[发明专利]一种光电化学生物传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光电化学生物传感器及其制备方法，所述光电化学生物传感器包括：电解池，设置在电解池内的电解液，设置在电解池内的有机电化学晶体管，及设置在电解池内的栅电极；所述有机电化学晶体管包括：衬底，设置在衬底之上的源电极和漏电极，及涂覆在衬底之上连接源电极和漏电极的有机半导体薄膜层；所述栅电极上修饰有光电活性半导体材料作为传感器的敏感功能层。本发明光电化学生物传感器具有极高的灵敏度，且结构简单、器件尺寸小，解决了光电化学生物传感器不易微型化的问题。本发明光电化学生物传感器在生物检测领域具有普适性，除可以应用于DNA传感器和免疫传感器外，在酶生物传感、细胞传感等生物传感方面也都可以广泛适用。

技术领域

本发明涉及生物传感技术领域，尤其涉及一种光电化学生物传感器及其制备方法。

背景技术

光电化学（PEC）生物传感技术是在电化学分析方法的基础上发展起来的一种生物传感技术，由于其灵敏度高、价格低廉及设备简单等优点，已被广泛应用于酶生物传感、DNA传感、免疫传感、及细胞传感等各种生物传感。PEC的检测原理是基于在光照下识别元件和目标分子之间的生物识别作用而产生相应电信号的改变。目前，对于PEC生物传感器中信号的检测主要通过电化学工作站，建立一个由工作电极、参比电极、及对电极组成的三电极测试系统来检测光电流的大小。该系统虽然结构简单，但不利于器件化，也为该传感器的微型化带来不便。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光电化学生物传感器及其制备方法，从而进一步提高光电化学生物传感器的灵敏度及解决现有的光电化学生物传感器不易微型化的问题。

本发明的技术方案如下：

一种光电化学生物传感器，包括：电解池，设置在所述电解池内的电解液，设置在所述电解池内的有机电化学晶体管，及设置在所述电解池内的栅电极；所述有机电化学晶体管包括：衬底，设置在所述衬底之上的源电极和漏电极，及涂覆在衬底之上连接源电极和漏电极的有机半导体薄膜层；所述栅电极上修饰有光电活性半导体材料作为传感器的敏感功能层。

所述的光电化学生物传感器，其中，所述光电活性半导体材料为有机半导体材料、无机半导体材料或二者的组合。

所述的光电化学生物传感器，其中，所述衬底是由玻璃、聚合物柔性材料或硅片制成。

所述的光电化学生物传感器，其中，所述源电极、漏电极及栅电极是由金属材料、金属氧化物半导体材料、合金材料构成。

所述的光电化学生物传感器，其中，所述有机半导体薄膜层由聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚咔唑或者聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚咔唑的两种或两种以上的共聚物中的至少一种构成。

所述的光电化学生物传感器，其中，所述源电极和漏电极的厚度为50-500nm。

所述的光电化学生物传感器，其中，所述有机半导体薄膜层的厚度为10-300nm。

一种如以上任一项所述的光电化学生物传感器的制备方法，包括步骤：

A、彻底清洗衬底并干燥，在衬底上制备源电极和漏电极，在源电极和漏电极之间制备有机半导体薄膜层，得到有机电化学晶体管；

B、彻底清洗栅电极并干燥，在栅电极上修饰光电活性半导体材料作为传感器的敏感功能层，得到修饰后的栅电极；

C、将有机电化学晶体管和修饰后的栅电极放置于装有电解液的电解池中，制得所述光电化学生物传感器。

所述的光电化学生物传感器的制备方法，其中，所述步骤A中，所述的源电极和漏电极是通过真空热蒸镀、磁控溅射或气相沉积中的一种方法制备。