[发明专利]一种提高检测特异性的微流体单元

说明书

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种用于亚THz纳米生物传感器的微流体单元。

背景技术

微流体是集合微电子、微机械、生物工程和纳米技术等基础上发展起来的技术，能够在微观尺寸下控制、操作和检测复杂流体。它能够连续操作，精确控制反应条件，使用量少，节约成本，可集成化，大批量生产。这种技术日益成熟，越来越多的被应用在生物医学上，并且从实验研究阶段向商品化发展。例如，微流体生物芯片在稀有细胞的筛选、信息核糖核酸的提取和纯化、基因测序、单细胞分析、蛋白质结晶、药物检测等的应用。

亚太赫兹纳米生物传感器将亚太赫兹技术用于生物医学检测，太赫兹(Terahertz,THz，1THz＝10¹²Hz)波是频率在0.1～10THz的电磁波，生物大分子之间的弱相互作用(氢键、范德华力等)、生物大分子的骨架振动和偶极子旋转等正好处于THz频谱范围，基于此可以检测像蛋白质、核酸、糖类、核酸等生物大分子。但由于人体等生物的组织细胞、血液等常规检测物质基本处于水相环境，而液态水恰好有大量的氢键，这将会严重干扰太赫兹应用在水相环境。然而，近几年发现在小于1THz的低频范围内，液态水中的氢键的干扰性大大降低，这使太赫兹技术应用于液相环境下的物质检测成为了可能。我们将小于1THz的频谱范围被称为亚太赫兹。

亚THz纳米生物传感器要求单个或少量细胞正常通过狭小微流体的微通道，这样就可以提高检测的特异性，也减少了使用的细胞，即微量、快速检测。例如细菌，就避免了长时间的细菌培养的过程。但同时这样要求微流体的通道变得很小，只有几十微米，甚至只有几微米的直径。

现有的微流体的微通道的最小直径大多是从百微米到毫米级，极少有几十微米以下。原因是多方面的，其一是制作工艺，微通道越小，微型加工技术及表面化学涂层等技术要求也高，成本将会大大提升。最重要的是因为微流体与支持物间的表面效应，由于尺寸变小，分子表面的本质特征就极其重要，在几到几十微米这个级别，微通道的表面粘附力、表面摩擦力、表面吸收层和表面亲和力等的影响，微通道就显得“粗糙”，也就是说通道的阻力增加了。传统的微流体加样在几到几十微米的通道上根本不能使其快速流动，这就使该技术的使用遇到了瓶颈。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于亚THz纳米生物传感器的微流体单元，以解决现有技术中无法实现单个或少量细胞正常通过狭小微流体的问题，提供如下技术方案：

一种提高检测特异性的微流体单元，至少包括一个呈管状结构的微流本体，所述微流本体细胞入口端设置有正压发生装置，所述微流本体细胞出口端设置有负压发生装置。

进一步，所述微流本体为平行设置或Y型或U型设置。

进一步，所述微流本体直径为4-6μm。

进一步，所述正压发生装置包括压力腔I、溶液腔I，所述压力腔I、溶液腔I之间设置有隔离推板I，所述压力腔内设置有进出风口I，所述溶液腔设置有一个进液口I和与微流本体连通且数量相同的出液口I。

进一步，所述进液口I上设置有单向控制阀。

进一步，所述正压发生装置为微型泵。

进一步，所述负压发生装置包括压力腔II、溶液腔II，所述压力腔II、溶液腔II之间设置有隔离推板II所述压力腔II内设置有进出风口II，所述溶液腔II设置有与微流本体连通且数量相同的进液口II和出液口II。

进一步，所述出液口II上设置有单向控制阀。

进一步，所述负压发生装置为蠕动泵。

本发明的有益效果在于：本发明的通过设置管径为4-6μm的微流体单元，并利用在微流体本体两端增加正压、负压发生装置，可在微流本体内产生足够的负压，让待测细胞只能单个或少数通过，从而有效提高检测的灵敏度和特异性，实现用亚THz传感技术直接定性和定量检测不同性状细菌，减少细菌培养环节，提高检测效率和质量。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图：

图1为本发明第一实施例的结构示意图；

图2为本发明第一实施例正压发生装置的结构示意图；

图3为本发明第一实施例负压发生装置的结构示意图；

图4为本发明第二实施例的结构示意图；