兩種用于疾病診斷的傳感器研究.pdf

1、本論文研究了用于肝纖維化早期診斷的MEMS免疫傳感器和用于糖尿病病況監(jiān)測的人體呼氣丙酮氣敏傳感器。前者基于電化學工作原理，后者基于質(zhì)量復合的壓電諧振工作原理。免疫傳感器的研究內(nèi)容包括MEMS電化學三電極體系的集成、工藝實現(xiàn)，外標探針的選擇，抗體與鄰苯二胺共聚條件的優(yōu)化等。丙酮氣敏傳感器的研究內(nèi)容包括分子篩的制備和涂敷，用于氣體干燥的溫度可控式半導體溫差制冷器的設計，信號采集和輸出電路的設計，半自動化的測量系統(tǒng)的設計，石英晶振微天平(QC

2、M)的溫度特性，氣體流速的影響，傳感器的靈敏度與分子篩敏感膜厚度的關系，對不同氣體的選擇性，傳感器的可重復性等。本文還研究了基于MEMS技術的壓電式微懸臂梁質(zhì)量諧振式傳感器，它可以克服QCM傳感器響應速度和恢復速度過慢問題，它的突出優(yōu)點還在于能夠大批量生產(chǎn)和易于實現(xiàn)傳感器陣列化，以及與信號處理電路芯片的集成。 本論文首次提出了利用抗體和鄰苯二胺共聚形成半絕緣膜進行抗原檢測的新方法，可同時檢測多種抗原，并成功的研制出與傳統(tǒng)RIA法

3、靈敏度相近的可用于肝纖維化血清標志物檢測的多通道免疫傳感器。該傳感器對透明質(zhì)酸(HA)、四型膠原(IV-C)和層粘連蛋白(LN)的測量誤差均小于20％，檢測下限達lng／ml，芯片批內(nèi)、批間變異系數(shù)小于20％，測量所需時間在兩小時左右，血樣用量僅50~tl，比之商業(yè)化RIA試劑盒有較大改進。該免疫傳感器不僅可以用于肝纖維化標記物的檢測，只要共聚時改用相應的抗體，還可以用于其它抗原或大分子蛋白的檢測。 本論文提出了一種銀離子修飾的

4、沸石分子篩用作諧振式質(zhì)量傳感器的敏感膜來提高傳感器對丙酮氣體的靈敏度和選擇性，最終制成了可用于糖尿病監(jiān)測的無痛式氣敏傳感器。設計了溫度可控的冷阱去除病人呼氣中的水汽，消除了水汽對傳感器的影響，提高了傳感器的準確度。本傳感器能檢測的丙酮下限小于lppm，最小檢出質(zhì)量約為8×10-lOg，并能夠明顯區(qū)分正常人和糖尿病人群的呼氣。傳感器隨溫度有+ISHz／'C的漂移，頻率亦隨氣體流速增加而上升，但只要保證一次測量中流速(50-150mi／ra