[发明专利]多传感集成MIGFET生物传感器的制备方法及检测装置

权利要求书

1.一种多传感集成MIGFET生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用匀胶机将生长在铜箔表面的石墨烯旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯PMMA；

S2、将PMMA/石墨烯/铜箔在150℃的恒温加热台上烘烤15分钟，使PMMA与石墨烯表面相结合；

S3、用浓度为1M的三氯化铁溶液蚀刻底层铜基板，得到PMMA/石墨烯薄膜；

S4、对PMMA/石墨烯薄膜进行去离子洗涤处理，将洗涤后的PMMA/石墨烯薄膜转移至带有图案的ITO电极玻璃基底上；

S5、将PMMA/石墨烯/玻璃基底在180℃的恒温加热台上烘烤15分钟，以去除水分；

S6、将去除水分后的PMMA/石墨烯/玻璃基底浸泡在丙酮溶液中，以除去PMMA，并依次进行无水乙醇、去离子水溶液洗涤，得到石墨烯的ITO玻璃基底；

S7、将聚二甲基硅氧烷材质制作的带有微流控通道的反应腔键合至石墨烯的ITO玻璃基底，构建Y型微流道；

S8、基于Y型微流道，采用AgCl电极作为栅极输入电压，形成GFET生物传感器作为电通道，采用窄带LED作为激发光源，通过光纤传导至敏感区，形成荧光生物传感器，作为MIGFET生物传感器的光通道，以及在MIGFET生物传感器上方施加周期性的磁场，形成MIGFET生物传感器的磁通道，完成多传感集成MIGFET生物传感器的制备。

2.根据权利要求1所述的多传感集成MIGFET生物传感器的制备方法，其特征在于，所述多传感集成MIGFET生物传感器包括以下功能化过程：

A1、向制备好的微流控反应腔注入10mM溶于二甲基亚砜DMSO的1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯PBASE溶液，并在室温下将其孵育2小时；

A2、依次分别用DMSO、去离子水溶液冲洗MIGFET生物传感器，除去多余的未结合的PBASE分子，并将2uM的探针适配体溶液注入微流控反应腔，在室温下孵育4小时；

A3、依次选用包含0.2％二烷基硫酸钠SDS的PBS、PBS溶液对MIGFET生物传感器进行洗涤，除去多余的探针适配体，完成对MIGFET生物传感器的功能化处理。

3.一种多传感集成MIGFET生物传感器的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括光路模块、与所述光路模块连接的电路模块以及与所述电路模块连接的上位机。

4.根据权利要求3所述的多传感集成MIGFET生物传感器的检测装置，其特征在于，所述光路模块包括光纤准直器以及光电倍增管；

利用光纤准直器将LED灯发出的光进行聚焦和耦合，形成第一准直光束；将第一准直光束经光纤传输至MIGFET生物传感器，以提供激发光源，激发标记在目标DNA上的荧光基团6'-羧基荧光素；当荧光基团6'-羧基荧光素激发后，经光纤准直器转变成第二准直光束，通过光纤准直器将第二准直光束传输至高通滤光片进行过滤；将过滤后的准直光束汇聚至光电倍增管的有效敏感区域，并经光电转换后利用上位机对获取的光信号进行显示与保存，并反映荧光强度。

5.根据权利要求4所述的多传感集成MIGFET生物传感器的检测装置，其特征在于，所述电路模块包括：

电源子模块，用于为检测装置供电；

LED灯驱动子模块，用于提供激发光源；

PMT增益控制子模块，用于为光电倍增管提供增益电压；

信号调理子模块，用于放大经光电倍增管光电转后化输出的电信号，并结合双运算放大器设置一四阶低通滤波器作为滤波电路，利用滤波电路对电信号进行调理，并传输至AD信号采集子模块；

栅压输出子模块，用于通过SPI的通信方式实现正负电压范围的栅压输出；

场效应管等效电阻测量子模块，用于采集MIGFET生物传感器源极和漏极之间的电压；

步进电机驱动子模块，用于采用脉宽调制的方式驱动步进电机向MIGFET生物传感器施加周期性的磁场时，通过MPs/tDNA的机械运动引起MIGFET生物传感器的电阻强度波动，以改变石墨烯的导电性；

AD信号采集子模块，用于将电信号转换为数字信号，并与上位机进行通信。