专利名称：磁场强度可控的电化学免疫传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于电化学免疫传感器，特别涉及一种磁场强度可控的电化学免疫传感器。
背景技术：
电化学免疫传感器是将免疫分析技术与电化学传感器相结合的一种免疫分析方法，是基于测量电流、电位变化来进行免疫分析的生物传感器。电化学免疫传感器在临床医学、环境和食品工业等方面都有重要应用，并以其体积小、专一度强、灵敏度高、检测快速方便、成本低和容易实现实时在线活体检测等优点，成为当前研究的热点之一。电化学免疫传感器通常由敏感元件(生物材料)、转换元件(电极)、电解池以及数据采集与处理系统组成，通过检测抗原-抗体反应前后电流等信号的变化而实现定量检测。常规磁场强度可控电化学免疫传感器的制备为在电极表面进行修饰，使功能性分子，如抗体、抗原、酶等物质固定于电极表面，从而实现针对测定物质的特异响应，但是，由于检测完成后，需对免疫传感器进行再生，即将结合于电极表面的测定物质清除，需要采用一定的化学条件，如酸性条件、碱性条件等，破坏抗原-抗体结合，同时对电极修饰的稳定性及修饰于电极表面的功能性分子的活性造成了一定的影响，降低了传感器的使用性能，缩短了其使用寿命，并限制了其使用次数。因此，常规的电化学免疫传感器中的电极虽可多次重复使用，但其可重复使用的次数一般不超过10次，且随着使用次数的增加，工作电极的性能也会急剧降低，严重影响了检测的有效性；并且该电极制备工艺复杂，生产成本高。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种磁场强度可控的电化学免疫传感器，所述磁场强度可控的电化学免疫传感器使用寿命长，使用次数大大超过10次，检测结果准确，并且有结构简单、成本低等优点。本实用新型的技术方案是磁场强度可控电化学免疫传感器，由电极装置和操纵装置组成，所述电极装置包括绝缘壳体和内衬层，壳体的顶部设置有外螺纹，所述内衬层自内向外依次设置有第一绝缘层、导电层和第二绝缘层，所述绝缘壳体与第二绝缘层之间设有供导线通过的铜套，所述壳体的一侧外壁上设有与铜套连通的接线柱，所述壳体的底端崁有金属电极，所述金属电极通过导线与接线柱连接；所述操纵装置的操纵杆前部和中部位于连接套内，操纵杆的后部伸出连接套的一端部，操纵杆的一端与金属杆顶部固定连接， 金属杆下部位于电极装置内，金属杆的底部磁性连接有永磁体，操纵杆上固定有用于定位的弹性齿，连接套上设置供弹性齿穿出的呈上下排列的两个定位孔，连接套的外壁设置有压柄，压柄的内侧设置有与下定位孔对应的凸起，直径与操纵杆相同的弹簧穿过金属杆安放在操纵杆和壳体之间，所述连接套的一侧设置滑槽，操纵杆的一侧面设有在滑槽中滑动的定位销，连接套的另一端与壳体通过螺纹连接。所述壳体为圆柱体，其壁厚为1 2. 5mm，外径为10mm，高度为80mm。[0007]所述金属电极的外端面与壳体底面齐平。所述金属电极为圆柱体，其直径为4mm，高度为2mm。所述金属电极的金属为金或钼或铜或铁合金或钛合金。所述弹簧的直径大于电极装置的内衬层。所述连接套的下部设置有内螺纹。本实用新型所述操纵机构，在未进行检测时，与操纵杆连接的磁铁，位于电极装置的壳体上端。在需要检测时，按下操纵杆，操纵杆将磁铁推向位于内衬层底部的金属电极附近，形成磁场，即可进行生物分子定量检测。本实用新型由于电极装置采用绝缘外套层-金属层(铜套)-第二绝缘层-金属层(即导电层)-第一绝缘层的结构，其中第一绝缘层，构建一个比较光滑的内壁，便于磁体在电极中的垂直运动，导电层连通金属电极与接线柱，可以稳定连通金属电极与接线柱，较单独的导线连接更为牢固；第二绝缘层用于导电层与金属层(铜套)之间绝缘，磁场与电流间的相互作用影响；金属层(铜套)可以隔绝磁�。捎诖懦∥占浞植迹捎猛啄芄患跣〉缂谥芪У拇懦。贝盘挥诮鹗舻缂隙耍辉诒敬衅髑岸说慕鹗舻缂芪Ь哂薪锨康拇懦�。本实用新型所述电化学免疫传感器，与背景技术所述的常规电化学免疫传感器相比较，将电极修饰改变为磁粒子表面的功能化修饰，并通过可控磁场作用将其固定于电极表面，完成电极的快速修饰，并应用于目标分子的检测，测定完成后，撤除磁�。