一種光可逆的場效應(yīng)晶體管生物傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物傳感器，特別涉及一種光可逆的場效應(yīng)晶體管生物傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，以納米生物傳感器為代表的新型分子識別技術(shù)，由于其具有實(shí)時(shí)檢測、準(zhǔn)確定量、靈敏度高、特異性高、無須標(biāo)記等特點(diǎn)，逐漸受到研究者的重視，被認(rèn)為是現(xiàn)代臨床診斷和檢驗(yàn)的一個(gè)新的發(fā)展方向。同時(shí)生物傳感器具有操作簡單、環(huán)境要求簡單、檢測設(shè)備易于微型化等特點(diǎn)，使其具有更大的臨床應(yīng)用價(jià)值，已在基因、蛋白、細(xì)胞、病原微生物等檢測方面得到了極大的應(yīng)用。但是，目前出現(xiàn)的各種納米生物傳感器大多數(shù)都存在著只能一次性使用，或者通過各種復(fù)雜的操作才能重復(fù)使用的問題，這就使得在納米生物傳感器的研制過程中產(chǎn)生研制材料浪費(fèi)和環(huán)境污染等問題。
[0003]石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，是碳的二維結(jié)構(gòu)。和其它結(jié)構(gòu)相比，石墨烯具有極高的電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、及出色的機(jī)械強(qiáng)度；并且作為單原子平面二維晶體，石墨烯在高靈敏度檢測領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢。二氧化鈦是一種重要的光催化劑，可以有效地降解各種有機(jī)分子，而且原料容易獲得，價(jià)格低廉，制備過程簡單。還原氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合物已經(jīng)通過氧化石墨烯/二氧化鈦水熱還原成功的合成，這種納米復(fù)合物具有更高的光催化活性，并且更容易與石墨烯結(jié)合，從而構(gòu)建更高性能的納米生物傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種光可逆的場效應(yīng)晶體管生物傳感器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種光可逆的場效應(yīng)晶體管生物傳感器，其特征在于:它包括基底層，所述基底層上設(shè)有金屬電極對，所述金屬電極對的兩個(gè)金屬電極之間設(shè)有導(dǎo)電通道，所述導(dǎo)電通道由還原氧化石墨烯層和沉積在還原氧化石墨烯層上的還原氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合物層覆蓋在兩電極之間形成，所述金屬電極分別與外側(cè)信號檢測裝置連接。
[0007]上述方案中，所述還原氧化石墨烯/ 二氧化鈦復(fù)合物層上連接有探針修飾分子。
[0008]上述方案中，所述探針修飾分子為通過化學(xué)鍵與還原氧化石墨烯/ 二氧化鈦復(fù)合物層上的還原氧化石墨稀鍵連的抗體修飾分子、PNA修飾分子或DNA修飾分子。
[0009]上述方案中，所述基底層由娃基質(zhì)及沉積在娃基質(zhì)上的二氧化娃構(gòu)成。
[0010]本實(shí)用新型將還原氧化石墨烯/ 二氧化鈦復(fù)合物層沉積在石墨烯層的表面，并對還原氧化石墨烯/ 二氧化鈦復(fù)合物層進(jìn)行化學(xué)修飾，在還原氧化石墨烯/ 二氧化鈦復(fù)合物層上鍵連不同的生物分子如蛋白質(zhì)，DNA作為受體，可以開展針對與目前全世界范圍內(nèi)的流行性疾病，例如肝炎、艾滋病、肺結(jié)核、頭號殺手癌癥和致命殺手心臟病等疾病及相關(guān)疾病的診斷研究，并且該場效應(yīng)晶體管生物傳感器在使用過后，可以通過簡單的紫外光照的處理，降解其表面鍵連的生物分子，從而達(dá)到有效地重復(fù)使用，減少化學(xué)材料的浪費(fèi)和污染。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:
[0012]本實(shí)用新型提供的場效應(yīng)晶體管生物傳感器可以對生物樣本進(jìn)行檢測，并且在檢測完成后，通過紫外光照處理就能實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用；所述場效應(yīng)晶體管生物傳感器以電子檢測為手段，無需標(biāo)記、靈敏度高、輕巧方便、攜帶方便、能與現(xiàn)代微電子技術(shù)聯(lián)用、易于實(shí)現(xiàn)微型化和集成化，并且具有光可逆性，可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，必將在臨床疾病診斷方面發(fā)揮重要作用。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型光可逆的場效應(yīng)晶體管生物傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中:1為硅基質(zhì)，2為二氧化娃，3為金屬電極，4為還原氧化石墨稀層，5為還原氧化石墨稀/ 二氧化鈦復(fù)合物層，6為探針修飾分子。
[0014]圖2為本實(shí)用新型光可逆的場效應(yīng)晶體管生物傳感器的光可逆實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0015]圖3為本實(shí)用新型光可逆的場效應(yīng)晶體管生物傳感器用于檢測抗原(D 二聚體)的電學(xué)曲線變化圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型的內(nèi)容，但不僅僅局限于下面的實(shí)例。
[0017]實(shí)施例1
[0018]參照圖1所示，本實(shí)用新型所述光可逆的場效應(yīng)晶體管生物傳感器，包括基底層，所述基底層由硅基質(zhì)(I)及沉積在硅基質(zhì)上的二氧化硅(2)構(gòu)成，基底層上設(shè)有平行的金屬電極對(3)，所述金屬電極對的兩條金屬電極之間通過覆蓋石墨烯層(4)并在還原氧化石墨烯層上沉積還原氧化石墨烯/ 二氧化鈦復(fù)合物層(5)形成導(dǎo)電通道，金屬電極與外側(cè)信號檢測裝置連接。
[0019]其中，在所述還原氧化石墨烯/ 二氧化鈦復(fù)合物層上連接有探針修飾分子出)；所述探針修飾分子為通過化學(xué)鍵與還原氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合物層上的還原氧化石墨烯鍵連的抗體修飾分子、PNA修飾分子或DNA修飾分子。
[0020]本實(shí)用新型所述光可逆的場效應(yīng)晶體管生物傳感器具體地制作過程為:在基底層上兩金屬電極之間覆蓋還原氧化石墨烯層，然后在其上沉積還原氧化石墨烯/ 二氧化鈦復(fù)合物層，隨后使用N-羥基琥珀酰亞胺酯1-芘丁酸作為鏈接分子，利用其苯環(huán)結(jié)構(gòu)π-π堆積作用結(jié)合在還原氧化石墨烯/ 二氧化鈦復(fù)合物層表面，再利用其游離的醛基與探針上的氨基發(fā)生希夫反應(yīng)，將探針分子連接在還原氧化石墨烯/ 二氧化鈦復(fù)合物層上后得到光可逆的場效應(yīng)晶體管生物傳感器；其工作原理為:將含待測目標(biāo)抗原的反應(yīng)液滴加到導(dǎo)電通道處，使之覆蓋金屬電極對，待測目標(biāo)抗原會(huì)與抗體修飾分子相互結(jié)合，結(jié)合后帶負(fù)電的抗原與石墨烯發(fā)生相互作用，使石墨烯發(fā)生η型摻雜，從而引起石墨烯狄拉克點(diǎn)的變化，然后通過外側(cè)電信號檢測裝置即可以觀察到與待測目標(biāo)抗原的濃度相對應(yīng)的電信號變化，由此，可以通過這種電信號的變化來確定未知待測目標(biāo)抗原的濃度；檢測完成后，在紫外燈光照射后，還原氧化石墨烯/ 二氧化鈦復(fù)合物層中的二