[发明专利]一种场效应管生物传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种场效应管生物传感器及其制备方法，该生物传感器包括以垂直排列的二维二硫化钼基纳米膜(vertically‑aligned MoS₂ nanolayers‑VAMNs)为主体的具有场效应管(field effect transistor‑FET)结构的传感器基体、制备于所述传感器基体上用于将目标溶液封闭在场效应管通道区域的聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane‑PDMS)储罐。本发明可以通过该场效应管生物传感器以测量传感器电学传输性能的手段来检测人体血清中与某些特定疾病(例如肿瘤或乙肝)相关的特异性蛋白的浓度，从而进行一些疾病早期的诊断，并且具有检测速度快，敏感度极高，准确性高的优点，适用于即时体外检测领域。

技术领域

本发明涉及生物传感器技术领域，具体涉及一种场效应管生物传感器及其制备方法。

背景技术

生物传感器(biosensor)是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号从而进行检测的仪器。其由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)、适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。根据敏感元件的不同可将生物传感器分为五类:酶传感器(enzymesensor)，微生物传感器(microbialsensor)，细胞传感器(organallsensor)，组织传感器(tis-suesensor)和免疫传感器(immunolsensor)。其所应用的敏感材料依次为酶、微生物个体、细胞器、动植物组织、抗原和抗体。

免疫传感器是基于抗原抗体特异性识别功能而研制成的一类生物传感器。由于免疫传感器技术具有分析灵敏度高、特异性强、使用简便及成本低等优点，目前它的应用已涉及到临床医学与生物监测技术、食品工业、环境监测与处理等广泛领域。免疫传感器根据检测方法又可分为两大类：非标记免疫传感器和标记免疫传感器。非标记免疫传感器是将抗体或抗原固相化在电极上，当其与溶液中的待测特异抗原或抗体结合后，引起电极表面膜和溶液交界面电荷密度的改变，产生膜电位的变化，变化程度与溶液中待测抗原或抗体的浓度成比例；标记免疫传感器则是将特异抗原或抗体用酶等标记后，在反应溶液中其可与待测抗原或抗体竞争与电极上抗体或抗原结合，取出电极洗涤去除游离抗原或抗体后，再浸入含酶的底物的溶液中测定。

检测人体某些特定疾病(例如肿瘤或乙肝)相关的特异性蛋白试剂盒以及目前临床医学采用的这些特异性蛋白检测方法普遍存在耗时长，检测灵敏度低等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的之一在于提供一种检测时间短，灵敏度高的场效应管生物传感器。其采用如下技术方案：

一种场效应管生物传感器，其包括：

以垂直排列的二维二硫化钼基纳米膜(VAMNs)为主体的具有场效应管(FET)结构的传感器基体、制备于所述传感器基体上用于将目标溶液封闭在场效应管通道区域的聚二甲基硅氧烷(PDMS)储罐。

作为本发明的进一步改进，所述传感器基体的两极均由铬/金双层材料制成，所述传感器基体的两极表面沉积有Al₂O₃。

作为本发明的进一步改进，所述传感器基体制备于硅基底上，所述传感器基体与所述硅基底之间制备有中间层。

作为本发明的进一步改进，所述中间层为SiO₂。

作为本发明的进一步改进，还包括用于在测量时插入所述储罐内作为栅极调节栅极电压的参比电极。

作为本发明的进一步改进，所述参比电极为Ag/AgCl参比电极。

本发明目的之二在于提供一种场效应管生物传感器的制备方法。其采用如下技术方案：

一种场效应管生物传感器的制备方法，该方法包括以下步骤：