[发明专利]基于RFID概念的尿酸微波生物传感器及其应用

说明书

本发明涉及一种基于RFID概念的尿酸微波生物传感器，包括依次层叠设置的第一基板、第二基板和第三基板；第一基板设置有微流体通道，微流体通道包括腔体，利用腔体容置定量的待测溶液；第二基板设置有金属电容结构，金属电容结构与腔体校准并键合；第三基板上设置有谐振器模块，谐振器模块包括多个分离环，多个分离环相互嵌套构成互补结构。本发明尿酸微波生物传感器具有高品质因数，待测溶液固定在腔体中，以使检测位置及溶液形状均被固定，显著提高了其检测的灵敏度和精确度，而且在实现生物传感响应的测量时，能够提供一种近距离非接触/无线测量的可行性方案，使得整个检测操作方便快速，节省了检测时间，有利于商业化推广使用。

技术领域

本发明涉及生物传感器技术领域，尤其是指一种基于RF ID概念的尿酸微波生物传感器及其应用。

背景技术

尿酸是人体的代谢产物，也是嘌呤的代谢最终产物。若人体中尿酸浓度异常，则会影响人体细胞的正常功能，也会反映出嘌呤代谢的相关疾病，长期尿酸过高则会引发痛风，高尿酸血症，尿酸性肾病等各种疾病，因此尿酸的检测非常重要。通过尿酸浓度的检测，能够准确的反映自身尿酸的变化情况，掌握尿酸的浓度是否超标，能够帮助人体避免各种尿酸过高或过低引起的疾病，在分析疾病的临床诊断和治疗方面发挥着日益广泛的作用。目前检测尿酸浓度的方法包括单酶法、尿酸传感器法、伏安法、高效液相色谱法和钨钼磷酸法等。

上述五种检测方法对于尿酸浓度的检测各有利弊，其中单酶法的基本原理是通过单一的酶促反应后利用各种方法直接测定产物的浓度来求得待测物的含量，该方法虽然由于操作简便，样品处理简单而得到广泛应用，但是其缺点在于样品的制作过程过于繁杂且反应所需时间过长。尿酸传感器采用流动注射分析系统，由样品混合器、恒流泵、覆盖酶膜的氧化极、流动池、热交换器、循环恒温水浴锅、溶氧控制器以及积分仪组成，该方法由于操作过程简单而得到广泛应用，但是其缺点在于尿酸酶易受到环境变化的影响从而影响测量精度，寿命一般只有两年，并且所需设备多，流程复杂，难以实现小型化和商业化。将通过测量电流/电压曲线进行分析的方法统称为“伏安法”。近年来，伏安法检测尿酸浓度在理论研究和实际运用于临床诊断上都取得了很大的发展。伏安法的优势在于检测结果准确，灵敏度较高，抗干扰能力较强，操作简便，样品处理简单，缺点在于同样所需设备较多，且流程复杂。高效液相色谱法所用的流动相简单，分离效果好，操作简便、快速，但是其缺点在于常常需要麻烦费时的样品预处理或使用复杂的柱切换设备。磷钨酸还原法是利用无蛋白滤液中的尿酸在碱性环境中可被磷钨酸氧化成尿囊素及二氧化碳，同时磷钨酸被还原成钨蓝，之后根据钨蓝的颜色深浅，用710nm波长的滤光板与同样处理的标准滤光板进行比色，通过计算空白调零点的数量即可求出尿酸浓度值。这种方法的优点在于操作简单，分析速度快，样品用量少，适用于临床检验，但该方法缺点在于还原法需要制备无蛋白滤液，使方法变得繁杂，其二在于尿酸本身性质在酸性条件下极不稳定会因操作不当使其与蛋白质产生沉淀而影响其重复性，最重要的是处理后的测定波长的吸光范围较大，所以线性关系不好，测定尿酸浓度的灵敏性不高。

因此迫切需要一种操作快速方便又精确检测尿酸浓度的方法。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中操作复杂繁琐以及检测精确度低的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明一种基于RFID概念的尿酸微波生物传感器，包括依次层叠设置的第一基板、第二基板和第三基板；

所述第一基板设置有微流体通道，所述微流体通道包括腔体，利用所述腔体容置定量的待测溶液；

所述第二基板设置有金属电容结构，所述金属电容结构与所述腔体校准并键合；

所述第三基板上设置有谐振器模块，所述谐振器模块包括多个分离环，多个分离环相互嵌套构成互补结构，在微波频段，其能够在垂直于所述第三基板的方向辐射穿透所述金属电容结构和所述腔体的电磁通量，以使所述电磁通量能够与所述金属电容结构和所述腔体耦合,实现谐振器模块微波参数的变化。