[发明专利]一种用于检测单细胞外pH值的探针型有机电化学晶体管传感器及其制备方法、检测方法

权利要求书

1.一种用于检测单细胞外pH值的探针型有机电化学晶体管传感器，其特征在于，包括装有电解液的电解池，一端插入到所述电解液中的探针型晶体管和探针型栅电极，所述探针型晶体管为微米双孔毛细管结构，所述微米双孔毛细管结构中的孔内均设置有导电层，所述导电层均连接有第一金属导线且所述第一金属导线向孔外延伸出来，所述微米双孔毛细管结构的底端设置有与所述导电层接触的有机半导体薄膜层；所述探针型栅电极为纳米单孔毛细管结构，所述纳米单孔毛细管结构的孔内修饰有pH敏感功能层，所述pH敏感功能层包括结合纳米单孔毛细管结构孔内的3-氨丙基三乙氧基硅烷，与所述3-氨丙基三乙氧基硅烷通过共价键连接的戊二醛，以及与所述戊二醛通过共价键连接的pH敏感型氨基酸，所述探针型栅电极连接有第二金属导线，且所述第二金属导线向孔外延伸出来。

2.根据权利要求1所述用于检测单细胞外pH值的探针型有机电化学晶体管传感器，其特征在于，所述pH敏感型氨基酸为L-谷氨酸、L-赖氨酸、半胱氨酸和L-组氨酸中的一种。

3.根据权利要求1所述用于检测单细胞外pH值的探针型有机电化学晶体管传感器，其特征在于，所述微米双孔毛细管结构和纳米单孔毛细管结构独立地选自硼硅酸盐毛细管和石英毛细管中的一种。

4.根据权利要求1所述用于检测单细胞外pH值的探针型有机电化学晶体管传感器，其特征在于，所述导电层的材料为C、Pt、Au、Ag和Cu中的一种。

5.根据权利要求1所述用于检测单细胞外pH值的探针型有机电化学晶体管传感器，其特征在于，所述有机半导体薄膜层的材料为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、聚吡咯类、聚噻吩类、聚苯胺类、聚咔唑类及其共聚物中的至少一种。

6.一种如权利要求1-5任一所述用于检测单细胞外pH值的探针型有机电化学晶体管传感器的制备方法，其特征在于，包括步骤：

通过设置拉针仪的加热温度、灯丝模式、拉针速度、延迟时间、拉力大小五个参数，对毛细管进行拉制，制得预设针尖孔径大小的微米双孔毛细管和纳米单孔毛细管；

向微米双孔毛细管内通入丁烷，并对所述微米双孔毛细管进行加热处理，使丁烷裂解成碳黑并沉积在微米双孔毛细管的孔内，形成导电层；

在所述微米双孔毛细管的双孔内均插入与导电层连接的金属丝，采用三电极体系及循环伏安法进行电化学沉积在所述微米双孔毛细管的底端生成与导电层接触的有机半导体薄膜层，制得微米双孔毛细管结构；

将3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液从所述纳米单孔毛细管的末端灌入至其尖端，在黑暗条件下孵育后，得到烷氧基功能化的纳米单孔毛细管；

将戊二醛水溶液灌入所述烷氧基功能化的纳米单孔毛细管尖端，反应后对纳米单孔毛细管进行冲洗处理，干燥后制得醛基功能化的纳米单孔毛细管；

将所述醛基功能化的纳米单孔毛细管放置于pH敏感氨基酸有机溶液中，反应2-3h后，制得纳米单孔毛细管结构。

7.根据权利要求6所述用于检测单细胞外pH值的探针型有机电化学晶体管传感器的制备方法，其特征在于，所述pH敏感型氨基酸为L-谷氨酸、L-赖氨酸、半胱氨酸和L-组氨酸中的一种。

8.根据权利要求6所述用于检测单细胞外pH值的探针型有机电化学晶体管传感器的制备方法，其特征在于，将戊二醛水溶液灌入所述烷氧基功能化的纳米单孔毛细管尖端，反应后对纳米单孔毛细管进行冲洗处理，干燥后制得醛基功能化的纳米单孔毛细管的步骤包括：

通过微量上样针将戊二醛水溶液灌入烷氧基功能化的纳米单孔毛细管尖端，将其放入冰箱内3-10℃反应过夜；

然后用无水乙醇对纳米单孔毛细管进行冲洗处理，冲洗完毕后放入真空干燥箱中进行干燥处理，制得醛基功能化的纳米单孔毛细管。