[发明专利]多通道石英晶体微天平检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及传感检测技术领域，尤其涉及一种带参照的多通道石英晶体微天平检测装置。

背景技术

石英晶体微天平（QuartzCrystalMicrobalance，QCM）是一种基于晶片表面附着质量变化导致谐振频率的变化而检测微量物质的传感器，具有灵敏度高、结构简单、成本低，特别是不需要样品标记等优点，在生物、化学等领域作为检测、分析的工具得到了广泛的应用。石英晶体微天平是由AT切的石英晶片以及固定在晶片两面的金属激励电极组成的。激励电极一般由两个分别焊接在晶片两面的管座引脚导出，连接到测试仪器或谐振电路上。

把石英晶体微天平与流动注射分析技术相结合能够实现实时、快速的检测、分析，并且节省被测样品量。其技术关键为流通池的设计、制作，要求既能固定、密封石英晶片，又能导出固定在石英晶片两面的金属激励电极，同时又不能损害石英晶片的谐振特性。目前的流通池的设计结构较为复杂，安装麻烦，使得流通池不能重复使用。

目前，市面上常用的微天平基本频率为5MHz或10MHz，其晶片厚度为0.33mm或0.17mm，直径在15mm左右，体型较大，无法实现天平的高频小型化的特点，从而无法对小分子或者痕量物质进行检测。目前，大部分在使用甚至在研究中的石英晶体微天平都是单个微天平的结构，无法定量分析环境及待测物性质等变化对测量结果的影响，限制了测量下限，所以测量精度还有待提高。并且这些石英晶体微天平还有待提高其测量的质量频率灵敏度，以达到可以对小分子或痕量物质的检测。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种多通道石英晶体微天平检测装置，提高了实际检测精度，且可以同时检测出多种待测物的不同成分。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

多通道石英晶体微天平检测装置，包括上针探头、下针探头、底座、石英晶片、硅胶垫片和封盖，所述底座上表面设有底座凹槽，在所述底座凹槽内嵌置有石英晶片，所述石英晶片下表面中部设有开口向下两个以上相互独立的石英晶片凹槽，在所述石英晶片整个下表面镀有一层下电极，在所述每个石英晶片凹槽的背面对应位置均镀有一层上电极，所述硅胶垫片设置在底座的上面，在所述硅胶垫片上与所述石英晶片凹槽对应位置开有上下贯通的中心长通孔，所述所有石英晶片凹槽均位于所述中心长通孔横截面范围内，所述中心长通孔横截面位于所述石英晶片横截面范围内，所述封盖位于所述硅胶垫片上；在所述封盖上分别开设进样通道和出样通道，与所述石英晶片、中心长通孔和封盖的下表面构成连通池，所述上电极通过镀层引线引向石英晶片边缘，所述上针探头穿过封盖和硅胶垫片通过镀层引线与所述上电极连接，所述下针探头穿过底座与所述下电极连接。

本多通道微天平检测装置通过在底座凹槽内嵌置有石英晶片，在石英晶片下表面中部设有开口向下的两个以上的石英晶片凹槽，并且在所述石英晶片整个下表面镀有一层下电极，在所述每个石英晶片凹槽的背面对应位置均镀有一层上电极，形成两个以上的微天平。在上电极表面分别制作感应膜，感应膜用来吸附待测物中的待测成分。剩下其中一个上电极表面不作任何感应膜的修饰，作为一个参照微天平，它的用途在于测出：当待测物流过微天平时和周围环境等因素对微天平测量值产生影响误差。其他多个微天平与该参照微天平的频率变化进行差分输出，得出实际检测值。这样就大幅提高了实际待测物检测精度。其中，本多通道微天平检测装置可以安置含两个以上通道的微天平，可以一次性检测出多种待测物的不同成分。

更进一步的，所述上电极、下电极和镀层引线为铬和金镀层；采用金作为上、下电极和镀层引线可以大幅度降低电阻，且需要的金材料也比较少。在镀金之前先镀一层铬，使得金与石英晶片结合的更紧密。

更进一步的，所述石英晶片的厚度为16μm-30μm，石英晶片的基本频率范围为30MHz-100MHz，由于石英晶片的厚度大大变薄，实现了天平的高频小型化，提高了质量频率灵敏度，可以完成对小分子或者痕量物质的检测；硅胶垫片的厚度为100μm-1000μm，硅胶垫片的厚度决定了流通池的体积，如若硅胶垫片的厚度小于100μm，则流通池的体积太小，会使得待测物流动困难，如硅胶垫片的厚度大于1000μm，则会导致流通池的体积过大，也使得检测所需的最小样品量变大，造成浪费；所述上针探头为上弹簧针探头，下针探头为下弹簧针探头，这种采用弹簧针探头的接触电极方式连接，可以节省石英晶片的面积，更有利于石英晶片的小型化，且利于拆装。