[發明專利]用于快速篩查膀胱癌標志物的生物芯片及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110862575.4
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113466301A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 袁荃;楊雁冰;王敬鋒
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖明洲

本發明公開了一種用于快速篩查膀胱癌標志物的生物芯片及制備方法和應用，屬于分析檢測領域。本發明中該納米生物芯片通過建立不同濃度梯度的microRNA(miRNA)和銦鎵鋅氧化物(IGZO)傳感器件電信號之間彼此對應的線性關系，測定膀胱癌病人尿液樣本的電信號變化，實現未知尿液樣本中的miRNA檢測。該納米生物芯片極大地簡化了實驗流程，對實驗條件要求不高，可以實現未知尿液樣本的快速檢測，很好地彌補了目前檢測領域的不足。該納米生物芯片具有靈敏度高、特異性強、檢測速度快、可重復性強等優點，非常適合用于膀胱癌的早期篩查。

技術領域

本發明涉及分析檢測領域，具體涉及一種用于快速篩查膀胱癌標志物的生物芯片及制備方法和應用。

背景技術

膀胱癌是泌尿系統中最常見的惡性腫瘤，發病率高，且術后易復發。目前膀胱癌的臨床診斷主要是膀胱鏡檢查，但膀胱鏡檢查侵入性高，分辨率低，檢查過程易引起尿道疼痛和血尿，因此很難用于膀胱癌的早期篩查。作為儲尿器官，膀胱的早期癌變會對患者的尿液成分產生直接影響。目前，研究人員已經在尿液中發現了多種類型的膀胱癌生物標志物，包括DNA、RNA、蛋白質和腫瘤細胞。然而，這些標志物在尿液中的濃度極低，且尿液成分復雜易產生干擾信號，極大地限制了檢測方法的選擇性和靈敏度。鑒于此，開發一種高性能的生物傳感器來實現高靈敏、選擇性的檢測膀胱癌患者尿液中的微量生物標志物，對于膀胱癌的早期篩查、術后監測和個人健康管理具有重大意義。

目前膀胱癌的臨床診斷技術主要包括膀胱鏡、尿脫落細胞學、影像學檢查等。目前，膀胱鏡檢查是膀胱癌臨床診斷的金標準方法，但是這種技術受癌變體積、位置以及環境限制而導致分辨率較低，并且膀胱癌檢查侵入性強，患者會出現尿道疼痛和血尿等問題，不適合用于膀胱癌的早期篩查和診斷。尿脫落細胞學檢查、影像學檢查雖然不具有侵入性，但是診斷效率低，也不適合用于膀胱癌的早期篩查和診斷。因此，目前在膀胱癌疾病的快速診斷、早期篩查方面依然是一個嚴峻的挑戰。

膀胱癌主要分為非肌層浸潤型膀胱癌和肌層浸潤型膀胱癌。約70％的患者早期初診時為非肌層浸潤型膀胱癌，治療效果好。肌層浸潤性膀胱癌，需要手術切除大部分的膀胱組織，治療效果差且術后易復發，因此膀胱癌的早期篩查至關重要。目前，已經有多種類型的膀胱癌生物標志物(DNA、RNA、蛋白質和腫瘤細胞)被用于膀胱癌的早期篩查。其中，microRNA(miRNAs)作為DNA轉錄后調控基因表達的非編碼RNA，在細胞的轉移、發育、增殖、凋亡和癌變過程中發揮著至關重要的作用。膀胱組織癌變時，miRNA會通過膀胱癌細胞的代謝排出到尿液中。因此，開發一款高靈敏度的生物傳感器來定量檢測人體尿液中的miRNA是實現膀胱癌早期無創診斷的有效策略，對于膀胱癌的早期篩查和術后監測至關重要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種用于快速篩查膀胱癌標志物的生物芯片及制備方法和應用。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

第一方面，本發明提供一種用于快速篩查膀胱癌標志物的生物芯片的制備方法，其特征在于：采用磁控濺射法在硅襯底上制備了銦鎵鋅氧化物即IGZO薄膜，將制備得到的IGZO傳感區域進行選擇性修飾，得到探針DNA修飾的IGZO傳感器件，包含如下步驟：

S1、金屬源漏電極制備

(S1.1)選取具有300nm氧化硅層的p型硅片作為襯底，在其表面旋涂一層正性光刻膠AZ521，在110℃加熱板上加熱5min，然后使用紫外光刻機在掩膜版圖形的保護下刻出電極溝道，在ZX-238顯影液中顯影50s，用去離子水沖洗硅片去除殘留的顯影液。

(S1.2)使用熱蒸鍍儀蒸發生長Cr/Au電極，其中，Cr層在下，厚度為10nm，Au層在上，厚度為50nm。金屬Cr能夠增加硅片氧化層與金屬Au之間的結合力，將沉積完電極的硅片泡在丙酮溶液中來剝離光刻膠，最后使用去離子水沖洗并用氮氣吹干，獲得源漏電極沉積的硅片。

S2、IGZO溝道層制備