移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器及其檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器及其檢測(cè)方法，屬于磁致伸縮微型檢測(cè)器械技術(shù)領(lǐng)域，包括運(yùn)輸器和傳感器，所述運(yùn)輸器包括基體和涂覆層，其特征是：基體為薄帶狀磁致伸縮材料層，薄帶狀基體沿寬度方向外緣設(shè)置傳感器；基體單面覆蓋有非磁致伸縮材料制成的涂覆層，涂覆層沿基體長(zhǎng)度方向劃分為A′部分與B′部分，A′部分與B′部分對(duì)應(yīng)于基體上劃分為A部分與B部分，A部分與A′部分組成驅(qū)動(dòng)Ⅰ部，B部分與B′部分組成驅(qū)動(dòng)Ⅱ部；驅(qū)動(dòng)Ⅰ部與驅(qū)動(dòng)Ⅱ部分的伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)不同，驅(qū)動(dòng)Ⅰ部與驅(qū)動(dòng)Ⅱ運(yùn)動(dòng)效果的疊加使運(yùn)輸器在盛裝待測(cè)液的容器壁上產(chǎn)生位移。本發(fā)明增大了傳感器表面固定的抗體與病菌的接觸概率，提高了待測(cè)液病菌種類(lèi)與含量分析的準(zhǔn)確性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器及其檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于磁致伸縮微型檢測(cè)器械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器及其檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]食品安全是全球共同關(guān)注的公共衛(wèi)生問(wèn)題之一，事關(guān)人民群眾身體健康和生命安全。據(jù)有關(guān)食品安全起因的調(diào)查結(jié)果顯示，食源性疾病引發(fā)的食品安全問(wèn)題是全世界當(dāng)前首要的食品安全問(wèn)題。世界衛(wèi)生組織估計(jì)，全球每年發(fā)生食源性疾病病例高達(dá)40-60億，且呈逐年上升趨勢(shì)，其中約300萬(wàn)個(gè)5歲以下兒童死亡。在我國(guó)，平均每年有2億多人次罹患食源性疾病，即平均6.5人中就有I人罹患食源性疾病。根據(jù)中國(guó)疾病預(yù)防控制中心的統(tǒng)計(jì)報(bào)告表明，在食源性疾病中，95%以上是致病菌引起的，其發(fā)病率居各類(lèi)疾病總發(fā)病率的前列。阻止被病菌污染的食品進(jìn)入人類(lèi)食物鏈的一個(gè)有效的途徑就是在最初的控制點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在此背景下，研發(fā)一種高靈敏、快速、原位病菌檢測(cè)技術(shù)，是食品安全防護(hù)迫切需要解決的問(wèn)題。
[0003]傳統(tǒng)檢測(cè)致病菌的方法主要依賴于特異性的微生物和生化鑒定，由于其較高的穩(wěn)定性被廣泛用于醫(yī)院和生物實(shí)驗(yàn)室。但是，傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)操作過(guò)程復(fù)雜、費(fèi)時(shí)，需要具有一定專(zhuān)業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員才能完成操作，無(wú)法滿足便攜、快速、原位檢測(cè)的現(xiàn)實(shí)需求。近年來(lái)，由于無(wú)線、無(wú)源、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、原位檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)，磁致伸縮生物傳感器病菌檢測(cè)技術(shù)吸引了廣大研究者的廣泛關(guān)注。但是，該傳感器在檢測(cè)過(guò)程中只能固定于某處，對(duì)于液體樣品，只有當(dāng)液體中病菌經(jīng)過(guò)該位置時(shí)才能對(duì)病菌進(jìn)行檢測(cè)，從而獲得病菌的含有情況。這種檢測(cè)方法最大的缺陷就是偶然性較大。尤其是對(duì)于低濃度病菌樣本，即使傳感器靈敏度很高，如果病菌與傳感器沒(méi)有接觸，也無(wú)法發(fā)揮其功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了降低檢測(cè)過(guò)程的偶然性，快速準(zhǔn)確地確認(rèn)水資源及其他液體副產(chǎn)品，如湖泊、河流、井水、自來(lái)水、牛奶、果汁等是否有病菌造成污染，本發(fā)明提供移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器及其檢測(cè)方法。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0006]移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器，包括運(yùn)輸器和傳感器，所述運(yùn)輸器包括基體和涂覆層，其特征是:
