字化顯示接口電路14集成，即可構(gòu)成用于肝癌標(biāo)志物檢測(cè)的便攜式試劑盒。
[0050]在試劑盒通入血樣之前先用數(shù)字化顯示閉環(huán)接口電路14進(jìn)行反應(yīng)前微懸臂梁陣列諧振信號(hào)的檢測(cè)輸出，記錄得到反應(yīng)前五個(gè)梁各自的響應(yīng)頻率。然后進(jìn)行血樣測(cè)量，首先將待反應(yīng)的血樣通過(guò)封裝外殼10上的進(jìn)樣口 11通入到封裝外殼內(nèi)的生化反應(yīng)腔內(nèi)，使具有肝癌標(biāo)志物相應(yīng)抗體修飾層的微懸臂梁陣列I與血樣充分反應(yīng)，再用Tween-20的PBS溶液依次通過(guò)封裝外殼10的進(jìn)樣口 11、出樣口 12進(jìn)行非特異性吸附物質(zhì)的清洗，干燥后即可用數(shù)字化顯示接口電路14進(jìn)行測(cè)量反應(yīng)后五個(gè)梁各自的響應(yīng)頻率。
[0051]圖5示出了本發(fā)明中數(shù)字化顯示接口電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，該數(shù)字化顯示接口電路包括低通濾波器、儀表放大器、帶通濾波器、移相器、具有低通濾波以及電流電壓轉(zhuǎn)換功能的鎖相環(huán)、計(jì)數(shù)器、數(shù)字化顯示屏，其與驅(qū)動(dòng)模塊聯(lián)合作用實(shí)現(xiàn)了懸臂梁的自激勵(lì)自檢測(cè)，并用單片機(jī)將檢測(cè)頻率信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化顯示。微懸臂梁陣列傳感單元I諧振的機(jī)械信號(hào)經(jīng)微懸臂梁后端的壓阻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號(hào)，并利用惠斯通橋電路3經(jīng)金屬電極4輸出后，先用低通濾波器將低頻噪聲信號(hào)濾除，再經(jīng)儀表放大器進(jìn)行放大后帶通濾波器處理，得到較純凈的信號(hào)后由移相器對(duì)其進(jìn)行相位調(diào)整，移相后的信號(hào)通過(guò)PLL鎖相環(huán)電路進(jìn)行鎖相跟蹤，之后反饋至微懸臂梁陣列傳感器上的驅(qū)動(dòng)模塊13，作為懸臂梁激勵(lì)信號(hào)而構(gòu)成閉環(huán)電路，完成自激勵(lì)和自檢測(cè)功能。同時(shí)經(jīng)移相器相位調(diào)整后的信號(hào)通過(guò)整流電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)單片機(jī)計(jì)數(shù)器后用LCD顯示屏數(shù)字化顯示測(cè)量結(jié)果。
[0052]肝癌標(biāo)志物的檢測(cè)依據(jù)懸臂梁頻率響應(yīng)原理，其一階頻率響應(yīng)可表示為:
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)，其包括: 微懸臂梁陣列傳感單元，其在諧振激勵(lì)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下檢測(cè)微懸臂梁的諧振頻率，并將其輸出至數(shù)字化顯示接口處理電路； 表面修飾層，其生長(zhǎng)在微懸臂梁陣列傳感單元表面，用于功能化微懸臂梁陣列傳感單元表面，使其能夠與肝癌標(biāo)志物抗原特異性結(jié)合； 封裝外殼，其用于保護(hù)微懸臂梁陣列傳感單元，并提供生化反應(yīng)進(jìn)/出樣口以及反應(yīng)腔室； 驅(qū)動(dòng)模塊，其用于向微懸臂梁陣列傳感單元提供諧振激勵(lì)信號(hào)； 數(shù)字化顯示接口處理電路，其用于根據(jù)所述微懸臂梁的諧振頻率在反應(yīng)血樣前后變化量獲得肝癌標(biāo)志物質(zhì)量并輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述的微懸臂梁陣列傳感單元中每根微懸臂梁前端制作有微型結(jié)構(gòu)，以用于增加肝癌標(biāo)志物的吸附面積，提高肝癌標(biāo)志物的檢測(cè)極限。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述微懸臂梁陣列傳感單元中每根微懸臂梁根部設(shè)置具有壓阻結(jié)構(gòu)的惠斯通橋電路，其用于檢測(cè)和輸出微懸臂梁的諧振頻率信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于肝癌早 診的便攜式傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述微懸臂梁陣列傳感單元包括多根微懸臂梁，以用于同時(shí)檢測(cè)不同的肝癌標(biāo)志物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述不同的肝癌標(biāo)志物包括:甲胎蛋白AFP、磷脂酰肌醇蛋白聚糖3GPC3、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子HGF、趨化因子CCL15抗體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述微懸臂梁陣列傳感單元還包括參考梁，通過(guò)所述參考梁與其它梁響應(yīng)頻率的差值消除測(cè)試過(guò)程中非特異性的影響。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述的封裝外殼集成了血樣和清洗液進(jìn)/出樣口以及血樣反應(yīng)腔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)方式可以是壓電、靜電、電磁、熱電或光驅(qū)動(dòng)中的任一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字化顯示接口處理電路包括儀表放大電路、濾波電路、移相電路、鎖相環(huán)電路、計(jì)數(shù)器電路以及數(shù)字化顯示屏，其接收微懸臂梁傳感單元輸出的諧振頻率信號(hào)，并將其進(jìn)行放大、濾波、移相和鎖相跟蹤處理之后，反饋至驅(qū)動(dòng)模塊，構(gòu)成閉環(huán)電路，實(shí)現(xiàn)懸臂梁的自激勵(lì)和自檢測(cè)，并用單片機(jī)將反應(yīng)血樣前后檢測(cè)頻率信號(hào)差值實(shí)現(xiàn)數(shù)字化顯示。
10.一種如權(quán)利要求1所述的用于肝癌早診的便攜式傳感系統(tǒng)中生物表面修飾層生物功能化修飾方法，其具體包括: 步驟1:對(duì)所述微懸臂梁陣列傳感單元進(jìn)行等離子體處理或是用硫酸:雙氧水=3:1的溶液處理，在器件硅表面形成帶有羥基的親水表面； 步驟2:將具有親水表面的微懸臂梁陣列傳感單元浸入到3-氨丙基三乙氧基硅烷APTES的乙醇溶液中，得到APTES單分子層；步驟3:將覆蓋有APTES單分子層的微懸臂梁陣列傳感單元在室溫下與戊二醛GA的稀釋溶液反應(yīng)，形成GA分子層； 步驟4:在室溫恒濕條件下，將形成有GA分子層的微懸臂梁陣列傳感單元在PBS緩沖液稀釋的抗體溶液中充分反應(yīng)，用PBS緩沖液清洗數(shù)遍，得到能夠與肝癌標(biāo)志物特異性反應(yīng)的抗體層；將不同抗體用局域修飾法分別打印在微懸臂梁陣列傳感單元的微懸臂梁前端，然后在恒溫恒濕環(huán)境下培養(yǎng)，可實(shí)現(xiàn)在不同梁上局域修飾不同抗體； 步驟5:將微懸臂梁陣列傳感單元浸入乙醇胺和NaBH3CN溶液中或是浸入到BSA的PBS緩沖液中反應(yīng)，阻斷未反 應(yīng)的活性醛基。
【文檔編號(hào)】G01N33/574GK103543081SQ201310454428
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】楊晉玲, 王晶晶, 王帥鵬, 朱銀芳, 楊富華, 張寧 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所, 天津市腫瘤研究所