[發明專利]用于細胞遷移的太赫茲超材料傳感器及采用其的檢測方法

有效

• 申請號: 202010014994.8
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111141703B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 呂曉慶;耿照新;方維豪;陳弘達
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01N21/3586
• 分類號: G01N21/3586;G01N21/01
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

1.一種太赫茲超材料傳感器，其特征在于，包括襯底、太赫茲超材料結構傳感單元和用于限制細胞生長區域的聚二甲基硅氧烷圍擋，其中：

所述太赫茲超材料結構傳感單元形成于所述襯底上，其上形成有周期性排列的劈裂環和兩個圓環對準標記；

所述聚二甲基硅氧烷圍擋位于所述襯底上，包括中空圓內徑與所述太赫茲超材料結構傳感單元上的外圈圓環對準標記對齊的中間圓形鏤空的聚二甲基硅氧烷方形片，以及外徑與內圈圓環對準標記對齊的實心聚二甲基硅氧烷圓柱形片。

2.根據權利要求1所述的太赫茲超材料傳感器，其特征在于，所述襯底為剛性襯底，采用高阻硅或石英玻璃，或者為柔性襯底，采用聚酰亞胺PI或派瑞林。

3.根據權利要求1所述的太赫茲超材料傳感器，其特征在于，所述劈裂環成對的彼此左右對稱。

4.根據權利要求1所述的太赫茲超材料傳感器，其特征在于，每個周期性排列的劈裂環由兩個對稱的方形劈裂環和一根金屬線條組成，其中所述兩個方形劈裂環的開口彼此中心對稱。

5.根據權利要求1所述的太赫茲超材料傳感器，其特征在于，所述襯底大小為2×2cm²；所述劈裂環開口大小為2～4μm，厚度為100nm；所述外圈圓環對準標記的半徑為0.5cm，內圈圓環對準標記的半徑為1.5mm，圓環線條寬度為100nm。

6.根據權利要求1所述的太赫茲超材料傳感器，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷方形片內部中空圓的半徑為0.5cm，方形片大小為2×2cm²，厚度為3～5mm；

所述實心聚二甲基硅氧烷圓柱形片的半徑為1.5mm，厚度為0.5～1mm；

所述聚二甲基硅氧烷圍擋由硅橡膠184和固化劑按10:1比例混勻，抽真空之后倒入模具中，熱板60～80℃，40min～3h實現固化而制備得到。

7.根據權利要求1所述的太赫茲超材料傳感器，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷方形片與襯底通過氧等離子體實現不可逆鍵合，所述聚二甲基硅氧烷圓柱形片與襯底之間利用范德華力實現可逆貼合。

8.一種采用如權利要求1～7任一項所述的太赫茲超材料傳感器進行的細胞遷移檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

對所述太赫茲超材料傳感器紫外滅菌20～40min，加入表面處理蛋白，孵育0.5～1.5h，促進細胞貼壁；

加入細胞濃度為1×10⁶個/mL的懸液，放入培養箱，貼壁培養；

待細胞生長的匯合度達到90％時，揭掉中間的聚二甲基硅氧烷圓柱形片；

吸去傳感器中的培養基，加入含梯度濃度的刺激因子培養基，不同的時間節點暫停刺激；

吸去培養基，用PBS緩沖液清洗細胞3次，吸去PBS；

在太赫茲透射譜測試系統內，光斑大小為3mm，與傳感襯底上3mm金屬環匹配，準確標定測試區域；測試透射光譜，得到不同時間點、不同濃度刺激的透射光譜，由此求得所述懸液中的細胞遷移率。

9.根據權利要求8所述的檢測方法，其特征在于，所述表面處理蛋白為纖連蛋白、明膠或多聚賴氨酸。

10.根據權利要求8所述的檢測方法，其特征在于，基于所述細胞遷移的距離變化引起的表面介電環境改變與透射光譜上的諧振頻率成正比的比例關系，通過得到的透射光譜對應的諧振頻率來求取細胞遷移率。