基體為薄帶狀磁致伸縮材料層，沿基體寬度方向外緣設(shè)置傳感器;基體單面覆蓋有非磁致伸縮材料制成的涂覆層，涂覆層沿基體長(zhǎng)度方向劃分為A'部分與B'部分，A'部分與B'部分對(duì)應(yīng)于基體上劃分為A部分與B部分;A部分與Y部分組成驅(qū)動(dòng)I部，B部分與V部分組成驅(qū)動(dòng)Π部；
Y部分涂覆于A部分上，在交變磁場(chǎng)作用下，Y部分限制了A部分的伸長(zhǎng)或者收縮運(yùn)動(dòng)，弓I起驅(qū)動(dòng)I部發(fā)生伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)； B'部分涂覆于B部分上，在交變磁場(chǎng)作用下，B'部分限制了B部分的伸長(zhǎng)或者收縮運(yùn)動(dòng)，引起驅(qū)動(dòng)Π部發(fā)生伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)；
驅(qū)動(dòng)I部與驅(qū)動(dòng)Π部分的截面抗彎模量不同，從而伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)不同，驅(qū)動(dòng)I部與驅(qū)動(dòng)Π運(yùn)動(dòng)效果的疊加使運(yùn)輸器與盛裝待測(cè)液體的容器內(nèi)壁接觸面上產(chǎn)生位移。
[0007]所述的傳感器包括本體，本體為扁長(zhǎng)條狀，本體長(zhǎng)度為200um?2mm，本體寬度為50?300um，本體厚度為5?30um，本體表面由內(nèi)而外依次均勻?yàn)R射鉻元素層與金元素層，金元素層外固定有抗體層。
[0008]絡(luò)元素層和金元素層涂覆厚度為60— 150nm。
[0009]所述的傳感器本體與基體一體成型制造。
[0010]沿基體寬度方向外緣設(shè)置有多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器涂覆的抗體層上攜帶的抗體種類(lèi)各不相同。
[0011 ]所述的基體和本體采用磁致伸縮材料，其磁致伸縮系數(shù)大于20ppm( 10—6)，所述的涂覆層采用的材料為銅或鋁。
[0012]所述的磁致伸縮微型檢測(cè)器用于待測(cè)液體中病菌檢測(cè)，其基體長(zhǎng)度為3~100mm，基體厚度為10?150μπι，涂覆層厚度為3~150μπι。
[0013]移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器及其檢測(cè)方法檢測(cè)方法，其特征是包括下述步驟:
1)、垂直于基體表面設(shè)置一組亥姆霍茲線圈，基體長(zhǎng)度方向與亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的軸向磁場(chǎng)平行；
2)、亥姆霍茲線圈的內(nèi)圈連接直流電源，提供水平方向不大于200奧斯特磁場(chǎng)強(qiáng)度的穩(wěn)恒磁場(chǎng);亥姆霍茲線圈的外圈連接交流電源，提供水平方向不大于5奧斯特磁場(chǎng)強(qiáng)度的交變磁場(chǎng)；
調(diào)節(jié)直流電流大小和交流電流頻率，隨著亥姆霍茲線圈振幅和頻率變化，驅(qū)動(dòng)I部與驅(qū)動(dòng)Π部在磁場(chǎng)的作用下發(fā)生翹曲運(yùn)動(dòng)，但驅(qū)動(dòng)I部與驅(qū)動(dòng)Π部翹曲程度不同，運(yùn)輸器上驅(qū)動(dòng)I部、驅(qū)動(dòng)π部與接觸面的摩擦力大小不同，運(yùn)輸器產(chǎn)生位移變化，攜帶傳感器產(chǎn)生位移變化；
3)、傳感器移動(dòng)過(guò)程中，抗體層與待測(cè)液中病菌發(fā)生特異性結(jié)合，病菌附著在抗體層表面上，導(dǎo)致傳感器質(zhì)量增加，傳感器固有頻率發(fā)生變化，通過(guò)傳感器固有頻率的檢測(cè)，定量獲得待測(cè)液體中病菌的含量；
4)、調(diào)節(jié)亥姆霍茲線圈電流頻率，運(yùn)輸器反向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)輸器退回初始位置。
