[發明專利]利用插層劑的基于局域表面等離子體共振的高靈敏度適體傳感器

有效

• 申請號: 201710060718.3
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN107014781B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 金珉坤;樸辰淏;卞妵英
• 申請（專利權）人: 光州科學技術院
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉兵;嚴政

技術領域

本發明涉及適體生物傳感器，更詳細地，涉及利用靈敏度得到提高的局域表面等離子體共振現象的適體傳感器。

背景技術

快速測定活體分子的技術與生物傳感器的開發的基礎研究一同被認識為在醫療現場也不可缺少的技術。目前，通過人類基因組的分析更加鮮明地顯示出基因組和疾病的關系，在醫療現場需要既簡單又更加清楚的基因診斷，正進行著基于上述基因診斷的技術開發。眾所周知，分析活體分子自身的相互作用是非常重要，但是，觀察納米級別的活體分子是很困難的。因此，最近，為了觀察在納米級別的空間所產生的現象，對通過結合如金屬納米粒子的表面等離子體光子學(plasmonics)納米材料與活體分子來觀察的光學生物傳感器的研究逐漸增加。這是因為，隨著納米技術的發展，可抑制如金屬納米粒子的表面等離子體光子學納米材料。表面等離子體光子學納米材料不僅作為單純的光學材料來使用，而且還被期待作為生物傳感器分析的工具來使用。

若向如金屬納米粒子等存在于局部表面的材料照射具有多種波長的光，則與塊狀金屬不同地，在金屬納米粒子的表面產生極化現象，呈現增大電磁場的強度的特異性質。通過極化形成的電子形成集體(等離子，plasmon)，在金屬納米粒子的表面進行局部性振動，將這種現象稱為局域表面等離子體共振(localized surface plasmon resonance：LSPR)。針對這種現象，很久以前就開始由Mie等進行了理論性計算和預測，但最近，隨著納米加工技術的發展，發表了與多種傳感器進行結合的有用的研究結果。

與表面等離子共振(surface plasmon resonance：SPR)同樣地，局部表面等離子體共振光學特性對在納米粒子附近所產生的電容率變化，即，折射率變化的應答靈敏，因此能夠以比較高的靈敏度對活體分子的相互作用進行簡單的分析。

因此，以局域表面等離子體共振光學特性作為檢測原理，在單生物芯片上固定多種配體，相比于以往的生物芯片，可同時分析多重檢測對象，因此，也可以進行在非標識生物芯片中所需要的現場監測(on-site monitoring)。

另一方面，光學表面等離子共振(SPR)現象產生在富含電子的金屬膜，相反地，局域表面等離子體共振現象產生在電子量比較受限制的納米級別的金屬粒子的表面，因此金屬內電子的振動弱，且因電子的振動而產生的電磁場的大小也小。因小的電磁場而導致可感應物質的范圍減小，最終，導致可感應目標物質的靈敏度下降。尤其，當測定分子量小的低分子物質時，電磁場所受的影響小，從而在靈敏度方面明顯受到限制。因此，當測定低分子物質時，需要提高靈敏度的技術。

上述作為背景技術來說明的內容用于更加理解本發明的背景，不應認定為，屬于本發明所屬技術領域的普通技術人員已知的現有技術。

發明內容

發明要解決的問題

本發明為了解決上述問題而提出，本發明的目的在于，提供如下的適體傳感器，即，通過使基于借助適體和目標物質的結合發生變化的金屬納米粒子的局域表面等離子體共振現象的吸收光譜的變化量增加，來使靈敏度得到提高。

用于解決問題的方案

為了實現上述目的，本發明一實施例的適體傳感器包括：基板，形成有金屬納米粒子；適體，附著于上述金屬納米粒子的表面，與待檢測的目標物質選擇性地進行反應來形成結構體；以及插層劑(intercalation agent)，當上述適體與目標物質進行反應時，向上述適體與目標物質之間插入并凝聚到上述金屬納米粒子側，從而使基于局域表面等離子體共振現象的吸收光譜的移動增加

上述金屬納米粒子可為金、鉑或銀。

上述插層劑可為小檗堿。

由上述目標物質和上述適體形成的結合體可為G-四鏈體結構(G-quadruplex structure)。

上述目標物質可為赭曲霉素A(OTA)或黃曲霉毒素B₁(AFB₁)。

可檢測上述目標物質的范圍可為1pM～10μM。

發明的效果

根據本發明的適體傳感器，可通過增加目標物質的感應范圍來大大增加靈敏度和探測范圍。尤其，在將小檗堿作為插層劑來使用的情況下，以往的1nM～1μM的感應范圍增加至1pM～10μM的范圍，在靈敏度方面，增加了約1000倍。

附圖說明

圖1為簡單示出本發明一實施例的適體傳感器的示意圖。

圖2為示出基于插層劑的種類的適體傳感器的局域表面等離子體共振吸收光譜的紅移量的曲線圖。