[發明專利]一種可重復使用的光學生物傳感器芯片及實現光學生物傳感器芯片重復使用的方法

在審

• 申請號: 202110836344.6
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113588574A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 呂曉慶;黃北舉;張歡;張贊
• 申請（專利權）人: 蘇州微光電子融合技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N33/537;G01N33/543
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

本發明公開了一種可重復使用的光學生物傳感器芯片及實現光學生物傳感器芯片重復使用的方法，涉及生物傳感領域。本發明光學生物傳感器芯片的納米結構表面附著有parylene C膜，且parylene C膜與抗體及抗原偶聯；利用parylene C使光學生物傳感芯片的納米結構與抗體及其抗原偶聯，待檢測完成后，將parylene C除去。本發明利用parylene C膜作為光學生物傳感芯片納米結構和特異性抗體之間的偶聯橋梁，采用特定的parylene C生長厚度及去除方法，不影響納米結構表面性質，芯片可再次生長parylene C，光譜結果顯示，去除parylene C后的芯片與初始芯片光譜完全重合。

技術領域

本發明涉及生物傳感技術領域，特別是涉及一種可重復使用的光學生物傳感器芯片及實現光學生物傳感器芯片重復使用的方法。

背景技術

隨著微納加工技術的發展，光學生物傳感器尤其是基于等離子體的生物傳感器因其高靈敏、快速、無標記檢測等優點，引起了研究人員極大興趣，廣泛應用于各類生物標志物的傳感檢測。此外，這些傳感芯片可采用CMOS工藝實現小面積制備，使得光學生物傳感結構與微流控芯片實現高度集成成為可能。

光學生物傳感芯片的核心“熱點”結構由各種精細的納米結構組成，高靈敏度的納米結構利用電子束光刻和離子束刻蝕技術制備，并與其他新材料相結合。Sreekanth及其同事利用光柵耦合技術開發了一種基于雙曲超材料的微型等離子體生物傳感器(Extremesensitivity biosensing platform based on hyperbolic metamaterials)。該平臺可實現每折射率單位(RIU)3萬nm的超低分子量檢測。控制納米結構的尺寸和分布非常靈活，從而產生高靈敏度，但圖案的大面積制備非常昂貴。納米結構的高成本制備限制了這些高靈敏檢測技術的進一步發展和應用。然而低成本、大規模的納米結構光學生物傳感器卻以犧牲其靈敏度和準確性為代價。因此，發明一種使光學生物傳感芯片可重復使用的方法，對降低成本，實現成本和靈敏度的平衡具有重要意義。

光學生物傳感芯片能否能夠重復使用，取決于所使用的固定特異性抗體的功能化修飾方法。目前固定抗體方法分為共價偶聯和物理吸附，共價偶聯通常使用多級化合物通過化學鍵連接，緩沖液溫度、pH等都會影響修飾效率，步驟繁瑣；物理吸附依靠范德華力的作用，在金、硅等納米結構上面通過帶標簽的BSA非特異性吸附，再二次偶聯標簽分子標記的特異性抗體，抗體一旦修飾成功，不可去除，芯片只能單次使用。目前能夠實現芯片可重復利用的方法主要是，通過化學試劑把芯片和修飾物之間結合的化學鍵斷開，但芯片的穩定性較差，重復利用的效果不理想。

發明內容

本發明的目的是提供一種可重復使用的光學生物傳感器芯片及實現光學生物傳感器芯片重復使用的方法，以解決上述現有技術存在的問題，使得光學生物傳感芯片的性能不受影響，實現重復使用。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明的技術方案之一是提供一種可重復使用的光學生物傳感器芯片，其特征在于，所述光學生物傳感器芯片的納米結構表面附著有parylene C膜，所述parylene C膜與抗體及其抗原偶聯。

進一步地，所述parylene C膜與所述抗體、抗原結合后形成偶聯物的長度在50nm內。

本發明的技術方案之二是提供一種實現光學生物傳感器芯片重復使用的方法，利用parylene C膜使光學生物傳感芯片的納米結構與抗體及其抗原偶聯，待生物傳感檢測完成后，將parylene C膜除去。

進一步地，所述方法包括以下步驟：

(1)將所述光學生物傳感芯片的波導表面暴露并進行清洗；

(2)將所述光學生物傳感芯片的納米結構區域暴露，其余部分用覆蓋物覆蓋，在所述納米結構區域表面蒸鍍parylene C，得到parylene C膜；