[0014]亥姆霍茲線圈提供的外加磁場(chǎng)使運(yùn)輸器開(kāi)始沿軸線方向向前運(yùn)動(dòng)的頻率匕稱(chēng)為前啟動(dòng)頻率，使運(yùn)輸器開(kāi)始沿軸線方向向后運(yùn)動(dòng)的頻率5稱(chēng)為后啟動(dòng)頻率，基體的諧振頻率為f Q，其中f I < f Q < f 2;當(dāng)外加磁場(chǎng)頻率f i < f < f ο時(shí)，運(yùn)輸器向前運(yùn)動(dòng)；當(dāng)外加磁場(chǎng)頻率fo < f < f 2時(shí)，運(yùn)輸器向后運(yùn)動(dòng)。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。
[0016]1、本發(fā)明僅僅采用一組亥姆霍茲線圈，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)恒(交)流源，提供交變電流和直流偏置，通過(guò)調(diào)節(jié)恒流大小及交流頻率，調(diào)節(jié)磁致伸縮體的頻率及振幅，通過(guò)材料本身的物理特性和結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得檢測(cè)器在待測(cè)液中自由向前或向后移動(dòng)，增大了傳感器表面固定的抗體與病菌的接觸概率，為準(zhǔn)確分析待測(cè)液中病菌含量提供有力保障。
[0017]2、運(yùn)輸器可攜帶有多組傳感器，對(duì)同一待測(cè)液中不同種類(lèi)的病菌同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，提高了待測(cè)液中病菌檢測(cè)的效率。
[0018]3、本發(fā)明可通過(guò)調(diào)節(jié)加載磁場(chǎng)的頻率，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸器的逆向運(yùn)輸，增使得運(yùn)輸器在待測(cè)液中的移動(dòng)更加簡(jiǎn)便。
[0019]4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)線無(wú)源，造價(jià)低廉，幾乎無(wú)須維護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為省略接觸面的檢測(cè)器整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖2為基體下表面A'部分與B'部分厚度不同時(shí)，初始狀態(tài)整體結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0022]圖3為當(dāng)fiSfXfo時(shí)，O彡t〈T/4或3T/4彡t彡T(T為一個(gè)伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)周期)內(nèi)，檢測(cè)器向驅(qū)動(dòng)Π部運(yùn)動(dòng)時(shí)整體結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0023]圖4為當(dāng)fiSfXfo時(shí)，Τ/4彡t〈3T/4(T為一個(gè)伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)周期)內(nèi)，檢測(cè)器處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)整體結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0024]圖5為t=0或t=T時(shí)刻檢測(cè)器整體一階振型圖。
[0025]圖6為t=T/4或t=3T/4時(shí)刻檢測(cè)器整體一階振型圖。
[0026]圖7為t=T/2時(shí)刻檢測(cè)器整體一階振型圖。
[0027]圖8為本發(fā)明原理圖，圖中fhfs為檢測(cè)器啟動(dòng)頻率，fo為檢測(cè)器諧振頻率。
[0028]圖9為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0029]圖10為傳感器與基體接觸處局部放大剖面圖。
[0030]圖中，1、基體，101、A部分，102、B部分，2、涂覆層，201、A,部分，202,B7部分，3、接觸面，4、亥姆霍茲線圈，41、內(nèi)圈，42、外圈，5、傳感器，51、本體，52、鉻元素層，53、金元素層，54、抗體層。
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1-10所示，移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器，包括運(yùn)輸器和傳感器5，所述運(yùn)輸器包括基體I和涂覆層2，其特征是:基體I為薄帶狀磁致伸縮材料層，薄帶狀基體I沿寬度方向外緣設(shè)置傳感器5;基體I單面覆蓋有非磁致伸縮材料制成的涂覆層2，涂覆層2沿基體I長(zhǎng)度方向劃分為A'部分201與V部分202 4'部分201與V部分202對(duì)應(yīng)于基體I上劃分為A部分101與B部分102; A部分101與A7部分201組成驅(qū)動(dòng)I部，B部分102與V部分202組成驅(qū)動(dòng)Π部；
