一种利用纳米孔的生物化学分析设备的制作方法

1.本发明属于生物化学技术领域，尤其涉及一种利用纳米孔的生物化学分析设备。


背景技术：

2.目前，近年来利用纳米孔进行的样品的生物化学分析已经取得相当大的发展。纳米孔是电绝缘层中的小孔并且可以由被引入两性膜中的蛋白质孔或通道形成。纳米孔可以允许离子流横跨两性膜行进，该两性膜由纳米孔基于分析物相互作用调制，从而允许纳米孔提供生物化学分析。针对生物化学分析的类型的范围已经开发了各种类型的纳米孔和用于利用所述纳米孔的分析设备。一个商业示例是将纳米孔用于多核苷酸(诸如dna)的测序。wo-2009/077734公开了利用纳米孔来执行样品的生物化学分析的分析设备的一个示例。因而纳米孔提供用于工业规模的生物化学分析的平台的潜力。然而，在这样的环境下，所希望的是在设备中有效处理样品以便使生产率最大化并且使执行生物化学分析的成本最小化。但是现有的生物化学分析设备的通量低、成本高，影响了其真正大规模的应用。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的生物化学分析设备的通量低、成本高，影响了其真正大规模的应用。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用纳米孔的生物化学分析设备。
5.本发明是这样实现的，一种利用纳米孔的生物化学分析设备包括：
6.生物化学传感器，用于利用多个纳米孔执行样品的生物化学分析；
7.所述生物化学传感器设置在储液槽里侧底部，所述储液槽用于对待进行生物化学分析的样本溶液进行存储；
8.所述生物化学传感器包括硅基板和若干个微球谐振腔，所述若干个微球谐振腔均匀布设在硅基板中间，所述微球谐振腔外侧镀有纳米孔涂层薄膜；
9.所述储液槽侧面设置有参数检测模块，所述参数检测模块用于通过光学检测方式对生物化学分析过程中的各项参数进行检测采集，并将采集数据传递到控制模块；
10.所述控制模块用于通过控制器对采集数据进行处理分析。
11.进一步，所述储液槽底部中间开设有通孔，所述硅基板铺设在通孔上端。
12.进一步，所述储液槽下端放置有集液槽，所述储液槽底部外侧设置有环形支撑边沿，所述环形支撑边沿下表面开设有与集液槽的上端开口相配合的卡槽。
13.进一步，所述集液槽右侧下端开设有排液管，所述排液管外端设置有排液阀。
14.进一步，所述参数检测模块包括：
15.探针注入单元，用于将包含有检测探针的悬浊液注入储液槽中与待进行生物化学分析的样本溶液混合；
16.电化学发光检测单元，用于通过光电倍增管对样本溶液通过纳米孔的参数进行光学检测。
17.进一步，所述探针注入单元将包含有检测探针的悬浊液注入储液槽中与待进行生物化学分析的样本溶液混合的方法包括：
18.(1)将悬浊液中的检测探针附着在磁珠上；
19.(2)将悬浊液置入储液槽中的样本溶液中；
20.(3)包含检测探针的悬浊液与样本溶液的待检测物质反应后，检测探针与所述待检测物质结合并从磁珠脱离。
21.进一步，所述悬浊液与样本溶液的体积比为0.1～0.3:1。
22.进一步，所述电化学发光检测单元对样本溶液通过纳米孔的参数进行光学检测的方法包括：
23.(1)向混合后的样本溶液中加入显色剂；
24.(2)使用光电倍增管进行图像采集，根据检测目标物阵列点的化学发光信号值以及标准溶液的浓度对数制作标准曲线；
25.(3)采用外标曲线法定量，分别计算样本溶液中检测目标物的含量。
26.进一步，所述显色剂为过氧化物-鲁米诺体系、过氧化物-异鲁米诺及其衍生物体系、过氧化物-吖啶酯及吖淀酰胺类体系、(金钢烷)-1，2-二氧乙烷及其衍生物。
27.进一步，所述待进行生物化学分析的样本溶液的制备方法包括：
28.当待测样品为液体时，取70μl～1.5ml于10ml ep管中，用缓冲液稀释50～100倍即得待测样品溶液；
29.当待测样品为固体时，取粉碎样品10g，加入20ml缓冲液，混合5～10min，置55～65℃水浴下放置20～30min，离心5～10min，取50μl上清液，加入450μl缓冲液混匀，取50μl～500μl即得待测样本溶液。
