[发明专利]一种基于硅纳米线阵列@聚多巴胺复合结构的光电免疫传感器及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于硅纳米线阵列@聚多巴胺复合结构的光电免疫传感器及制备方法，包括：该复合结构为聚多巴胺包覆在硅纳米线阵列表面。本发明还公开了上述传感器在光电免疫检测心肌梗死生物标记物‑肌钙蛋白中的应用。硅纳米线阵列具有优异的光电转换性能；聚多巴胺生物相容性好，且表面具有丰富胺基官能团，易修饰。将两种材料结合获得的复合结构。根据本发明，有效降低光电免疫传感器结构复杂程度的同时，提高免疫传感的稳定性和灵敏度，用于检测心肌肌钙蛋白I，灵敏度高，特异性好。

技术领域

本发明涉及生物传感器的技术领域，特别涉及一种基于硅纳米线阵列@聚多巴胺复合结构的光电免疫传感器及制备方法。

背景技术

光电免疫传感是将光电转换过程与生物大分子的识别相结合而发展起来的一种新型传感技术，在传感器检测过程中，光源作为激发源，激发光活性物质，电信号作为检测信号输出，使用两种不同形式的信号进行激发和检测，这种技术具有背景信号低的优点，因此有更高灵敏度。在光电免疫分析中，空间位阻效应已成为一种重要的信号放大策略。大多数生物分子如蛋白质分子的导电性较差，所以，当目标分子(主要为蛋白质分子)修饰到电极表面上时，会在电极表面产生空间位阻效应，从而阻碍电子的转移和传递，进而影响光电流的产生。光电免疫传感的电极一般主要涉及两个部分：光电活性物质和生物识别探针。光活性物质是构建传感器的基础，其光电转换效率会直接影响到光电流的强度，进而影响到传感器的检测灵敏度，通过在光电极上层层负载其他材料，虽然可以进一步提升光电流，但也使电极结构更加复杂且降低了稳定性；此外，还需要提生物友好的界面用于探针抗体的固定，所以导致整个光电免疫电极构建步骤更为繁琐，从而导致器件稳定性和可重复性欠佳，因此，需要一种光电活性物质的光电转化效率高、电极结构简单、性能可靠的光电免疫传感。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种基于硅纳米线阵列@聚多巴胺复合结构的光电免疫传感器，有效降低光电免疫传感器结构复杂程度的同时，提高免疫传感的稳定性和灵敏度，用于检测心肌肌钙蛋白I，灵敏度高，特异性好。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种基于硅纳米线阵列@聚多巴胺复合结构的光电免疫传感器，包括：

硅纳米线阵列电极，所述硅纳米线阵列电极包括基底，所述基底上刻蚀硅纳米线阵列，所述基底为硅片；

硅纳米线阵列@PDA电极，所述硅纳米线阵列@PDA电极为在硅纳米线阵列电极的表面原位修饰聚多巴胺薄膜形成；

测试电极，所述测试电极为硅纳米线阵列@PDA电极上固定抗体分子形成。

优选的，所述硅片的类型为n型硅或p型硅。

一种基于硅纳米线阵列@聚多巴胺复合结构的光电免疫传感器的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备硅纳米线阵列电极，将硅片切割成合适尺寸进行清洗干净并且正面向上，放入装有刻蚀液的容器中，在15-45℃温度下刻蚀0.5-6h，最后，将刻蚀好的硅纳米线阵列冲洗干净后吹干，得到硅纳米线阵列电极；

S2、将步骤S1中制得硅纳米线阵列电极放入配置好的混合溶液中搅拌0.5–24h，得到聚多巴胺包裹的硅纳米线阵列，取出所述的硅纳米线阵列电极冲洗后吹干，制得硅纳米线阵列@PDA电极；

S3、将步骤S2中制得的硅纳米线阵列@PDA电极浸没在抗体溶液中0.5-24h，取出所述硅纳米线阵列@PDA电极冲洗后，再将其浸没在牛血清蛋白溶液中0.5-24h，取出所述硅纳米线阵列@PDA电极冲洗后制得光电免疫传感器的测试电极。

优选的，所述步骤S1中的刻蚀液分为两种，一种刻蚀液的配制方法为将0.08mol/L的硝酸银与10mol/L氢氟酸溶液，按体积比1:1混合，另一种的刻蚀液的配制方法为将0.6mol/L的双氧水与10mol/L氢氟酸溶液，按体积比1:1混合。

优选的，所述步骤S1中将晶面类型为100晶面的n型硅片表面刻蚀硅纳米线阵列，将清洗后的硅片抛光面向上放入装有含一种刻蚀液的容器中，刻蚀1分钟后，取出上述硅片，放入装另一种刻蚀液的容器中，刻蚀1小时，将刻蚀好的硅片冲洗干净，氮气吹干，制得硅纳米线阵列电极；