[發明專利]基于多孔硅三元結構微腔的光學免疫檢測方法

無效

• 申請號: 200910113551.8
• 申請日: 2009-12-03
• 公開（公告）號: CN101710118A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 呂小毅;莫家慶;賈振紅;鐘福如;李銳
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: G01N33/551
• 分類號: G01N33/551;G01N33/68;G01N33/569;G02F1/01
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技術領域

本發明涉及一種以多孔硅三元結構微腔為固相傳感器載體的免標記光學免疫檢測方法，屬于生物醫藥、食品安全和環境監測的技術領域。

背景技術

目前，免疫分析檢測技術在生物醫藥、食品安全、環境監測、激素測定等領域的研究十分活躍。這種技術主要是基于抗原和抗體之間的特異性結合原理并與現代測試手段相結合，首先在測試基片上固定探針生物分子(抗原或抗體)，通過目標分子(抗原或抗體)與探針分子特異性反應后基片信號發生的改變進行目標分子的高靈敏度的分析檢測。其中，利用光學信號進行免疫檢測的技術就是光學免疫檢測技術。

免疫檢測技術主要包括標記和免標記兩大類，免疫標記檢測時通過示蹤物(酶、熒光素、鐵蛋白、膠體金、化學發光劑等)對目標分子進行熒光標記，然后發生抗原-抗體反應，最后利用光學顯微鏡等精密儀器對反應結果進行分析(參見吳雄文等主編《實用免疫學實驗技術》，湖北科學技術出版社，2002，57-84)。由于免疫標記技術是通過標記分子產生的信號變化進行檢測，因此它是一種間接分析方法。最近20年來，一種直接檢測反應分子信號的免標記免疫檢測技術迅速發展了起來。如利用固定生物分子的基片傳感器材料的表面層的折射率的改變進行傳感檢測的表面等離子共振技術(surface?plasmon?resonance，SPR)和干涉測量技術(interferometry)，以及利用液晶取向變化的光學免疫檢測方法，橢圓偏振光學檢測，基于反蛋白石光子晶體的光學免疫檢測方法等等技術和方法。此外，在基于這些優秀的傳感器材料的檢測技術的基礎上，通過對無需標記的檢測單元進行編碼就可以實現多元檢測的目的(參見顧忠澤等，基于反蛋白石光子晶體的非標記多元免疫檢測方法，專利公開號：CN101251538A)，這樣就同時可以測定生物分子的種類和濃度信息。

近些年來，隨著光子晶體理論的快速發展，基于光子晶體材料和光子帶隙材料的免標記免疫檢測方法已經成為人們研究的熱點技術。光子晶體是由介電材料的周期排列而構成的一種人工光子帶隙材料，根據介電常數在空間的分布，它分為一維，二維，三維三種結構，其中一維光子晶體結構無論是理論設計，或是實際制備都最為簡便，而一維光子晶體中研究最為普遍的是一維二元結構光子晶體，也就是由兩種介質材料構成的各種光子帶隙材料。王旭東等人在光子晶體理論的研究中發現由三種介電材料構成的光子晶體結構，也就是一維三元結構光子晶體，其由隨機誤差引起的無序度改變不明顯，是更趨于一種理想和穩定的光子晶體結構(參見王旭東等，光電子·激光，2004，15(1)，104-107)。

光子帶隙結構傳感器由于其折射率變化發生在電場最強的區域等特點(參見Huimin?Ouyang，et?al，Analytical?Chemistry，2007，79，1502-1506)使得其具有靈敏度高、響應快、實時性好、免標記、可遙控、結構緊湊、無電磁干擾和安全性高等特點。電化學腐蝕制備的多孔硅就是一種制備光子帶隙結構的優秀基底材料。多孔硅，具有獨特的多孔結構和非常大的內表面積，并且具有能在室溫下發光，造價低廉、能和現有集成電路完全兼容等特點，本身就是一種理想的免疫傳感器基底材料(參見Victor?S.-Y.Linet?al，Science，1997，278，840-843)，澳洲弗林德斯大學Andrew?Jane等人在系統總結多孔硅生物傳感器技術后指出成本問題是影響多孔硅生物傳感器從實驗室走向商業的主要問題之一(參見Andrew?Jane，et?al，Trends?inBiotechnology，2009，27(4)，230-239)，因此選擇制備方法比較廉價的電化學方法是比較有利的一種方法。此外，目前主要使用的通過高、低兩種電流的交替進行的電化學腐蝕而成的多孔硅多孔硅Bragg反射鏡、多孔硅微腔結構或者基于多孔硅光致發光特性的各種多孔硅多層結構，由于受許多外界隨機因素作用會引起多孔硅光子帶隙結構的實際尺度的偏離，會產生一定的無序性，很難大批次重復制備出理想的多孔硅光子晶體。因此，基于多孔硅的一維三元光子帶隙結構生物傳感器不但同時兼具多孔硅和光子帶隙結構傳感器的優異性能，而且會對多孔硅光子帶隙結構的穩定性起到很好的保持作用，同時針對不同條件制備的多孔硅一維三元光子帶隙結構生物傳感器進行編碼，還可以實現多元檢測的目的。

發明內容