30.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明中的基板采用硅基板，强度高，便于进行大规模、微制造、微观有序排列，在复合载体材料的单位面积上可同时分析多种生物样本，且可贮存量大；且其具有荧光背景低、制造成本低、应用方便等优点；同时不会导致样本的脱落，可用于固定或隔离生物化学样本，满足生物技术研究和其它相关学科发展的需要。本发明中纳米孔的尺寸可控制，以满足不同研究应用的需要，片的形状易于设计和制作，降低了制备成本。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本发明实施例提供的利用纳米孔的生物化学分析设备的结构示意图。
33.图2是本发明实施例提供的环形支撑边沿的结构示意图。
34.图中：1、储液槽；2、集液槽；3、硅基板；4、参数检测模块；5、环形支撑边沿；6、排液管；7、排液阀；8、卡槽。
35.图3是本发明实施例提供的探针注入单元将包含有检测探针的悬浊液注入储液槽中与待进行生物化学分析的样本溶液混合的方法流程图。
36.图4是本发明实施例提供的电化学发光检测单元对样本溶液通过纳米孔的参数进行光学检测的方法流程图。
具体实施方式
37.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用纳米孔的生物化学分析设备，下面结合附图对本发明作详细的描述。
39.如图1和图2所示，本发明实施例提供的利用纳米孔的生物化学分析设备包括：
40.生物化学传感器，用于利用多个纳米孔执行样品的生物化学分析；
41.所述生物化学传感器设置在储液槽1里侧底部，所述储液槽1用于对待进行生物化学分析的样本溶液进行存储；
42.所述生物化学传感器包括硅基板3和若干个微球谐振腔，所述若干个微球谐振腔均匀布设在硅基板中间，所述微球谐振腔外侧镀有纳米孔涂层薄膜；
43.所述储液槽1侧面设置有参数检测模块4，所述参数检测模块用于通过光学检测方式对生物化学分析过程中的各项参数进行检测采集，并将采集数据传递到控制模块；
44.所述控制模块用于通过控制器对采集数据进行处理分析。
45.本发明实施例中的储液槽1底部中间开设有通孔，所述硅基板铺设在通孔上端。
46.本发明实施例中的储液槽1下端放置有集液槽2，所述储液槽1底部外侧设置有环形支撑边沿5，所述环形支撑边沿5下表面开设有与集液槽的上端开口相配合的卡槽8。
47.本发明实施例中的集液槽右侧下端开设有排液管6，所述排液管6外端设置有排液阀7。
48.本发明实施例中的参数检测模块4包括：
49.探针注入单元，用于将包含有检测探针的悬浊液注入储液槽中与待进行生物化学分析的样本溶液混合；
50.电化学发光检测单元，用于通过光电倍增管对样本溶液通过纳米孔的参数进行光学检测。
51.如图3所示，本发明实施例中的探针注入单元将包含有检测探针的悬浊液注入储液槽中与待进行生物化学分析的样本溶液混合的方法包括：
52.s101，将悬浊液中的检测探针附着在磁珠上；
53.s102，将悬浊液置入储液槽中的样本溶液中；
54.s103，包含检测探针的悬浊液与样本溶液的待检测物质反应后，检测探针与所述待检测物质结合并从磁珠脱离。
55.本发明实施例中的悬浊液与样本溶液的体积比为0.1～0.3:1。
56.如图4所示，本发明实施例中的电化学发光检测单元对样本溶液通过纳米孔的参数进行光学检测的方法包括：
57.s201，向混合后的样本溶液中加入显色剂；
58.s202，使用光电倍增管进行图像采集，根据检测目标物阵列点的化学发光信号值
以及标准溶液的浓度对数制作标准曲线；
59.s203，采用外标曲线法定量，分别计算样本溶液中检测目标物的含量。
60.本发明实施例中的显色剂为过氧化物-鲁米诺体系、过氧化物-异鲁米诺及其衍生物体系、过氧化物-吖啶酯及吖淀酰胺类体系、(金钢烷)-1，2-二氧乙烷及其衍生物。
61.本发明实施例中的待进行生物化学分析的样本溶液的制备方法包括：
62.当待测样品为液体时，取70μl～1.5ml于10ml ep管中，用缓冲液稀释50～100倍即得待测样品溶液；
63.当待测样品为固体时，取粉碎样品10g，加入20ml缓冲液，混合5～10min，置55～65℃水浴下放置20～30min，离心5～10min，取50μl上清液，加入450μl缓冲液混匀，取50μl～500μl即得待测样本溶液。
64.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
65.以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。