[發(fā)明專利]一種基于3-巰基丙酸修飾柵極金電極的L-胱氨酸的檢測(cè)方法及傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810984042.1
• 申請(qǐng)日: 2018-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN109115846B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹忠;李文鋒;楊佳;肖忠良;朱欽;周立;馮澤猛;印遇龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/26
• 分類號(hào): G01N27/26;G01N27/327
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 劉佳芳

1.一種基于3-巰基丙酸修飾柵極金電極的L-胱氨酸的檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）在場(chǎng)效應(yīng)晶體管的Si基底層（1）上植入p阱（2）和N型襯底（3），采用熱蒸發(fā)和磁控濺射技術(shù)在p?阱（2）處構(gòu)建源電極（4）和漏電極（5），然后在被植入p阱（2）和N型襯底（3）并構(gòu)建有源電極（4）和漏電極（5）的Si基底層（1）上構(gòu)建二氧化硅層（6），再采用熱蒸發(fā)和磁控濺射技術(shù)在多晶硅柵極（7）的基底層上依次鍍上鋁銅合金層（8）、鉻鈀合金層（9）和金膜層（10），最后在多晶硅柵極（7）的基底層和二氧化硅層（6）上構(gòu)建氮化硅層（11）；將柵極部分延長(zhǎng)0.1—500?mm的距離，制得具有柵極金電極的延長(zhǎng)柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管；

（2）制備3-巰基丙酸的乙醇溶液，并將清洗后的延長(zhǎng)柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極金電極浸泡于其中，于25℃條件下靜置，然后洗凈浸泡后的柵極金電極，制得3-巰基丙酸膜柵極金電極；制得3-巰基丙酸膜（12）修飾的3-巰基丙酸膜柵極金電極

（3）將參比電極、3-巰基丙酸膜柵極金電極與延長(zhǎng)柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電極接口相連形成雙高阻差分放大電路，將參比電極、3-巰基丙酸膜柵極金電極插入PBS緩沖溶液中，將延長(zhǎng)柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電源接口分別與穩(wěn)壓電源的正負(fù)極相連，將延長(zhǎng)柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的信號(hào)輸出接口與萬用電表的測(cè)試端口相連，由此構(gòu)成一個(gè)完整的傳感檢測(cè)回路；利用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的原位信號(hào)放大作用，可靈敏檢測(cè)體系的電位變化；作為工作電極的3-巰基丙酸膜柵極金電極在PBS緩沖溶液的電位會(huì)隨著時(shí)間的增加而逐漸趨向于穩(wěn)定，待電位穩(wěn)定后加入含有不同濃度L-胱氨酸（13）的待測(cè)樣品，進(jìn)而獲得相應(yīng)的電位響應(yīng)數(shù)據(jù)，完成待測(cè)樣品中L-胱氨酸（13）的檢測(cè)。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）中，用熱蒸發(fā)和磁控濺射技術(shù)在多晶硅柵極（7）的基底層上依次鍍上鋁銅合金層（8）、鉻鈀合金層（9）和金膜層（10）時(shí)，采用Si₃N₄進(jìn)行鈍化；鋁銅合金層（8）包括如下重量份的組分：Al?40—68、Cu?30—60、Ni?2—12、Fe1—8、Ti?1—6、Nb?0.01—0.50；鉻鈀合金層（9）包括如下重量份的組分：Cr?40—80、Pd10—40、Ni?2—12、Fe?1—8、Ti?1—6、Nb?0.01—0.50；鋁銅合金層（8）的厚度為20—600nm，鉻鈀合金層（9）的厚度為20—600nm，金膜層（10）的厚度為20—1000nm。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中是制備1.0—20.0?mmol/L的3-巰基丙酸的乙醇溶液。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中柵極金電極浸泡于3-巰基丙酸的乙醇溶液中的時(shí)間為1—72?h。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中的參比電極為飽和甘汞電極或內(nèi)置飽和KCl溶液的Ag/AgCl電極，工作電極為3-巰基丙酸膜柵極金電極。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中的PBS緩沖溶液為pH3.0—8.0、濃度為0.1?mol/L的磷酸鹽緩沖溶液。

7.一種檢測(cè)L-胱氨酸的傳感器，所述傳感器包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管上設(shè)有柵極延長(zhǎng)的金電極，其特征在于，所述柵極延長(zhǎng)的金電極中，所述柵極部分延長(zhǎng)0.1—500?mm的距離，金電極的金膜層（10）表面組裝有3-巰基丙酸膜（12）。

8.如權(quán)利要求7所述的傳感器，其特征在于，所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括Si基底層（1）和設(shè)于Si基底層（1）上的多晶硅柵極（7）；所述Si基底層（1）上植入p阱（2）和N型襯底（3），所述p阱（2）處設(shè)有源電極（4）和漏電極（5），被植入p阱（2）和N型襯底（3）并構(gòu)建有源電極（4）和漏電極（5）的Si基底層（1）上設(shè)有二氧化硅層（6）；所述多晶硅柵極（7）的基底層上依次鍍上鋁銅合金層（8）、鉻鈀合金層（9）和金膜層（10）；在多晶硅柵極（7）的基底層和二氧化硅層（6）上還設(shè)有氮化硅層（11）。