[发明专利]一种多物理场耦合磁增敏型薄膜生物传感器及其制备方法

说明书

本发明属于生物传感器技术领域，涉及一种多物理场耦合磁增敏型薄膜生物传感器及其制备方法；包括柔性基底，柔性基底设有镂空区，柔性基底的一面承载PDMS薄膜，另一面设置有电极层；位于镂空区的PDMS薄膜一面设置有导电层，另一面设置有纳米金层，纳米金层上修饰有抗体；抗体上结合有待测蛋白，待测蛋白特异性结合有经过所述抗体修饰的磁性纳米颗粒；生物传感器置于磁场中；本发明通过引入有抗体修饰的磁性纳米颗粒，与蛋白质进行第二次特异性结合增大薄膜形变；实现多物理场耦合磁増敏；使生物传感器的灵敏度得以提高。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，涉及一种多物理场耦合磁增敏型薄膜生物传感器及其制备方法。

背景技术

随着生物微机电技术的发展，微结构在生化传感领域得到了广泛关注与应用。表面应力生物传感器是生物传感器的一种，其可应用于临床医学诊断、生化探测、新药物发现等领域。表面应力生物传感器的检测原理是对传感器进行特定探针修饰可实现待测生物分子的定性分析；待测分子与其对应的探针相结合后传感器敏感部件会产生微小形变，不同浓度的待测分子与探针相结合所产生的应力大小不同，通过检测不同形变的电学信号即可实现对待测分子浓度进行定量分析。

微机械生物传感器因其灵敏度高，重复性好，抗干扰能力强，被广泛应用于医学诊断，因此成为了生物传感领域的研究热点。微机械生物传感器是一种定性检测生物分子的分析设备，生物传感系统由敏感层和转换层组成。来源于氢键、范德华力、静电力或分子间的化学吸附的表面应力使生物传感器的敏感元件发生变形，从而将生物信号转换为物理信号，实现对生物分子的分析。薄膜生物传感器因其高灵敏度、可重复性和抗干扰能力强而成为主要研究目标。

目前薄膜生物传感器采用PDMS/AgNWs复合薄膜，但表面应力导致了有限的形变，限制了传感器的灵敏度。而磁性纳米颗粒具有干扰小、体积小、成本低、对磁信号敏感等优点，因此成为生物传感领域增强生物传感性能的研究热点，然而不易实现传统生物传感器的多物理场耦合磁増敏。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种多物理场耦合磁增敏型薄膜生物传感器及其制备方法。解决目前生物传感器灵敏度低的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种多物理场耦合磁增敏型的薄膜生物传感器，包括柔性基底，所述柔性基底设有镂空区，柔性基底的一面承载PDMS薄膜，另一面设置有电极层；位于镂空区的PDMS薄膜一面设置有导电层，另一面设置有纳米金层，所述纳米金层上修饰有抗体；所述抗体上结合有待测蛋白，所述待测蛋白特异性结合有经过所述抗体修饰的磁性纳米颗粒；所述生物传感器置于磁场中。

优选的，所述PDMS薄膜为栅格形或网格形或波纹形。

优选的，所述电极层和导电层位于PDMS薄膜的同侧。

优选的，所述导电层为银纳米线层。

更优的，所述电极层为银电极。

一种多物理场耦合磁增敏型的薄膜生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

1）制备PDMS薄膜，将PDMS薄膜转移至柔性基底的一面上，在PDMS薄膜上表面制备纳米金层。

2）在位于镂空区的PDMS薄膜下表面制备导电层。

3）在柔性基底的另一面制备电极层。

4）对PDMS薄膜改性并将抗体分子修饰到纳米金层上。

5）将待测蛋白与抗体分子结合。

6）将经过所述抗体分子修饰的磁性纳米颗粒通过与所述待测蛋白结合固定在纳米金层上。

7）将步骤6）制备得到的生物传感器置于磁场中。