[發(fā)明專利]生物傳感器、生物傳感器的制作方法及其檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310339250.3
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN104345082B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張珽;于薇;蔡培杰;劉瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414;G01N33/551
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物傳感器的技術(shù)領(lǐng)域及其制備方法，特別涉及一種基于場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的柔性全打印納米碳材料生物傳感器及其制作方法和檢測方法。?

背景技術(shù)

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，它是結(jié)合了半導(dǎo)體和金屬屬性的碳質(zhì)新材料，具有熱、力、電等優(yōu)異的性能。石墨烯是零帶隙半導(dǎo)體，具備獨(dú)特的載流子特性和優(yōu)異的電學(xué)性能。碳納米管是一種獨(dú)特的碳納米結(jié)構(gòu)，可以看作是石墨中的一層或多層碳原子卷曲成的中空的管狀。碳納米管具有許多獨(dú)特的性能，如良好的機(jī)械性能、較高的熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等。這些納米碳材料均具有的可修改化學(xué)功能的特色賦予其優(yōu)異的性能，其對具有多苯環(huán)的分子有很強(qiáng)的吸附能力，通過修飾吸附上的分子可獲得簡易檢測特定物質(zhì)的目的，極其適合制備新一代生物傳感器，具有穩(wěn)定性好、靈敏度高、功耗低和響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，因此如何實(shí)現(xiàn)納米碳材料的潛在應(yīng)用，以及提高納米碳材料在實(shí)際應(yīng)用中的性能是目前研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)。?

印刷電子技術(shù)是最近幾年蓬勃發(fā)展起來的一種新興技術(shù)。由于印刷電子技術(shù)具有薄、輕、大尺寸以及成本更低等特點(diǎn)，印刷電子已成為當(dāng)今多學(xué)科交叉、綜合的前沿研究熱點(diǎn)。柔性印刷器件能夠彎曲或卷成任意形狀，柔韌性好，既輕又薄，不易破損，耐沖擊耐用，其低廉的成本能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。?

目前印刷電子技術(shù)與納米碳材料的結(jié)合已經(jīng)進(jìn)行了了很多的探索,?在高靈敏度傳感器領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用潛力。但是在生物傳感器領(lǐng)域的嘗試仍處于起步階段，信號噪音大，檢測限高，處理工藝復(fù)雜，難以進(jìn)行大批量生產(chǎn)。因此，這就需要研究出信噪比低、檢測限低并可以大規(guī)模制備柔性印刷生物傳感器的技術(shù)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提供一種生物傳感器、生物傳感器的制作方法及其檢測方法，本發(fā)明技術(shù)擴(kuò)展了印刷電子技術(shù)在柔性襯底上的應(yīng)用，同時(shí)發(fā)揮了納米碳材料的優(yōu)異性能。檢測時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定，噪音小，檢測限低，且通過以不同的特異性受體修飾納米碳材料，還使得本發(fā)明柔性全打印生物傳感器可以分別對不同的物質(zhì)進(jìn)行檢測，如重金屬離子、蛋白質(zhì)等。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種生物傳感器，包括：?

柔性襯底；

形成于所述柔性襯底上的源極和漏極；

形成于所述柔性襯底上的功能化納米碳材料層，所述的功能化納米碳材料層電性連接于所述的源極和漏極之間；

柵極。

優(yōu)選的，在上述的生物傳感器中，所述的功能化納米碳材料層的表面修飾有特異性受體，所述的特異性受體選自抗體、酶、蛋白質(zhì)、肽、氨基酸、核酸適體、脂、輔因子或碳水化合物。?

優(yōu)選的，在上述的生物傳感器中，所述的柵極為Ag/AgCl參比電極。?

相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了一種生物傳感器的制作方法，包括：?

s1、在柔性襯底上通過噴墨打印法或溶膠打印法制作源極和漏極；

s2、通過噴墨打印法或溶膠打印法在源極和漏極之間制作功能化納米碳材料層；

s3、活化功能化納米碳材料層上吸附的功能化羧基，并采用特異性受體對功能化納米碳材料層進(jìn)行修飾，采用封閉試劑保護(hù)未反應(yīng)的活化羧基。

優(yōu)選的，在上述的生物傳感器的制作方法中，所述的柔性襯底選自聚對笨二甲酸乙二酯（PET）、聚對笨二甲酸丁二酯(PBT)、聚酰亞胺(PI)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯(PP)；所述的功能化納米碳材料層的材質(zhì)選自構(gòu)成交疊網(wǎng)絡(luò)的功能化石墨烯、功能化單壁碳納米管或功能化多壁碳納米管結(jié)構(gòu)；所述的封閉試劑選自乙醇胺、牛血清白蛋白（BSA）、脫脂奶粉或干酪素。?

優(yōu)選的，在上述的生物傳感器的制作方法中，所述的步驟s2中，還包括制備功能化納米碳材料溶液，所述的功能化納米碳材料溶液的制備方法如下：稱取1-芘丁酸溶解于濃度為0.01-0.5mg/mL的納米碳材料溶液中，溶劑為DMF，于室溫?cái)嚢璺磻?yīng)過夜，溶液分離后取下層沉淀，加入DMF中溶解分散即為功能化納米碳材料溶液。?

優(yōu)選的，在上述的生物傳感器的制作方法中，所述1-芘丁酸與納米碳材料的質(zhì)量比為（10-150）：1。?

優(yōu)選的，在上述的生物傳感器的制作方法中，所述源漏極電極間距為50um-700um。?