[實(shí)用新型]一種基于光柵導(dǎo)模共振技術(shù)的生物芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320469201.7
• 申請(qǐng)日: 2013-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN203606280U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白忠臣;肖偉;秦水介;張正平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/41
• 分類號(hào): G01N21/41;G01N33/577
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術(shù)領(lǐng)域

??本實(shí)用新型屬于生物芯片技術(shù)，尤其涉及一種基于光柵導(dǎo)模共振技術(shù)的生物芯片。?

背景技術(shù)

目前科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，疾病的不同階段，甚至是沒有任何癥狀的疾病早期階段，人的體液中蛋白質(zhì)的水平就已經(jīng)發(fā)生了變化，進(jìn)而影響器官、組織和有機(jī)體的功能，表現(xiàn)為臨床疾病的發(fā)生，快速而有效地檢測(cè)人體液內(nèi)蛋白質(zhì)的水平，對(duì)于疾病的預(yù)防、診斷和治療有重大的意義。另外，傳統(tǒng)的生化分析技術(shù)檢測(cè)蛋白質(zhì)的水平需要繁雜的工序，即耗時(shí)又不能做到無損檢測(cè)，同時(shí)也給病人的身心帶來極大的痛苦，且加重了病人的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。?

按照目前的認(rèn)識(shí)，人體中存在著10萬種以上的蛋白質(zhì)．各自具有不同的結(jié)構(gòu)和生理功能。同DNA分子相比，蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其生物活性與空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，使得蛋白質(zhì)不能被簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)增或原位合成，難以利用“拷貝”的方式來提高檢測(cè)的靈敏度．其次，蛋白質(zhì)問的相互作用無序列可循．而是類似于抗原一抗體相互作用的特異結(jié)合性，另外．在操作過程中，蛋白質(zhì)很容易變性。因此，發(fā)展蛋白質(zhì)芯片是非常困難的，成為生物芯片領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。?

1990年Herry等提出生物免疫芯片的概念以來，由于其在醫(yī)療診斷、篩查等方面的優(yōu)越性，生物免疫芯片取得了很大的發(fā)展，其覆蓋范圍從基因、蛋白質(zhì)到細(xì)胞等許多生物樣品。生物免疫芯片的工作原理與傳統(tǒng)的免疫學(xué)方法類似，即將抗原或抗體固定在支持物的表面，來檢測(cè)待測(cè)樣品中的抗原或抗體。?

目前，市場(chǎng)上生物芯片的商用產(chǎn)品主要有瑞典Biacore?AB公司的Biacoret3000系列產(chǎn)品，美國(guó)Affinity?Sensors公司的Iasys?system系列產(chǎn)品，日本Nippon?Laser?Electronics?公司的SpR-670，德國(guó)Biotul?AG系列產(chǎn)品；在國(guó)內(nèi)，中科研究院電子所開發(fā)的SPR-2000，以及中科院力學(xué)所歷經(jīng)十多年的努力開發(fā)的準(zhǔn)商用橢偏成像技術(shù)的蛋白質(zhì)芯片生物芯片，這些生物芯片的主要缺點(diǎn)是體積大、成本高、構(gòu)造復(fù)雜，不利用商業(yè)化普及；美國(guó)Texas?Instrument開發(fā)的Sprecta一系列模塊生物芯片雖然體積小、價(jià)格便宜，但是存在溫度補(bǔ)償?shù)热秉c(diǎn)；所以，開發(fā)出一種快速、并行、集成化的，且價(jià)格低廉的生物芯片和相關(guān)配套的產(chǎn)品是現(xiàn)在和今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)科學(xué)研究中的焦點(diǎn)問題之一。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題：?提供一種基于光柵導(dǎo)模共振技術(shù)的生物芯片，以解決現(xiàn)有技術(shù)的生物芯片存在的體積大、成本高、構(gòu)造復(fù)雜，不利用商業(yè)化普及或體積雖小、價(jià)格便宜，但是存在溫度補(bǔ)償缺點(diǎn)等問題。?

本實(shí)用新型技術(shù)方案：?

一種基于光柵導(dǎo)模共振技術(shù)的生物芯片，它包括基底層，基底層的上表面是鈦薄膜層，鈦薄膜層的上表面是光柵波導(dǎo)層。

基底層為石英或玻璃。?

光柵波導(dǎo)層包括二氧化鈦介質(zhì)和低折射率有機(jī)物介質(zhì)，低折射率有機(jī)物介質(zhì)填充在二氧化鈦介質(zhì)之間。?

低折射率有機(jī)物介質(zhì)的折射率為1.40—1.60，所述的低折射率有機(jī)物介質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯PMMA薄膜、聚二甲基硅氧烷PDMS薄膜、聚丙烯酸酯薄膜，或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA薄膜、聚二甲基硅氧烷PDMS薄膜、聚丙烯酸酯薄膜與硅烷偶聯(lián)劑組成的混合物薄膜。?

硅烷偶聯(lián)劑為γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。?

本實(shí)用新型的有益效果：?

介質(zhì)光柵導(dǎo)模共振技術(shù)的生物芯片是以衍射光柵為基礎(chǔ)激發(fā)波導(dǎo)產(chǎn)生導(dǎo)模，而導(dǎo)模的產(chǎn)生和傳輸與被檢測(cè)的蛋白質(zhì)膜層的折射率、厚度和密度、分子量等有著密切的關(guān)系，通過對(duì)接收光信號(hào)的測(cè)量進(jìn)而得出蛋白質(zhì)分子膜層折射率、厚度和密度、分子量的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)蛋白質(zhì)分子的測(cè)定的一種快速、無損的傳感器件。與其它電化學(xué)方法相比，利用光學(xué)生物傳技術(shù)檢測(cè)蛋白質(zhì)水平有許多優(yōu)點(diǎn)，主要包括：檢測(cè)速度快、精度高、不破壞蛋白質(zhì)的性能和結(jié)構(gòu)，具有無損檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。另外，也易于實(shí)現(xiàn)器件微型化、樣品消耗量達(dá)到微升的量級(jí)，這對(duì)于減少病人的痛苦、降低醫(yī)療成本方面有重要的意義。

光柵導(dǎo)模共振技術(shù)的蛋白質(zhì)生物傳感器的核心技術(shù)是傳感基底的制備，它決定了生物傳感器的性能。?