[发明专利]一种基于3-巯基丙磺酸修饰栅极金电极的L-半胱氨酸的检测方法及传感器

权利要求书

1.一种基于3-巯基丙磺酸修饰栅极金电极的L-半胱氨酸的检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)在场效应晶体管的Si基底层(1)上植入p阱(2)和N型衬底(3)，采用热蒸发和磁控溅射技术在p阱(2)处构建源电极(4)和漏电极(5)，然后在被植入p阱(2)和N型衬底(3)并构建有源电极(4)和漏电极(5)的Si基底层(1)上构建二氧化硅层(6)，再采用热蒸发和磁控溅射技术在多晶硅栅极(7)的基底层上依次镀上铝铜合金层(8)、铬钯合金层(9)和金膜层(10)，最后在多晶硅栅极(7)的基底层和二氧化硅层(6)上构建氮化硅层(11)；将栅极部分延长0.1—500mm的距离，制得具有栅极金电极的延长栅场效应晶体管；

(2)制备3-巯基丙磺酸的乙醇溶液，并将清洗后的延长栅场效应晶体管的栅极金电极浸泡于其中，于25℃条件下静置，然后洗净浸泡后的栅极金电极，制得3-巯基丙磺酸膜(12)修饰的3-巯基丙磺酸膜栅极金电极；

(3)将参比电极、3-巯基丙磺酸膜栅极金电极与延长栅场效应晶体管的电极接口相连形成双高阻差分放大电路，将参比电极、3-巯基丙磺酸膜栅极金电极插入PBS缓冲溶液中，将延长栅场效应晶体管的电源接口分别与稳压电源的正负极相连，将延长栅场效应晶体管的信号输出接口与万用电表的测试端口相连，由此构成一个完整的传感检测回路；利用场效应晶体管的原位信号放大作用，可灵敏检测体系的电位变化；作为工作电极的3-巯基丙磺酸膜栅极金电极在PBS缓冲溶液的电位会随着时间的增加而逐渐趋向于稳定，待电位稳定后加入含有不同浓度L-半胱氨酸(13)的待测样品，进而获得相应的电位响应数据，完成待测样品中L-半胱氨酸(13)的检测。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，用热蒸发和磁控溅射技术在多晶硅栅极(7)的基底层上依次镀上铝铜合金层(8)、铬钯合金层(9)和金膜层(10)时，采用Si₃N₄进行钝化；铝铜合金层(8)包括如下重量份的组分：Al 40—68、Cu 30—60、Ni 2—12、Fe1—8、Ti 1—6、Nb 0.01—0.50；铬钯合金层(9)包括如下重量份的组分：Cr 40—80、Pd10—40、Ni 2—12、Fe 1—8、Ti 1—6、Nb 0.01—0.50；铝铜合金层(8)的厚度为20—600nm，铬钯合金层(9)的厚度为20—600nm，金膜层(10)的厚度为20—1000nm。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中是制备1.0—40.0mmol/L的3-巯基丙磺酸的乙醇溶液。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中栅极金电极浸泡于3-巯基丙磺酸的乙醇溶液中的时间为1—72h。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的参比电极为饱和甘汞电极或内置饱和KCl溶液的Ag/AgCl电极，工作电极为3-巯基丙磺酸膜栅极金电极。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的PBS缓冲溶液为pH3.0—8.0、浓度为0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液。

7.一种检测L-半胱氨酸的传感器，所述传感器包括场效应晶体管，所述场效应晶体管上设有栅极延长的金电极，其特征在于，所述栅极延长的金电极中，所述栅极部分延长0.1—500mm的距离，金电极的金膜层(10)表面组装有3-巯基丙磺酸膜(12)。

8.如权利要求7所述的传感器，其特征在于，所述场效应晶体管包括Si基底层(1)和设于Si基底层(1)上的多晶硅栅极(7)；所述Si基底层(1)上植入p阱(2)和N型衬底(3)，所述p阱(2)处设有源电极(4)和漏电极(5)，被植入p阱(2)和N型衬底(3)并构建有源电极(4)和漏电极(5)的Si基底层(1)上设有二氧化硅层(6)；所述多晶硅栅极(7)的基底层上依次镀上铝铜合金层(8)、铬钯合金层(9)和金膜层(10)；在多晶硅栅极(7)的基底层和二氧化硅层(6)上还设有氮化硅层(11)。