[發(fā)明專利]一種硅納米生物傳感器及制備方法和病毒檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011000188.1
• 申請日: 2020-09-21
• 公開（公告）號: CN112326758A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭雪峰;蘇鼎凱;柯國駿
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇元上分子工程研究中心有限公司;北京大學(xué);北京未名元上分子技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N33/569;C12Q1/70
• 代理公司: 北京柏杉松知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 項京;王春偉

本發(fā)明實施例提供了一種硅納米生物傳感器及制備方法和病毒檢測方法，該硅納米生物傳感器由用于制備芯片的絕緣硅片制備，包括：硅納米柱層；硅納米柱層包含：由多個橫向放置的硅納米柱構(gòu)成的硅納米柱陣列；且每個硅納米柱的兩端分別鍍有金屬電極；所述硅納米柱上修飾有用于連接生物大分子的橋連分子；所述橋連分子為活潑脂或Ni²⁺探針或馬來酰亞胺；所述橋連分子上連接的生物大分子為：病毒抗原或病毒抗體或核酸探針。由于本發(fā)明實施例提供的硅納米生物傳感器是由用于制備芯片的絕緣硅片制備的，使得檢測性能更加穩(wěn)定，更易推廣使用。而且，該硅納米生物傳感器的橋連分子能夠連接多種生物大分子，因此能夠?qū)崿F(xiàn)對不同病毒的檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種硅納米生物傳感器及制備方法和病毒檢測方法。

背景技術(shù)

隨著生物傳感器技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了納米生物電學(xué)傳感器。目前，納米生物電學(xué)傳感器主要用于低濃度致病微生物的無標(biāo)記實時檢測，如離子、小分子、蛋白質(zhì)、DNA、RNA和病毒。其基本原理是：將用于檢測目標(biāo)物的某種生物成分或生物體固定在納米材料上，再將被檢測樣本與固定在納米材料上的生物成分或生物體進行反應(yīng)。當(dāng)被檢測樣本中存在目標(biāo)物，如被檢測生物成分或生物體時，被檢測生物成分或生物體與固定在納米材料上的生物成分或生物體發(fā)生生物相互作用或者化學(xué)反應(yīng)，引起納米材料電流或者電壓的變化，從而納米生物電學(xué)傳感器能夠依據(jù)電學(xué)信號的變化來判斷出檢測結(jié)果。

納米生物電學(xué)傳感器具備高靈敏度和高選擇性的優(yōu)勢，在環(huán)境檢測、基因檢測、細菌和病毒檢測等方面非常有前景。然而，當(dāng)前的納米生物電學(xué)傳感器技術(shù)發(fā)展還不夠成熟，實際應(yīng)用中，納米生物電學(xué)傳感器的檢測性能不夠穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種具有高穩(wěn)定性的硅納米生物傳感器及制備方法和病毒檢測方法。

為了實現(xiàn)本發(fā)明實施例的目的，本發(fā)明實施例提供了一種硅納米生物傳感器，其由用于制備芯片的絕緣硅片制備，該硅納米生物傳感器包括：硅襯底層、位于所述硅襯底層上的二氧化硅層和位于二氧化硅層上的硅納米柱層；其中，硅納米柱層包含：由多個橫向放置的硅納米柱構(gòu)成的硅納米柱陣列；每個硅納米柱的兩端分別鍍有金屬電極；

所述硅納米柱上修飾有用于連接生物大分子的橋連分子；所述橋連分子為活潑脂或Ni²⁺探針或馬來酰亞胺；

所述橋連分子上連接的生物大分子為：病毒抗原或病毒抗體或核酸探針。

其中，所述硅納米生物傳感器的硅納米柱層，是由所述絕緣硅片的單晶硅層經(jīng)減薄和刻蝕形成的；所述硅納米柱陣列中的各個硅納米柱之間相互平行；所述硅納米柱的橫截面設(shè)置為矩形，優(yōu)選的高度為25-80nm，，寬度為50-300nm。

所述硅納米柱陣列上可以設(shè)置有微流道微反應(yīng)器。

所述的橋連分子可以為如下之一：

所述病毒抗原可以為新冠病毒SARS-CoV-2抗原，所述病毒抗體可以為SARS-CoV-2抗體，所述核酸探針可以為用于檢測SARS-CoV-2病毒的核酸探針。

所述SARS-CoV-2抗原可以為：IgM和IgG抗原片段；

所述IgM和IgG抗原片段是由S蛋白和N蛋白1：1混合成的；

其中，S蛋白為：S1-RBD，其氨基酸排列順序為：