[发明专利]一种生物传感器的制备方法及外泌体检测方法

说明书

本发明提供了一种生物传感器的制备方法及外泌体检测方法。该生物传感器的制备方法包括如下步骤：提供一硅基底，并所述硅基底上形成金膜；在所述金膜上构建三维DNA纳米结构层，所述金膜和所述三维DNA纳米结构层一起作为第一接触层；提供一氟化乙烯丙烯共聚物薄膜，并在所述氟化乙烯丙烯共聚物薄膜上形成导电膜，所述氟化乙烯丙烯共聚物薄膜作为第二接触层；其中，所述第一接触层和所述第二接触层能够周期性地接触和分离，且在周期性地接触和分离过程在所述第一接触层和所述第二接触层之间形成电势差。该生物传感器无需任何信号放大即可实现直接定量出外泌体的浓度，且具有超高灵敏度，实现最低检测限为3个外泌体/μL。

技术领域

本发明涉及生物传感器领域，尤其涉及一种生物传感器的制备方法及外泌体检测方法。

背景技术

外泌体是直径为30到150nm的膜封闭的细胞外囊泡，是细胞间通讯的重要调控因子。在生理和病理条件下，几乎所有的细胞都分泌外泌体。核酸、蛋白质和脂质等丰富的内含物取决于亲代细胞。外泌体是亲代细胞与受体细胞之间交流的重要信息和物质载体。它们参与许多基本的生理过程，例如神经元通讯、免疫反应、器官发育、肿瘤发生和转移。此外，由于外泌体在指示疾病相关的生理状态方面的重要作用，具有高稳定性和代表亲代细胞能力的外泌体被认为是诊断癌症等疾病的有希望的侵袭性生物标志物。因此，对外泌体的敏感识别和定量识别是生物学研究和临床诊断的迫切需要。

然而，由于外泌体的尺寸很小，如何方便地定量外泌体仍是一个难题。在光学显微镜下难以计数外泌体，同样，由于弱光散射，流式细胞术的性能也不佳。外泌体的标准表征方法是阴性染色和电子显微镜可视化。然而，复杂的工艺和昂贵的仪器限制了这种方法的广泛应用。另一个常见的技术是纳米颗粒跟踪分析(NTA)，这需要复杂的分离/纯化过程。更糟糕的是，NTA技术仅报告颗粒大小，无法将外泌体与其他干扰颗粒如蛋白质聚集体区分开来。而且，疾病早期分泌的外泌体的浓度总是很低，这需要更敏感的方法。

发明内容

本发明的发明人认识到摩擦纳米发电机具有摩擦起电以及静电感应的耦合效应的特性，在此基础上，发明人进一步想到当有外泌体接触到摩擦纳米发电机之后可能会引起摩擦纳米发电机电量的变化，从而研发出一种前所未有的检测外泌体的新方法。基于此，发明人进行了一系列的尝试与试验，最终获得了本申请的技术方案。

本发明的一个目的是要克服利用现有技术对外泌体进行检测时工艺复杂、设备昂贵且无法精确检测出外泌体的缺陷，而提供一种检测工艺简单，且能够精确检测出外泌体的器件和方法。

本发明的一个进一步的目的是要能够检测出超低浓度的外泌体。

本发明的另一个进一步的目的是要提供一种检测范围大的外泌体检测器件。

特别地，本发明提供了一种生物传感器的制备方法，用于对外泌体进行检测，所述制备方法包括如下步骤：

提供一硅基底，并所述硅基底上形成金膜；

在所述金膜上构建三维DNA纳米结构层，所述金膜和所述三维DNA纳米结构层一起作为第一接触层；

提供一氟化乙烯丙烯共聚物薄膜，并在所述氟化乙烯丙烯共聚物薄膜上形成导电膜，所述氟化乙烯丙烯共聚物薄膜作为第二接触层；

其中，所述第一接触层和所述第二接触层能够周期性地接触和分离，且在周期性地接触和分离过程在所述第一接触层和所述第二接触层之间形成电势差。

可选地，所述在所述金膜上构建三维DNA纳米结构层，包括如下步骤：

提供多种单链DNA探针；

将所述多种单链DNA探针中的每条单链DNA分别溶解在含有氯化钠的磷酸盐缓冲液中，从而获得含单链DNA的混合液；

将多种所述含单链DNA的混合液混合在一起，并进行加热，从而获得三维DNA纳米结构层的前驱体溶液；