[發明專利]一種用于病毒檢測的半導體傳感器及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010762909.6
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111965231B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 劉歡;陳建軍;李華曜;胡志響;趙雨農;李龍;蘇虎音;劉競堯;龍文博
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N27/48;G01N27/27;G01N33/569;G01N33/68
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種用于病毒檢測的半導體傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）準備膠體半導體納米材料；所述膠體半導體納米材料的某一個維度尺寸為1~100nm，表面有親水或疏水配體，能夠穩定分散在水或有機溶劑中；

（2）在所述膠體半導體納米材料表面包被病毒特異性抗原或抗體，這些病毒抗原或抗體能夠對目標種類的病毒標志物產生特異性結合反應，從而得到對目標種類的病毒標志物具有特異性結合反應的敏感材料；

（3）采用滴涂、旋涂、或噴涂打印成膜工藝將所述敏感材料涂覆在化學修飾電極、叉指電極、懸臂梁、聲表面波器件、或場效應晶體管柵極上以構建病毒檢測傳感器；

并且，所述步驟（2）中，在所述膠體半導體納米材料的表面包被病毒抗原或抗體，具體是采用交聯法或配體交換法，該步驟是在所述膠體半導體納米材料形成的水基溶液中完成的；

其中，所述交聯法具體為先在膠體半導體納米材料表面修飾巰基丙酸、巰基乙胺、或半胱氨酸形成羧基或氨基封端的親水配體，然后使用戊二醛、琥珀酰亞胺-4-環已烷-1-碳酸酯或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽作為交聯劑將病毒抗原或抗體包被在半導體納米材料表面；所述配體交換法是將病毒抗原或抗體溶液直接與膠體半導體納米材料在溶液中混合進行置換反應，使病毒抗原或抗體直接取代膠體半導體納米材料表面的有機配體從而包被在半導體納米材料表面。

2.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述膠體半導體納米材料中的基體半導體納米材料，具體為氧化物或硫族化合物的膠體量子點、納米線、納米片、納米帶或它們的復合結構。

3.如權利要求2所述制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述膠體半導體納米材料中的基體半導體納米材料，具體為硫化鉛量子點、硫化亞錫量子點、硫化鋅量子點、氧化錫量子點、氧化鎢量子點、氧化鋅量子點、氧化錫納米線、硫化鉛納米線、硫化鉍納米帶、硫化鉬納米片或硫化錫納米片。

4.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，包被病毒抗原或抗體后還需進行表面封閉，并進一步純化；

其中，所述表面封閉步驟是采用牛血清白蛋白將半導體納米材料表面以及交聯劑表面的非特異性蛋白質結合位點進行封閉；

所述純化處理步驟用超濾離心管將樣品濃縮純化3~5次，經離心洗滌后將終產物復溶于磷酸鹽緩沖液中。

5.一種用于病毒檢測的半導體傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）準備膠體半導體納米材料；所述膠體半導體納米材料的某一個維度尺寸為1~100nm，表面有親水或疏水配體，能夠穩定分散在水或有機溶劑中；

（2）采用滴涂、旋涂、或噴涂打印成膜工藝將所述膠體半導體材料涂覆在化學修飾電極、叉指電極、懸臂梁、聲表面波器件、或場效應晶體管柵極上形成半導體納米薄膜；

（3）在所述半導體納米薄膜表面包被病毒特異性抗原或抗體，這些病毒抗原或抗體能夠對目標種類的病毒標志物產生特異性結合反應，從而獲得對目標種類的病毒標志物具有特異性識別的半導體傳感器；

所述步驟（3）中，在半導體納米材料的表面包被病毒抗原或抗體具體是采用交聯法或配體交換法；

其中，所述交聯法具體為先在半導體納米薄膜表面修飾巰基丙酸、巰基乙胺、或半胱氨酸形成羧基或氨基封端的親水配體，然后使用戊二醛、琥珀酰亞胺-4-環已烷-1-碳酸酯或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽作為交聯劑將病毒抗原或抗體包被在半導體納米薄膜表面；所述配體交換法是將病毒抗原或抗體溶液滴加在薄膜表面進行置換反應，使病毒抗原或抗體直接取代膠體半導體納米材料表面的有機物配體從而包被在半導體納米薄膜表面。

6.如權利要求5所述制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，包被病毒抗原或抗體后還需進行表面封閉；

其中，所述表面封閉步驟是采用牛血清白蛋白將半導體納米薄膜表面以及交聯劑表面的非特異性蛋白質結合位點進行封閉。

7.利用如權利要求1－6任意一項所述制備方法制備得到的病毒檢測傳感器。