[发明专利]一种在体外筛选药物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物仪器工程领域，具体地，涉及一种在体外筛选药物的方法。

背景技术

场效应晶体管是一种通过电场效应控制电流的电子元件，具有栅极（gate），源极（source）和漏极（drain）三个端子，通过施加于栅极的电压所产生的电场来控制连接源极和漏极的沟道中流通的电流大小。传统场效应晶体管的沟道由重掺杂的硅构成。

随着纳米科技的发展，各种新型的低维纳米材料，例如硅纳米线（SiNW），碳纳米管（CNT），石墨烯（graphene）等，以其独特的性质（表面效应，体积效应和量子尺寸效应等）引起了人们广泛的关注。和传统材料相比，纳米材料具有更小的尺寸，更高的比表面积，更加优良的电学性质，更好的生物相容性等。当传统场效应晶体管的沟道由纳米材料来替代，即构成了纳米材料场效应晶体管，例如硅纳米线场效应晶体管（SiNW-场效应晶体管），碳纳米管场效应晶体管（CNT-场效应晶体管），石墨烯场效应晶体管（Gra-场效应晶体管）等。

石墨烯是一种新兴的碳纳米材料，具有电导率高、机械强度大，电化学稳定等优异的物理化学性能，使其在高灵敏度检测领域具有独特的应用优势，引起了人们极大的关注。石墨烯是单层原子构成的平面二维晶体，每个原子都在表面上，外界环境的变化都将直接影响构成石墨烯的所有碳原子，使其对界面的响应极其灵敏，同时独特的结构使其具有出色的检测灵敏性。目前已开发的基于石墨烯的高灵敏一氧化氮（NO）气体检测芯片，具有单个NO分子的高探测灵敏度，表明石墨烯作为检测芯片敏感元件具有巨大的潜力。

每个原子都在表面上这一特性虽然赋予了石墨烯对外界环境的变化的高检测灵敏性，但常规传感器制作方法中需将石墨烯转移到起支撑作用的基底材料上，不可避免的造成基底材料对石墨烯的掺杂，降低了石墨烯中载流子的迁移率，严重影响了传感器的检测灵敏度。如果将传感器用于体外筛选药物，则会由于较低的检测灵敏度导致体外筛选药物的效率较低。

发明内容

为了进一步提高体外筛选药物的效率，本发明提供了一种在体外筛选药物的方法。

本发明的发明人发现将石墨烯脱离基底、制成成悬空状的石墨烯传感元件，能够使其避免与基底材料的紧密接触而被掺杂，能够进一步提高传感器的灵敏度，并进而能够提高体外筛选药物的效率，由此得到了本发明。

为了实现上述目的，本发明提供了一种在体外筛选药物的方法，该方法包括如下步骤：（a）将急性分离的动物心脏置于传感器上并分别施用候选药物；（b）通过所述传感器测定心脏的动作电位的变化；（c）比较心脏的动作电位的变化，依据动作电位的变化选择候选药物；其中，所述传感器包括传感元件和参比电极，所述传感元件包括基板以及固定于该基板上的源电极和漏电极，且源电极和漏电极之间电连接有石墨烯膜，石墨烯膜与基板之间具有空腔。

通过上述技术方案，本发明大幅度地提高了传感器中的石墨烯的电导率,并进而提高了体外筛选药物的效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是在基板上附着石墨烯膜过程的示意图。

图2是在形成本发明的传感元件的过程的示意图。

图3是附着了石墨烯膜的基板的示意图。

图4是用光刻胶掩蔽了的基板的示意图。

图5是曝光显影后的基板的示意图，显示了形成电极的区域。

图6是形成了电极的基板的示意图。

图7是去除了光刻胶的基板的示意图。

图8是设置了储液池并在储液池中注入了液体的示意图。

图9是在储液池中用氢氟酸进行了适当的蚀刻之后的基板的示意图。

图10是去除了储液池和储液池中的液体后，本发明的传感元件的示意图。

图11是带有储液池的本发明的传感元件的示意图。

图12是传感元件的扫描电镜照片。

图13是传感器的示意图。

图14是用氢氟酸进行蚀刻前后传感元件电导率G随参比电极电压Vgate的变化关系结果图。

图15是传感元件中的电流随着液体样本的pH值不同而改变的关系结果图。

图16是传感元件在测量细胞膜电位中的应用的示意图。

图17是传感元件与被测量细胞或心脏的生物膜形成紧密接触的示意图。