⒕逑矗迪止δ芑帕Ｗ拥南赐眩臼涤眯滦退龅缁庖叽衅魅钥山行碌牟舛ǎ扌韪丛忧宜鹕说缂阅艿脑偕蹋虼耍臼涤眯滦退龅缁庖叽衅鞯氖褂么问梢源蟠蟮奶岣撸沂褂檬倜饕伤票傅墓δ芑帕Ｗ樱δ苄苑肿拥谋４嫫谙薅范�。同时，采用本实用新型所述的磁场强度可控的电化学免疫传感器对目的分子进行检测，实现了电极修饰过程的试剂化，能够有效地减小批间差异及批内差异，从而使检测结果更为准确。综上所述，本实用新型能够有效地对生物分子进行定量检测，且可重复使用，电极的性能不会随使用次数的增加而降低；同时本实用新型结构简单，便于制备，节约了生产成本。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1中H部的放大图；图3为图1的侧视图；图4为电极装置的结构示意图；图5为图4中的P部放大图；图6为电极装置下部的示意图；图7为本实用新型工作状态的示意图。附图中，1为壳体，2为铜套，3为第二绝缘层，4为导电层(铜箔套)，5为第一绝缘层，6为永磁体绝缘层，7为金属电极(金片)，8为导线，9为接线柱，10为压柄，IOa为凸起， 11为操纵杆，12为定位销，13为金属杆，14为连接套，14a为定位孔，15为弹簧，16为弹性
4齿，17为滑槽。
具体实施方式
参见图1-图6，磁场强度可控的电化学免疫传感器，由电极装置和操纵装置组成。 所述电极装置包括绝缘壳体1和内衬层，本实施例的壳体1为圆柱体，其壁厚为1 2. 5mm, 外径为10mm，高度为80mm，壳体的材料采用聚四氟乙烯。壳体1的顶部设置有外螺纹，所述内衬层自内向外依次设置有第一绝缘层5、导电层4和第二绝缘层3，本实施例的其中第一、 二绝缘层为聚偏氟乙烯层、导电层为铜箔层。所述绝缘壳体与第二绝缘层之间设有供导线 8通过的铜套2，所述壳体的一侧外壁上设有与铜套连通的接线柱9，所述壳体的底端崁有金属电极7，使铜套可以隔绝磁场。由于磁场为空间分布，采用铜套能够减小电极壁周围的磁场，使本可控电极的前端的金属电极部分具有较强的磁场。内衬层中第一绝缘层，可以使本可控电极构建一个比较光滑的内壁，便于磁体在电极中的垂直运动；第二绝缘层用于导电层与铜套之间绝缘，避免磁场与电流间的相互影响。所述金属电极通过导线8与接线柱 9连接，导电层连通金属电极与接线柱，使导电层稳定连通金属电极与接线柱。所述金属电极的外端面与壳体底面齐平，便于检测和存放。所述金属电极的金属可以为金或钼或铜或铁合金或钛合金，本实施例采用圆柱体金片，其直径为4mm，高度为2mm。所述操纵装置的操纵杆11前部和中部位于连接套14内，操纵杆的后部伸出连接套的一端部。操纵杆的一端与金属杆13顶部固定连接，所述连接可以为焊接或崁接等方式，金属杆13下部位于电极装置内。金属杆的底部磁性连接有永磁体6 (磁铁)，便于更换或清理。操纵杆上设置有用于定位的弹性齿16，连接套上设置供弹性齿穿出的呈上下排列的两个定位孔14a，用于将弹簧齿定位在上定位孔或下定位孔中，两定位孔的距离等于金属杆在电极装置内的上下移动的距离。在连接套的外壁设置有压柄10，压柄的内侧设置有与下定位孔对应的凸起10a，直径与操纵杆相同的弹簧15穿过金属杆安放在操纵杆和壳体之间，所述弹簧的直径大于电极装置的内衬层的内径，使弹簧的顶端与操纵杆的底部接触，底端与电极装置的顶面接触。 连接套的另一端设置有与壳体对应的内螺纹，用于将连接套与壳体通过螺纹连接。所述连接套的一侧设置滑槽，滑槽沿纵向设置在连接套上，其长度等于金属杆在电极装置内的上下移动的距离。操纵杆的一侧面设有滑槽17，定位销12位于滑槽中，定位销可以随操纵杆的运动在滑槽中移动，以防止操纵杆在向下运功或回位过程中转动。本传感器未使用时，金属杆的下部位于电极装置内，永磁体远离金属电极。操纵杆上的弹簧齿卡在位于连接套的上定位孔14a，定位销12位于滑槽的顶部。当需要检测目标分子时，向下压按操纵杆，操纵杆带动金属杆向下运动，弹簧齿离开连接套的上定位孔14a，随操纵杆运动至连接套的下定位孔并卡在其中，同时定位销也在滑槽中向下运动至滑槽的底部，将操纵杆固定，弹簧压缩。