Y部分201涂覆于A部分101上，在交變磁場(chǎng)作用下，Y部分201限制了A部分101的伸長(zhǎng)或者收縮運(yùn)動(dòng)，引起驅(qū)動(dòng)I部發(fā)生伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)；
B'部分202涂覆于B部分102上，在交變磁場(chǎng)作用下，B'部分202限制了B部分102的伸長(zhǎng)或者收縮運(yùn)動(dòng)，引起驅(qū)動(dòng)Π部發(fā)生伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)；
驅(qū)動(dòng)I部與驅(qū)動(dòng)Π部分的截面抗彎模量不同，從而伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)不同，驅(qū)動(dòng)I部與驅(qū)動(dòng)Π運(yùn)動(dòng)效果的疊加使運(yùn)輸器與盛裝待測(cè)液體的容器內(nèi)壁接觸面3上產(chǎn)生位移。
[0032]沿基體I寬度方向外緣設(shè)置有多個(gè)傳感器5，每個(gè)傳感器5固定的抗體層54上攜帶的抗體種類(lèi)各不相同，使得運(yùn)輸器在待測(cè)液中移動(dòng)時(shí)，可同時(shí)對(duì)不同的病菌進(jìn)行檢測(cè)。
[0033]所述的基體I和本體51—體成型，二者采用相同的磁致伸縮材料，本實(shí)施例所述的涂覆層2采用的非磁致伸縮材料為銅。
[0034]本實(shí)施例中傳感器5本體51為與運(yùn)輸器基體I一體成型。為提高本體I的靈敏度，需要使本體51的形狀尺寸及質(zhì)量盡可能的降低，本實(shí)施例中將本體51用細(xì)砂紙從30μπι打磨到15 pm以減小本體51初始質(zhì)量，再用激光切割機(jī)制成其基體I長(zhǎng)度為7.3mm，基體2厚度為27μπι，涂覆層2厚度為54μπι。磁致伸縮傳感器本體51，然后用純甲醇超聲清洗掉本體51表面的油脂和割據(jù)過(guò)程中留下的殘片，超聲清洗所用功率為235W，時(shí)間取決于傳感器表面潔凈度，通常清洗30?60min，本實(shí)施例中采用純甲醇超聲清洗47min。為提高本體51表面的耐蝕性和生物活性，采用美國(guó)Moorestown，NJ公司生產(chǎn)的高真空RF噴濺系統(tǒng)，在本體51表面由內(nèi)而外依次派射涂覆厚度10nm的絡(luò)元素層52和涂覆厚度10nm的金元素層53，在金元素層53外側(cè)采用Langmuir Blodgett技術(shù)將抗體單分子層固定在金元素層53表面，形成抗體層4。
[0035]鉻元素層52可以提高本體51的耐蝕性，避免測(cè)試液體對(duì)本體51造成的腐蝕作用。
[0036]金元素層53提高了抗體層54的固定活性，使得抗體更容易固定在傳感器5表面。
[0037]—種磁致伸縮蛇形移動(dòng)檢測(cè)器的檢測(cè)方法，其特征是:包括下述步驟:
本發(fā)明提供的檢測(cè)器不僅沒(méi)有線路連接，也沒(méi)有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過(guò)材料本身的物理特性進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程如下。
[0038]設(shè)運(yùn)輸器在磁場(chǎng)作用時(shí)的頻率為f，本實(shí)施例中fiSfSfo，其中^為運(yùn)輸器克服摩擦力在磁場(chǎng)作用下的前啟動(dòng)頻率，fo為運(yùn)輸器的諧振頻率。本實(shí)施例中，fo=50.8kHz J1=50.5kHzo
[0039]1)、運(yùn)輸器水平放置于培養(yǎng)皿內(nèi)，垂直于基體I表面在管道外設(shè)置一組亥姆霍茲線圈4，基體I長(zhǎng)度方向與亥姆霍茲線圈4產(chǎn)生的軸向磁場(chǎng)平行。
[0040]2)、亥姆霍茲線圈4的內(nèi)圈41連接直流電源，提供水平方向80奧斯特磁場(chǎng)強(qiáng)度的穩(wěn)恒磁場(chǎng);亥姆霍茲線圈4的外圈42連接交流電源，提供水平方向1.5奧斯特磁場(chǎng)強(qiáng)度的交變磁場(chǎng);調(diào)節(jié)直流電流大小和交流電流頻率，隨著亥姆霍茲線圈4振幅和頻率變化，運(yùn)輸器產(chǎn)生位移變化，使得傳感器5在待測(cè)液中產(chǎn)生位移，其具體過(guò)程如下:
A部分101與B部分102為磁致伸縮材料，A7部分201與V部分202為非磁致伸縮材料，同時(shí)受磁場(chǎng)作用時(shí)，會(huì)發(fā)生伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)；
