[發(fā)明專利]一種光電化學(xué)生物傳感器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611054180.7
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106770587B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林鵬;宋家俊;魏偉偉;柯善明;曾燮榕
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發(fā)明公開了一種光電化學(xué)生物傳感器及其制備方法，所述光電化學(xué)生物傳感器包括：電解池，設(shè)置在電解池內(nèi)的電解液，設(shè)置在電解池內(nèi)的有機電化學(xué)晶體管，及設(shè)置在電解池內(nèi)的柵電極；所述有機電化學(xué)晶體管包括：襯底，設(shè)置在襯底之上的源電極和漏電極，及涂覆在襯底之上連接源電極和漏電極的有機半導(dǎo)體薄膜層；所述柵電極上修飾有光電活性半導(dǎo)體材料作為傳感器的敏感功能層。本發(fā)明光電化學(xué)生物傳感器具有極高的靈敏度，且結(jié)構(gòu)簡單、器件尺寸小，解決了光電化學(xué)生物傳感器不易微型化的問題。本發(fā)明光電化學(xué)生物傳感器在生物檢測領(lǐng)域具有普適性，除可以應(yīng)用于DNA傳感器和免疫傳感器外，在酶生物傳感、細胞傳感等生物傳感方面也都可以廣泛適用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光電化學(xué)生物傳感器及其制備方法。

背景技術(shù)

光電化學(xué)（PEC）生物傳感技術(shù)是在電化學(xué)分析方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種生物傳感技術(shù)，由于其靈敏度高、價格低廉及設(shè)備簡單等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于酶生物傳感、DNA傳感、免疫傳感、及細胞傳感等各種生物傳感。PEC的檢測原理是基于在光照下識別元件和目標(biāo)分子之間的生物識別作用而產(chǎn)生相應(yīng)電信號的改變。目前，對于PEC生物傳感器中信號的檢測主要通過電化學(xué)工作站，建立一個由工作電極、參比電極、及對電極組成的三電極測試系統(tǒng)來檢測光電流的大小。該系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)簡單，但不利于器件化，也為該傳感器的微型化帶來不便。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種光電化學(xué)生物傳感器及其制備方法，從而進一步提高光電化學(xué)生物傳感器的靈敏度及解決現(xiàn)有的光電化學(xué)生物傳感器不易微型化的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種光電化學(xué)生物傳感器，包括：電解池，設(shè)置在所述電解池內(nèi)的電解液，設(shè)置在所述電解池內(nèi)的有機電化學(xué)晶體管，及設(shè)置在所述電解池內(nèi)的柵電極；所述有機電化學(xué)晶體管包括：襯底，設(shè)置在所述襯底之上的源電極和漏電極，及涂覆在襯底之上連接源電極和漏電極的有機半導(dǎo)體薄膜層；所述柵電極上修飾有光電活性半導(dǎo)體材料作為傳感器的敏感功能層。

所述的光電化學(xué)生物傳感器，其中，所述光電活性半導(dǎo)體材料為有機半導(dǎo)體材料、無機半導(dǎo)體材料或二者的組合。

所述的光電化學(xué)生物傳感器，其中，所述襯底是由玻璃、聚合物柔性材料或硅片制成。

所述的光電化學(xué)生物傳感器，其中，所述源電極、漏電極及柵電極是由金屬材料、金屬氧化物半導(dǎo)體材料、合金材料構(gòu)成。

所述的光電化學(xué)生物傳感器，其中，所述有機半導(dǎo)體薄膜層由聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚咔唑或者聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚咔唑的兩種或兩種以上的共聚物中的至少一種構(gòu)成。

所述的光電化學(xué)生物傳感器，其中，所述源電極和漏電極的厚度為50-500nm。

所述的光電化學(xué)生物傳感器，其中，所述有機半導(dǎo)體薄膜層的厚度為10-300nm。

一種如以上任一項所述的光電化學(xué)生物傳感器的制備方法，包括步驟：

A、徹底清洗襯底并干燥，在襯底上制備源電極和漏電極，在源電極和漏電極之間制備有機半導(dǎo)體薄膜層，得到有機電化學(xué)晶體管；

B、徹底清洗柵電極并干燥，在柵電極上修飾光電活性半導(dǎo)體材料作為傳感器的敏感功能層，得到修飾后的柵電極；

C、將有機電化學(xué)晶體管和修飾后的柵電極放置于裝有電解液的電解池中，制得所述光電化學(xué)生物傳感器。

所述的光電化學(xué)生物傳感器的制備方法，其中，所述步驟A中，所述的源電極和漏電極是通過真空熱蒸鍍、磁控濺射或氣相沉積中的一種方法制備。