此时与操纵杆连接的金属杆将永磁体推向电极装置的底部，使永磁体的底面与金片的上端面接触(参见图7)，随后将所述电极装置的下部置于由亲和素包被磁性微粒子、生物素化anti-NT-proBNP抗体、NT-proBNP 标准品/临床样本共同孵育的孵育溶液中。受到磁场吸引，和素包被磁性微粒子-生物素化anti-NT-proBNP抗体-NT-proBNP抗原会被吸附固定在本实用新型的表面。吸附完毕后，将本实用新型移至检测溶液(铁氰化钾检测液)中，进行循环伏安法检测，峰电流与吸附抗原的量成反比。检测完毕后，按下压柄，压柄上与下定位孔对应突起将弹簧齿推离下定位孔，压缩弹簧的力量消失，在弹簧在其回力的作用下，推动操纵杆带动金属杆和永磁体一起向上运动，弹簧齿离开连接套的下定位孔，随操纵杆运动至连接套的上定位孔并卡在其中， 同时定位销也在滑槽中向上运动至滑槽的顶部，将操纵杆固定，永磁体远离金片，磁性消失。磁粒子即可在磷酸盐冲洗液的冲洗作用下从本实用新型的电极装置表面解析下来，并随着溶液流走，从而快捷、有效地实现了对生物分子的定量检测。本实用新型的电极装置经磷酸盐冲洗液的冲洗消磁后，即可继续进行下一次样品的检测，其性能不会随使用次数的增加而降低，具有可重复使用的优点。 另外本实用新型还有结构简单，便于制备，节约了生产成本的优点。
权利要求1.一种磁场强度可控的电化学免疫传感器，其特征在于由电极装置和操纵装置组成，所述电极装置包括绝缘壳体和内衬层，绝缘壳体的顶部设置有外螺纹，所述内衬层自内向外依次设置有第一绝缘层、导电层和第二绝缘层，所述绝缘壳体与第二绝缘层之间设有供导线通过的铜套，所述壳体的一侧外壁上设有与铜套连通的接线柱，所述壳体的底端崁有金属电极，所述金属电极通过导线与接线柱连接；所述操纵装置的操纵杆前部和中部位于连接套内，操纵杆的后部伸出连接套的一端部，操纵杆的一端与金属杆顶部固定连接，金属杆下部位于电极装置内，金属杆的底部磁性连接有永磁体，操纵杆上固定有用于定位的弹性齿，连接套上设置供弹性齿穿出的呈上下排列的两个定位孔，连接套的外壁设置有压柄，压柄的内侧设置有与下定位孔对应的凸起，直径与操纵杆相同的弹簧穿过金属杆安放在操纵杆和壳体之间，所述连接套的一侧设置滑槽，操纵杆一侧面设置的定位销位于在滑槽中，连接套的另一端与壳体通过螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的磁场强度可控的电化学免疫传感器，其特征在于所述壳体为圆柱体，其壁厚为1 2. 5mm，外径为10mm，高度为80mm。
3.根据权利要求1所述的磁场强度可控的电化学免疫传感器，其特征在于所述金属电极的外端面与壳体底面齐平。
4.根据权利要求1所述的磁场强度可控的电化学免疫传感器，其特征在于所述金属电极为圆柱体，其直径为4mm，高度为2mm。
5.根据权利要求1所述的磁场强度可控电化学免疫传感器，其特征在于所述金属电极为金或钼或铜或铁合金或钛合金。
6.根据权利要求1所述的磁场强度可控的电化学免疫传感器，其特征在于所述滑槽沿纵向设置在连接套上。
7.根据权利要求1所述的磁场强度可控的电化学免疫传感器，其特征在于所述弹簧的直径大于电极装置内衬层的内径。
8.根据权利要求1所述的磁场强度可控的电化学免疫传感器，其特征在于所述连接套的下部设置有内螺纹。
专利摘要本实用新型涉及一种磁场强度可控的电化学免疫传感器，由电极装置和操纵装置组成，通过操作装置调整电极装置中电极磁场的产生和消失，产生磁场时，用于目的生物分子的定量检测。本实用新型具有可重复使用、结构简单、便于制备等优点，能够有效地对生物分子进行定量检测。本实用新型使用寿命长，使用次数大大超过10次，检测结果准确，并且有结构简单、成本低等优点。
文档编号G01N27/327GK202057629SQ201120058600
公开日2011年11月30日 申请日期2011年3月8日 优先权日2011年3月8日
发明者周恩财, 梁文斌, 胡川闽, 赵明 申请人:中国人民解放军第三军医大学
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