設(shè)T為一個(gè)伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)周期:
(一)、當(dāng) O彡 t<T/4 時(shí):
當(dāng)亥姆霍茲線圈4發(fā)生的磁場(chǎng)頻率達(dá)到運(yùn)輸器能夠啟動(dòng)的頻率一一前啟動(dòng)頻率一一fi時(shí)，A部分101與B部分102同時(shí)伸長(zhǎng)，但是:A部分101受到A7部分201的限制，A部分101與Y部分102組成的驅(qū)動(dòng)I部向下翹曲；同時(shí)B部分201受到V部分202的限制，B部分201與V部分202組成的驅(qū)動(dòng)Π部向下翹曲；由于涂覆于基體I上的涂覆層A7部分201與V部分202厚度不同，故Y部分201與V部分202對(duì)其對(duì)應(yīng)于基體I上的A部分101與B部分102限制作用不同，發(fā)生的非對(duì)稱(chēng)模態(tài)振型，使運(yùn)輸器與接觸面之間發(fā)生非對(duì)稱(chēng)碰撞和摩擦，從而產(chǎn)生推動(dòng)力而運(yùn)動(dòng)，運(yùn)輸器向驅(qū)動(dòng)Π部一側(cè)水平方向定向移動(dòng)。
[0041](二)、當(dāng)T/4t<3T/4 時(shí):
A部分101與B部分102同時(shí)收縮，A部分101與B部分102在Y部分201與V部分202的限制下，驅(qū)動(dòng)I部與驅(qū)動(dòng)Π部不同程度向上翹曲，運(yùn)輸器兩端與接觸面之間不發(fā)生非對(duì)稱(chēng)碰撞和摩擦，運(yùn)輸器處于振動(dòng)狀態(tài)，但無(wú)水平方向定向移動(dòng)。
[0042](三)、當(dāng)3T/4彡 t<I'時(shí)
驅(qū)動(dòng)I部翹曲程度較大，驅(qū)動(dòng)Π部翹曲程度較小，驅(qū)動(dòng)I部與接觸面產(chǎn)生的推動(dòng)力大于驅(qū)動(dòng)Π部與接觸面產(chǎn)生的推動(dòng)力，運(yùn)輸器向驅(qū)動(dòng)Π部一側(cè)水平方向定向運(yùn)動(dòng)。
[0043]所以綜上所述，當(dāng)外磁場(chǎng)頻率大于運(yùn)輸器前啟動(dòng)頻率h’并小于固有頻率fo時(shí)，運(yùn)輸器將持續(xù)向驅(qū)動(dòng)Π部一側(cè)水平方向運(yùn)動(dòng)，能夠起到將檢測(cè)器運(yùn)輸至不同位置的作用。
[0044]3)、傳感器5移動(dòng)過(guò)程中，抗體層54與待測(cè)液中病菌發(fā)生特異性結(jié)合，病菌附著在抗體層54表面上，導(dǎo)致傳感器5質(zhì)量增加，傳感器5固有頻率發(fā)生變化，通過(guò)傳感器固有頻率的檢測(cè)，定量獲得待測(cè)液體中病菌的含量。
[0045]4)、調(diào)節(jié)亥姆霍茲線圈4電流頻率，使fo<f<f2時(shí)，其中后啟動(dòng)頻率f2=51.1kHz時(shí)，運(yùn)動(dòng)原理與上述相同，運(yùn)輸器反向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)輸器退回初始位置。
[0046]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器，包括運(yùn)輸器和傳感器(5)，所述運(yùn)輸器包括基體(I)和涂覆層(2)，其特征是: 基體(I)為薄帶狀磁致伸縮材料層，沿基體(I)寬度方向外緣設(shè)置傳感器(5);基體(I)單面覆蓋有非磁致伸縮材料制成的涂覆層(2)，涂覆層(2)沿基體(I)長(zhǎng)度方向劃分為Y部分(201)與V部分(202)4'部分(201)與V部分(202)對(duì)應(yīng)于基體(I)上劃分為A部分(101)與B部分(102) ;A部分(101)與A'部分(201)組成驅(qū)動(dòng)I部，B部分(102)與V部分(202)組成驅(qū)動(dòng)Π部；部分(201)涂覆于A部分(101)上，在交變磁場(chǎng)作用下，部分(201)限制了A部分(101)的伸長(zhǎng)或者收縮運(yùn)動(dòng)，引起驅(qū)動(dòng)I部發(fā)生伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)； B7部分(202)涂覆于B部分(102)上，在交變磁場(chǎng)作用下，B'部分(202)限制了B部分(102)的伸長(zhǎng)或者收縮運(yùn)動(dòng)，引起驅(qū)動(dòng)Π部發(fā)生伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)； 驅(qū)動(dòng)I部與驅(qū)動(dòng)Π部分的截面抗彎模量不同，從而伸縮和翹曲復(fù)合運(yùn)動(dòng)不同，驅(qū)動(dòng)I部與驅(qū)動(dòng)Π運(yùn)動(dòng)效果的疊加使運(yùn)輸器與盛裝待測(cè)液體的容器內(nèi)壁接觸面(3)上產(chǎn)生位移。