[發(fā)明專(zhuān)利]一種聯(lián)合透析裝置和硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管的生物傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810818405.4
• 申請(qǐng)日: 2018-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108957007B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彤;張燁;陳航;李增耀
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 無(wú)錫市人民醫(yī)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/68
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/68;G01N33/574
• 代理公司: 無(wú)錫華源專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

一種聯(lián)合透析裝置和硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管的生物傳感器，所述傳感器包括透析裝置、硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管和信號(hào)輸出電腦，所述透析裝置通過(guò)細(xì)硅膠軟管與硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管連通；所述硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管通過(guò)探針將信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)輸出電腦。將血清去鹽透析裝置和硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管連入同一管道中，以透析裝置為過(guò)濾器，以半導(dǎo)體硅納米線為溝道的具有雙柵結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)管為信號(hào)轉(zhuǎn)換器，以與腫瘤標(biāo)志物對(duì)應(yīng)的抗體為生物敏感元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)血清腫瘤標(biāo)志物的即時(shí)、免標(biāo)記、高靈敏性檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物材料檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種利用硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管等裝置聯(lián)合檢測(cè)腫瘤標(biāo)志物的生物傳感器。

背景技術(shù)

惡性腫瘤是目前威脅人類(lèi)健康的重大疾病之一，但是多數(shù)腫瘤出現(xiàn)臨床表現(xiàn)都是處于晚期階段，因而對(duì)其早期、快速、靈敏的診斷是提高人類(lèi)生存質(zhì)量的重要途徑。目前臨床上腫瘤發(fā)病的監(jiān)控方法主要依靠影像學(xué)檢查和腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)。影像學(xué)檢查由于分辨率和放射風(fēng)險(xiǎn)往往無(wú)法做到長(zhǎng)期的隨訪。腫瘤標(biāo)志物的檢測(cè)雖然操作較為簡(jiǎn)便，但是腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)的靈敏度和特異性成為限制其應(yīng)用的重要因素。因而為腫瘤發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)判斷和早期診斷尋找一個(gè)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法成為提高人類(lèi)生存質(zhì)量的重要研究方向。

目前臨床上廣泛采用的腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)方法是經(jīng)典的ELISA法，但由于其對(duì)于檢測(cè)環(huán)境的要求高、檢測(cè)主觀性強(qiáng)、靈敏度低等特性一定程度上限制了臨床運(yùn)用。納米(nanometer，nm)技術(shù)的迅速發(fā)展，為檢測(cè)腫瘤標(biāo)記物的檢測(cè)方法帶來(lái)了新思路。其中基于場(chǎng)效應(yīng)管(Field-Effect Transistor，F(xiàn)ET)的生物傳感器因其可以直接將目標(biāo)分子與器件表面的結(jié)合直接轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，作為一種靈敏性和特異性都較好的傳感器，對(duì)于提高人類(lèi)生存質(zhì)量具有十分重大的意義，然而納米技術(shù)在血清檢測(cè)中的發(fā)展并不可觀的原因之一就是血清中大量帶電離子所產(chǎn)生的干擾太大，這種干擾包括假陽(yáng)性反應(yīng)和德拜屏蔽效應(yīng)等。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明申請(qǐng)人提供了一種聯(lián)合透析裝置和硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管的生物傳感器。本發(fā)明將鹽透析裝置和硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管連入同一管道中，以透析裝置為過(guò)濾器，以半導(dǎo)體硅納米線為溝道的具有雙柵結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)管為轉(zhuǎn)換器，以與腫瘤標(biāo)志物對(duì)應(yīng)的抗體為生物敏感元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)血清腫瘤標(biāo)志物的即時(shí)、免標(biāo)記、高靈敏性檢測(cè)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種聯(lián)合透析裝置和硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管的生物傳感器，所述傳感器包括透析裝置(20)、硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管(22)和信號(hào)輸出電腦(24)，所述透析裝置(20)通過(guò)細(xì)硅膠軟管(11)與硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管(22)連通；所述硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管(22)通過(guò)探針(23)將信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)輸出電腦(24)。

所述透析裝置(20)由置于去離子水(12)中的三合一透析管(13)組成。

所述硅納米線場(chǎng)效應(yīng)管(22)包括硅納米線集成電路芯片和PMDS微流管(10)；所述硅納米線集成電路芯片包括背柵極(7)及平鋪于背柵極(7)上方的絕緣硅片襯底(6)，所述絕緣硅片襯底(6)上設(shè)置有三個(gè)平行電極，分別為源極(1)、頂層?xùn)艠O(2)和漏極(3)，所述源極(1)與漏極(3)在同一水平面，通過(guò)硅納米線(5)相連；

所述絕緣硅片襯底(6)上以硅納米線(5)為中心，兩端分別連接源極(1)與漏極(3)形成一個(gè)電回流通路，硅納米線(5)的上方隔一層氧化層(4)鍍有頂層?xùn)艠O(2)；

所述源極(1)、表面柵極(2)、漏極(3)外部均包裹鈍化層(8)，僅裸露各電極、柵極與探針接觸的端部及部分硅納米線(5)；裸露部分硅納米線形成硅納米線開(kāi)窗口(9)；

所述PDMS微流管(10)是覆蓋于硅納米線集成電路芯片上方的長(zhǎng)方體，底面有120um深的溝道，在溝道兩端打孔貫穿至上表面后，再在等離子體清洗機(jī)中將底面打上一層羥基，之后與修飾好抗體的硅納米線集成電路芯片進(jìn)行可逆性封接，從而形成一個(gè)包含納米線在內(nèi)的PDMS微流管。