[发明专利]一次性纳米孔生物传感器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种一次性纳米孔生物传感器，包括顺次层叠设置的衬底、电极层和顶盖，顶盖设置有直径为5‑200μm的微孔，所述微孔用于注入纳米孔和磷脂薄膜。该纳米孔生物传感器结构简单、检测便捷、成本低廉，在加入试剂段可即用即加，保证纳米孔和磷脂薄膜自身的稳定性，尤其适用于一次性使用的场合，避免了重复使用传感器导致病人之间检测结果的相互干扰，提高了检测结果的准确性。还公开了该生物传感器的制作方法，加工方法步骤简单、易于操作，可大批量快速生产，极大降低了纳米孔生物传感器的生产成本，适合批量化工业生产和广泛推广应用。

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，涉及一种生物传感器及其制作方法，具体地说涉及一种一次性纳米孔生物传感器及其制作方法。

背景技术

围绕生物分子的高灵敏度、高选择性的快速传感分析近些年得到了大量研究和快速发展，研究人员结合多种纳米技术，利用制备和获得的先进纳米材料，研制了一系列电化学生物传感器，其中纳米孔生物传感器是其中一种重要生物检测传感器。

纳米孔一般指孔径在1-10nm的孔道结构，其孔径大小与单个生物大分子尺寸相当，通常纳米孔被置入有机磷脂薄膜内，将待分析样(如血清)分隔呈两部分，当电压施加于纳米孔两侧时，样本中的带电离子和分子会穿越纳米孔形成电流，产生的电流信号可由特定一起采集并进行分析。当生物大分子穿越纳米孔时，由于其尺寸和电荷等性质的不同，会产生特异性的电流特征信号，从而可以根据仪器采集的电流信号分析出样本中的生物大分子的结构、种类和浓度等信息。

纳米孔包括固态纳米孔和生物纳米孔两大类，一般应用中的纳米孔为生物纳米孔，生物纳米孔与支撑其的人造磷脂薄膜以及支撑磷脂薄膜的支架合成为纳米孔生物传感器，纳米孔生物传感器和纳米孔技术被广泛应用于生物大分子的定性和定量分析，如DNA测序、肿瘤标记物检测和环境重金属离子检测等，纳米孔技术是国际上热门的第三代基因测序技术，由于其在生物、化学、医学、食品与环境等领域内的巨大应用潜力，已经发展成一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等多学科交叉的崭新研究领域。

在体外诊断、微流控/纳流控和分子检测领域，纳米孔产品具有灵敏度高、操作简单、检测速度快、设备成本低等诸多优点，纳米孔产品的核心是纳米孔生物传感器，但是现有的纳米孔生物传感器多为重复使用的产品，而重复使用传感器易导致不同病人之间的相互干扰，影响检测结果的准确性，市面上也存在一些一次性耗材形式的纳米孔生物传感器，但是其操作复杂、成本高昂，多达数百美元，这种高成本限制了纳米孔技术的广泛应用。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于传统纳米孔生物传感器重复使用，检测结果不够精准，一次性传感器操作复杂、成本高昂，无法广泛应用，从而提出一种可快速检测、低成本的一次性纳米孔生物传感器及其制作方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供一种一次性纳米孔生物传感器，其包包括顺次层叠设置的衬底、电极层和顶盖，所述顶盖设置有用于注入纳米孔和磷脂薄膜的直径为5-200μm的微孔。

作为优选，所述顶盖具有一镂空的样本限制区，所述样本限制区内设置有一绝缘覆盖件，所述绝缘覆盖件表面低于所述样本限制区侧壁的表面，所述微孔开设于所述绝缘覆盖件。

作为优选，所述衬底和所述顶盖均为塑料层，所述电极为设置于所述衬底表面的银电极层。

作为优选，所述银电极层由一对银电极组成，所述绝缘覆盖件覆盖于一个所述银电极表面，所述绝缘覆盖件上的微孔设置在银电极顶部，使该银电极仅通过所述微孔暴露。

作为优选，所述一次性纳米孔生物传感器的尺寸不小于5mm*5mm，所述样本限制区范围直径不小于1.5mm。

作为优选，所述微孔为圆孔，所述圆孔孔径为20μm。

本发明还提供一种制作所述一次性纳米孔生物传感器的方法，其包括如下步骤：