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器，其特征是:所述的傳感器(5)包括本體(51)，本體(51)為扁長(zhǎng)條狀，本體(51)長(zhǎng)度為200um?2_，本體(51)寬度為50?300um，本體(51)厚度為5?30um，本體(51)表面由內(nèi)而外依次均勻?yàn)R射鉻元素層(52)與金元素層(53)，金元素層(53)外固定有抗體層(54)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器，其特征是:鉻元素層(52)和金元素層(53)涂覆厚度為60?150nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器，其特征是:所述的傳感器(5)本體(51)與基體(I) 一體成型制造。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器，其特征是:沿基體(I)寬度方向外緣設(shè)置有多個(gè)傳感器(5)，每個(gè)傳感器(5)涂覆的抗體層(54)上攜帶的抗體種類(lèi)各不相同。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器，其特征是:所述的基體(I)和本體(51)采用磁致伸縮材料，其磁致伸縮系數(shù)大于20ppm(10—6)，所述的涂覆層(2)采用的材料為銅或鋁。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器，其特征是:所述的磁致伸縮微型檢測(cè)器用于待測(cè)液體中病菌檢測(cè)，其基體(I)長(zhǎng)度為3~100mm，基體(I)厚度為10?150_，涂覆層(2)厚度為3~150_。8.移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器檢測(cè)方法，其特征是:包括下述步驟: 1)、垂直于基體(I)表面設(shè)置一組亥姆霍茲線圈(4)，基體(I)長(zhǎng)度方向與亥姆霍茲線圈(4)產(chǎn)生的軸向磁場(chǎng)平行； 2)、亥姆霍茲線圈(4)的內(nèi)圈(41)連接直流電源，提供水平方向不大于200奧斯特磁場(chǎng)強(qiáng)度的穩(wěn)恒磁場(chǎng);亥姆霍茲線圈(42)的外圈(42)連接交流電源，提供水平方向不大于5奧斯特磁場(chǎng)強(qiáng)度的交變磁場(chǎng)； 調(diào)節(jié)直流電流大小和交流電流頻率，隨著亥姆霍茲線圈(4)振幅和頻率變化，驅(qū)動(dòng)I部與驅(qū)動(dòng)Π部在磁場(chǎng)的作用下發(fā)生翹曲運(yùn)動(dòng)，但驅(qū)動(dòng)I部與驅(qū)動(dòng)Π部翹曲程度不同，運(yùn)輸器上驅(qū)動(dòng)I部、驅(qū)動(dòng)Π部與接觸面的摩擦力大小不同，運(yùn)輸器產(chǎn)生位移變化，攜帶傳感器(5)產(chǎn)生位移變化； 3)、傳感器(5)移動(dòng)過(guò)程中，抗體層(54)與待測(cè)液中病菌發(fā)生特異性結(jié)合，病菌附著在抗體層(54)表面上，導(dǎo)致傳感器(5)質(zhì)量增加，傳感器(5)固有頻率發(fā)生變化，通過(guò)傳感器固有頻率的檢測(cè)，定量獲得待測(cè)液體中病菌的含量； 4)、調(diào)節(jié)亥姆霍茲線圈(4)電流頻率，運(yùn)輸器反向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)輸器退回初始位置。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動(dòng)可控的無(wú)線無(wú)源磁致伸縮微型檢測(cè)器檢測(cè)方法，其特征是:亥姆霍茲線圈(4)提供的外加磁場(chǎng)使運(yùn)輸器開(kāi)始沿軸線方向向前運(yùn)動(dòng)的頻率^稱(chēng)為前啟動(dòng)頻率，使運(yùn)輸器開(kāi)始沿軸線方向向后運(yùn)動(dòng)的頻率5稱(chēng)為后啟動(dòng)頻率，基體(I)的諧振頻率為f Q，其中f I < f Q < f 2 ;當(dāng)外加磁場(chǎng)頻率f i < f < f ο時(shí)，運(yùn)輸器向前運(yùn)動(dòng)；當(dāng)外加磁場(chǎng)頻率fo < f < f 2時(shí)，運(yùn)輸器向后運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G01N33/543GK105974112SQ201610271780
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】張克維, 張克顥
【申請(qǐng)人】太原科技大學(xué)