[发明专利]一种超低限检测C反应蛋白的薄膜晶体管及其制备方法

说明书

本发明属于生物传感器技术领域，涉及一种超低限检测C反应蛋白的薄膜晶体管及其制备方法；包括衬底、栅极、绝缘层、P3HT有源层，设置于所述有源层上的源极和漏极；绝缘层包括设置在所述栅极上的PVA绝缘层和设置在所述PVA绝缘层上的PMMA绝缘层；在P3HT有源层通道上固定有anti‑CRP；本发明采用双介电层结构和3D打印技术相结合进行生物传感器制备；通过物理吸附anti‑CRP修饰有源层实现了对CRP的低至pM水平的高选择性检测，不需要复杂的修饰方法来固定anti‑CRP，本发明制备的薄膜晶体管用于检测C反应蛋白，检测限低至1.8pmol/L。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，涉及一种超低限检测C反应蛋白的薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

CRP是一种在机体受到损伤或者感染时血浆中急剧上升的蛋白质(急性期蛋白)，是急性疾病的非特异性标志物，可以作为炎症标志物反应出机体的生理状态。已经有研究表明，当机体受到感染产生炎症的情况下，CRP的浓度会在短时间内急剧上升，甚至会达到200μg/ml，然而CRP正常水平几乎为0。另外，CRP在血浆中的含量也可以用来预测心血管疾病的发生。血清中CRP浓度介于1-3μg/ml时，患心血管疾病的概率较低，如果高于3μg/ml，患心血管疾病的概率就会极大的提升。随着恶行肿瘤的患病率逐年升高，血清中的CRP含量还可以作为诊断恶行肿瘤的重要指标。所以对于CRP生物传感器，需要具有较宽的动态检测范围和较低的检测限。

晶体管生物传感器因其灵敏度高，响应速度快，生物相容性好等特性，在生物分子检测领域引起了广泛关注。有机场效应晶体管（OFET）是由栅极，源极和漏极构成的三端子器件，有机半导体横跨源极和漏极形成有源层通道，栅极电压通过在栅极和有源层之间存在的介电层产生场效应对有源层的载流子进行调制。OFET作为生物传感器需要对有源层，介电层或者栅极等功能层进行生物分子的固定，一般可以分为化学共价结合和直接物理吸附两种方式。化学共价结合是对功能层进行表面处理或者引入官能团对有源层进行修饰，通过共价键将生物分子固定在有源层上，操作程序复杂且耗时。直接物理吸附不需要繁琐的操作和过多的试剂，可以通过分子间的作用力固定生物分子。相比于化学共价结合，直接物理吸附不会破坏生物分子之间的化学键，能够保证生物分子的完整性。

在目前报道的CRP的检测方法中，使用生物传感器进行检测的方法如表面等离子共振法（SPR）、局部表面等离子共振法（LSPR）、损耗模态共振法（LMR）等，可以实现CRP的快速，无标记检测。但是这些传感器的结构和制备工艺相当复杂，经常需要大型仪器和耗费大量的时间，不能形成批量化生产。并且检测限不够低，不能准确地反应患者的C反应蛋白的含量，从而不能准确判断其患病情况，延误了时机。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种超低限检测C反应蛋白的薄膜晶体管及其制备方法。解决C反应蛋白检测限高的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种超低限检测C反应蛋白的薄膜晶体管，包括衬底、设置于衬底上的栅极、设置于所述栅极上的绝缘层、设置于所述绝缘层上的P3HT有源层，设置于所述有源层上的源极和漏极；所述绝缘层包括设置在所述栅极上的PVA绝缘层和设置在所述PVA绝缘层上的PMMA绝缘层；在P3HT有源层通道上固定有anti-CRP。

优选的，所述的源极和漏极上设置有保护层。

优选的，所述栅极为聚对苯二甲酸乙二醇酯/氧化铟锡薄膜。

超低限检测C反应蛋白的薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤：

1）将栅极固定在衬底上，在栅极上滴涂聚乙烯醇溶液，固化后，滴涂聚甲基丙烯酸甲酯溶液，再次固化，制备得到PVA/PMMA绝缘层。

2）在PVA/PMMA绝缘层上旋涂制备P3HT有源层。