[发明专利]制造生物传感器纳米孔的方法

说明书

提供了制造高灵敏度且高选择性的电化学生物传感器的改进方法。所述方法可以包括用铁氰化物优选铁氰化钾洗涤所述生物传感器的纳米孔阵列电极。除了铁氰化物和/或H2SO4洗涤步骤之外，或者没有铁氰化物和/或H₂SO₄洗涤步骤的情况下，所述方法还可以包括用亚甲蓝(即，次甲蓝)洗涤所述生物传感器的电极。

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2018年3月23日的美国临时申请序列No.62/647,280以及提交于2018年3月23日的韩国专利申请No.10-2018-0033974的优先权的权益，将它们各自的内容通过援引并入本文。

发明领域

本公开总体上涉及用于高灵敏度且高选择性的生物传感器的制造方法。更特别地，本公开涉及减少或消除来自电化学生物传感器的杂质的高灵敏度且高选择性的生物传感器的制造方法。

背景技术

生物传感器用于检测生物分子，诸如蛋白质、氨基酸(例如，包含特定碱基序列的DNA和/或RNA)，或其他有机分子的存在。生物传感器的一些实例包括妊娠测试和葡萄糖监测传感器。这些生物传感器可以检测存在于体液诸如血或尿中的生物分子诸如人绒毛膜促性腺激素(human chronic gonadotropin)(hCG)或葡萄糖。

为了检测特定的分析物(例如，生物分子)，生物传感器可以包含分析物-结合表面，其中将对分析物具有特异性的探针(例如，对目标分子具有特异性的单链DNA或抗体)固定到分析物-结合表面上。已经开发出使用不同科学原理的可以检测特定生物分子的存在的不同类型的生物传感器。

不同类型的生物传感器的实例包括电化学生物传感器、纳米悬臂梁生物传感器(nano-cantilever biosensors)以及微机电系统或纳机电系统(MEMS/NEMS)。像其他类型的生物传感器一样，电化学生物传感器包括能够与特定生物分子(例如，特定蛋白质或DNA的特定序列)相互作用和/或结合的分析物-结合表面。特别地，电化学生物传感器使用电化学分析的原理来检测特定的分析物，其中测量并分析对施加到系统的电激发的化学响应，以检测分析物是否结合到电极表面。与纳米悬臂梁生物传感器和MEMS/NEMS不同，电化学生物传感器的信号可以通过电子装置直接检测以用于分析，从而允许快速诊断。

对于电化学生物传感器的潜在未来应用包括在传统医疗和保健环境中的诊断(例如，对于特定生物分子的血和/或尿样品测试)；非医院环境的医疗诊断(例如，在作战区中的军事用途和/或自行管理的消费者诊断)，生物和/或小分子检测的非医疗检测(例如，水质测试、环境测试、食品工业中的品质控制和/或品质保证测试)；对于药物治疗的伴随诊断；其中要求检测小分子的研究应用；和/或其中需要检测生物分子的其他环境或状况。本领域技术人员将理解，尽管本公开称为“生物传感器”，但是其应用不限于生物分子的检测。换句话说，本公开可以用于检测其他小的非生物(例如，无机的、金属的、溶质、电解质和/或元素)分子。另外，尽管这里提供的实施例由在流体和/或水性环境中的检测组成，但是本领域技术人员将理解，本公开可以用于检测在其他流体环境，诸如油、溶剂、气体和/或胶体溶液中的小分子。

为了使电化学生物传感器广泛适配成宽范围的应用，生物传感器必须是高灵敏度且高选择性的，并且这样的传感器的制造成本必须是有竞争力的。具有显著改进的灵敏度和选择性的电化学生物传感器可以使这样的装置能够小型化，这进而可以减少生产成本，并且进一步有助于采用电化学生物传感器用于宽范围的应用。

在公布的美国专利申请No.US2017/0219554A1中已经描述了具体类型的高灵敏度且高选择性的生物传感器，其内容通过援引并入本文。这些生物传感器包括铺设于电化学生物传感器的电极上的穿孔的绝缘层(insulation layer)(或绝缘层(insulatinglayer))，以形成纳米孔(nanowell)(或纳米-孔(nano-well))。这样的电化学生物传感器可以高选择性地检测在生物样品中以fM范围存在的分析物。