[发明专利]基于全丝网印刷OECT的病毒检测装置及其制备和检测方法

说明书

本发明公开了一种基于全丝网印刷OECT(organic electrochemical transistor)的病毒检测装置及其制备和检测方法，制备方法包括通过丝网印刷技术在沟道层周围的源极和漏极表面涂覆光固化涂料以形成绝缘层，得到基底；通过巯基烷酸类分子栅极表面自组装原理固定抗体，得到固定有目标抗体的栅极；将管段底部封闭固定于基底上表面，并形成用于承装电解液的检测液槽；栅极下部伸入检测液槽内部并能与电解液接触，组装后得到基于全丝网印刷OECT的病毒特异性检测装置。本发明采用的OECT具有较强的信号放大功能，在流感病毒检测中可以将微小的抗原浓度变化转化成较大的沟道电流变化，在低栅极电压下即体现出非常高的灵敏度与极低的检测极限(10^‑9M)，在流感病毒检测领域有很广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，具体涉及一种基于全丝网印刷OECT的病毒检测装置及其制备和检测方法。

背景技术

流感是由流感病毒感染引起的一种较为常见的急性呼吸道传染病，具有传播速度快、传播能力强以及种类变型繁多的特点。当前的流感病毒检测方法主要有基于聚合酶链反应为主的分子诊断技术(PCR)和检测患者体内的抗原或抗体的免疫诊断技术。分子诊断检测往往需要专业的技术人员和实验室，检测成本较高，速度较慢，难以满足大量检测和现场检测的要求。以往主要通过血清诊断、细胞培养、鸡胚培养分离病毒、聚合酶链反应为主的分子诊断技术(PCR)方法等方法检测流感病毒感染，但这些方法往往需要专业的技术人员和实验室，存在着操作复杂，检测成本较高，耗时较长或者无法定量反应感染情况等问题，难以满足大量检测和现场检测的临床要求。而免疫诊断技术具有灵敏度高、特异性强、快捷方便的特点，在患者的早期诊断以及康复患者的免疫状态追踪方面具有重要的意义。

OECT(Organic Electrochemical Transistor)是一种有机电化学晶体管，它结合了有机半导体材料的优点和晶体管固有的特性。在OECT中，流过源极和漏极的电流可以通过施加微弱的栅极电压来调制。这种信号放大机制在生物检测中实现更高灵敏度和更低浓度的检测。此外，OECT相比传统场效应管，又具有能进行低温加工和能柔性加工的特点，其特殊的物理结构和性能，使其可以在低电压(一般小于1V)的溶液中实现获得高电流响应，这就使得OECT突破了传统场效应管在溶液体系下受到的限制。OECT的出现为发展高灵敏、高特异性的生物分析检验方法注入了活力。目前，OECT生物传感器已成功应用于葡萄糖、乳酸等人体生化代谢物质的检测，但关于病毒相关的检测鲜有报道。

因此，亟需提供一种基于OECT与免疫诊断技术的流感病毒检测传感器，以期实现对多种分型流感病毒的大规模检测与快速检测。

发明内容

本发明提供了一种基于全丝网印刷OECT的病毒检测装置及其制备和检测方法，旨在解决现有的病毒抗原检测技术操作复杂、检测耗时长、低浓度检测难等问题。本发明是一种基于OECT的病毒检测装置，采用PET等材料为衬底，结合丝网印刷技术制备源极、漏极、沟道层和绝缘层，其中导电沟道层选用已掺杂的PEDOT:PSS可印刷浆料，优选利用附着抗体的立体平面金电极为栅极。这是因为立体平面金电极具有良好的导电性，较大的表面积，优良的电化学性能和良好的生物相容性，通过Au-S键的强相互作用，可以高效地将抗病毒抗体固定在电极表面。抗原抗体的特异性结合最终引起源漏极电流变化，在这个过程中，病毒抗原浓度和源漏极电流变化呈正相关，因此根据源漏极电流变化量的大小可以获得待测流感病毒真实浓度。本发明的病毒检测装置具有很强的普适性，针对不同亚型的流感病毒，只需要更换栅极吸附的抗体即可以实现对多种分型流感病毒的检测。

本发明所采用的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种基于全丝网印刷OECT的病毒检测装置的制备方法，具体如下：