[发明专利]一种联合透析装置和硅纳米线场效应管的生物传感器

说明书

一种联合透析装置和硅纳米线场效应管的生物传感器，所述传感器包括透析装置、硅纳米线场效应管和信号输出电脑，所述透析装置通过细硅胶软管与硅纳米线场效应管连通；所述硅纳米线场效应管通过探针将信号传输到信号输出电脑。将血清去盐透析装置和硅纳米线场效应管连入同一管道中，以透析装置为过滤器，以半导体硅纳米线为沟道的具有双栅结构的场效应管为信号转换器，以与肿瘤标志物对应的抗体为生物敏感元件，实现对血清肿瘤标志物的即时、免标记、高灵敏性检测。

技术领域

本发明涉及生物材料检测技术领域，尤其是一种利用硅纳米线场效应管等装置联合检测肿瘤标志物的生物传感器。

背景技术

恶性肿瘤是目前威胁人类健康的重大疾病之一，但是多数肿瘤出现临床表现都是处于晚期阶段，因而对其早期、快速、灵敏的诊断是提高人类生存质量的重要途径。目前临床上肿瘤发病的监控方法主要依靠影像学检查和肿瘤标志物检测。影像学检查由于分辨率和放射风险往往无法做到长期的随访。肿瘤标志物的检测虽然操作较为简便，但是肿瘤标志物检测的灵敏度和特异性成为限制其应用的重要因素。因而为肿瘤发病的风险判断和早期诊断寻找一个简单、准确的检测方法成为提高人类生存质量的重要研究方向。

目前临床上广泛采用的肿瘤标志物检测方法是经典的ELISA法，但由于其对于检测环境的要求高、检测主观性强、灵敏度低等特性一定程度上限制了临床运用。纳米(nanometer，nm)技术的迅速发展，为检测肿瘤标记物的检测方法带来了新思路。其中基于场效应管(Field-Effect Transistor，FET)的生物传感器因其可以直接将目标分子与器件表面的结合直接转化为电信号，作为一种灵敏性和特异性都较好的传感器，对于提高人类生存质量具有十分重大的意义，然而纳米技术在血清检测中的发展并不可观的原因之一就是血清中大量带电离子所产生的干扰太大，这种干扰包括假阳性反应和德拜屏蔽效应等。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种联合透析装置和硅纳米线场效应管的生物传感器。本发明将盐透析装置和硅纳米线场效应管连入同一管道中，以透析装置为过滤器，以半导体硅纳米线为沟道的具有双栅结构的场效应管为转换器，以与肿瘤标志物对应的抗体为生物敏感元件，实现对血清肿瘤标志物的即时、免标记、高灵敏性检测。

本发明的技术方案如下：

一种联合透析装置和硅纳米线场效应管的生物传感器，所述传感器包括透析装置(20)、硅纳米线场效应管(22)和信号输出电脑(24)，所述透析装置(20)通过细硅胶软管(11)与硅纳米线场效应管(22)连通；所述硅纳米线场效应管(22)通过探针(23)将信号传输到信号输出电脑(24)。

所述透析装置(20)由置于去离子水(12)中的三合一透析管(13)组成。

所述硅纳米线场效应管(22)包括硅纳米线集成电路芯片和PMDS微流管(10)；所述硅纳米线集成电路芯片包括背栅极(7)及平铺于背栅极(7)上方的绝缘硅片衬底(6)，所述绝缘硅片衬底(6)上设置有三个平行电极，分别为源极(1)、顶层栅极(2)和漏极(3)，所述源极(1)与漏极(3)在同一水平面，通过硅纳米线(5)相连；

所述绝缘硅片衬底(6)上以硅纳米线(5)为中心，两端分别连接源极(1)与漏极(3)形成一个电回流通路，硅纳米线(5)的上方隔一层氧化层(4)镀有顶层栅极(2)；

所述源极(1)、表面栅极(2)、漏极(3)外部均包裹钝化层(8)，仅裸露各电极、栅极与探针接触的端部及部分硅纳米线(5)；裸露部分硅纳米线形成硅纳米线开窗口(9)；

所述PDMS微流管(10)是覆盖于硅纳米线集成电路芯片上方的长方体，底面有120um深的沟道，在沟道两端打孔贯穿至上表面后，再在等离子体清洗机中将底面打上一层羟基，之后与修饰好抗体的硅纳米线集成电路芯片进行可逆性封接，从而形成一个包含纳米线在内的PDMS微流管。