一種生物傳感器結(jié)構(gòu)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種生物傳感器結(jié)構(gòu)及其制備方法，它包括分子探針（2），分子探針（2）位于微流體結(jié)構(gòu)通道（4）內(nèi)，分子探針（2）上方為樣品注入窗（7），微流體結(jié)構(gòu)通道（4）左上側(cè)為流體入口（5），微流體結(jié)構(gòu)通道（4）右下側(cè)為廢液出口（6），入射光源接口（1）和信號(hào)接收接口（3）分別與分子探針（2）連接；其制備方法包括基底清洗、微流體結(jié)構(gòu)通道制作、分子探針制作及最后組合等步驟，解決了本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)的生物傳感器器件小型后所帶來(lái)的微小溫度漂移，探針過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的本征振動(dòng)，探針過(guò)短又不能充分吸收入射光等缺點(diǎn)，不利于減小體積，降低成本和提高精度，不易于商業(yè)化等問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種生物傳感器結(jié)構(gòu)及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物傳感器技術(shù)，尤其涉及一種生物傳感器結(jié)構(gòu)及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 腫瘤是威脅人類生命和健康的重要?dú)⑹?，已成為世界各?guó)面臨的最重要的社會(huì)問(wèn) 題之一，而早期篩查、診斷是預(yù)防和治療腫瘤疾病的關(guān)鍵。目前科學(xué)研究已表明，在腫瘤產(chǎn) 生和惡化的不同階段，以及幾乎沒(méi)有任何癥狀的早期階段，人體血清中某些腫瘤標(biāo)志物蛋 白質(zhì)的水平就已經(jīng)發(fā)生了變化，進(jìn)而影響人體的功能，表現(xiàn)為腫瘤疾病的發(fā)生?？焖俣行?地檢測(cè)這些腫瘤蛋白質(zhì)標(biāo)志物是預(yù)防、治療腫瘤疾病的關(guān)鍵。
[0003] 按照目前的認(rèn)識(shí)，人體中存在著10萬(wàn)種以上的蛋白質(zhì).各自具有不同的結(jié)構(gòu)和 生理功能。研究已表明：一種蛋白質(zhì)標(biāo)志物與幾種腫瘤病是息息相關(guān)的，一種腫瘤的發(fā)生 與多種蛋白質(zhì)標(biāo)志物的水平有密切的關(guān)系，故檢測(cè)人血清中蛋白質(zhì)標(biāo)志物的水平是早期診 斷、中期治療腫瘤疾病的重要手段。但是，蛋白質(zhì)標(biāo)志物分子同DNA分子相比，它空間結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，且生物活性與空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，使得蛋白質(zhì)不能被簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)增或原位合成，難以利 用"拷貝"的方式來(lái)提高檢測(cè)的靈敏度.其次，蛋白質(zhì)間的相互作用無(wú)序列可循.而是類似 于抗原一抗體相互作用的特異結(jié)合性，另外.在操作過(guò)程中，蛋白質(zhì)很容易變性。故開(kāi)發(fā)具 有快速、小型化的腫瘤生化傳感器對(duì)腫瘤疾病的早期診斷、中期治療在挽救生命方面有重 要的意義。
[0004] 傳統(tǒng)的生物傳感器檢測(cè)腫瘤標(biāo)志物需要繁雜的工序，既耗時(shí)又不能做到無(wú)損檢 測(cè)，給病人的身心帶來(lái)極大的痛苦，而且加重了病人的心理和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。在這樣的背景下， 開(kāi)發(fā)消耗樣品少且能夠快速有效地檢測(cè)人體血清中腫瘤標(biāo)志物水平的分析儀器成為科學(xué) 中重要的研究領(lǐng)域，促使國(guó)際上很多研究機(jī)構(gòu)投入了大量的資金進(jìn)行研發(fā)。但是，在現(xiàn)有的 科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平上研發(fā)一塊腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)原理性實(shí)驗(yàn)室用的傳感器是非常困難的事 情，需要突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)，這也是限制腫瘤傳感器工業(yè)發(fā)展的重要瓶頸之一。目 前，全世界只有少數(shù)幾家國(guó)際大公司開(kāi)發(fā)出實(shí)用的腫瘤傳感器及相關(guān)的配套設(shè)備，如：瑞典 Biacore AB(現(xiàn)已由通用控股）的Biacore T3000等系列產(chǎn)品，美國(guó)Affinity Sensors公司 的 Iasys system 系列產(chǎn)品，日本 Nippon Laser Electronics 的 SPR-670,德國(guó) BioTul AG 等產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)中科電子集團(tuán)研發(fā)的SPR-2000,中科院力學(xué)所開(kāi)發(fā)的準(zhǔn)商用橢偏成像技術(shù)的 蛋白質(zhì)芯片生物傳感器等。這些產(chǎn)品的共同缺點(diǎn)是體積大、成本高、構(gòu)造復(fù)雜。美國(guó)Texas Instrument開(kāi)發(fā)的Sprecta -系列的傳感模塊雖然體積小、便宜、但是有溫度補(bǔ)償?shù)热秉c(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種生物傳感器結(jié)構(gòu)及其制備方法，以解決現(xiàn)有 技術(shù)的生物傳感器器件小型后所帶來(lái)的微小溫度漂移，探針過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的本征振動(dòng)，探針過(guò) 短又不能充分吸收入射光等缺點(diǎn)，不利于減小體積，降低成本和提高精度，不易于商業(yè)化等 問(wèn)題，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)多個(gè)傳感器同時(shí)復(fù)用，有利于同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)樣品或同一樣品多個(gè)參數(shù)的 實(shí)時(shí)測(cè)量。
[0006] 本發(fā)明技術(shù)方案： 一種生物傳感器結(jié)構(gòu)，它包括分子探針，分子探針位于微流體結(jié)構(gòu)通道內(nèi)，分子探針上 方為樣品注入窗，微流體結(jié)構(gòu)通道左上側(cè)設(shè)置有流體入口，微流體結(jié)構(gòu)通道右下側(cè)設(shè)置有 廢液出口，入射光源接口和信號(hào)接收接口分別與分子探針的光纖連接。
[0007] 分子探針包括二根光纖構(gòu)成的F-P腔，其中一根光纖在距離F - P腔右端1. 5-2_ 范圍內(nèi)去除光纖包層厚度5-20微米，光纖的二端通過(guò)支撐架固定。
[0008] 入射光源接口為光纖芯線夾持頭，與外部光源耦合連接。
[0009] 信號(hào)接收接口為光纖芯線夾持頭，連接光纖或光譜儀。
[0010] 所述的一種生物傳感器結(jié)構(gòu)的制備方法，它包括下述步驟： 步驟1、基底清洗，將PMMA切成2cm X lcm的小塊，再用超聲波清洗儀振蕩20分鐘除去 表面雜污垢，用無(wú)水乙醇清洗后吹干備用； 步驟2、將微流體結(jié)構(gòu)通道的模具置于PMMA基片的表面，在

【權(quán)利要求】
1. 一種生物傳感器結(jié)構(gòu)，它包括分子探針（2)，其特征在于：分子探針（2)位于微流體 結(jié)構(gòu)通道（4)內(nèi)，分子探針（2)上方為樣品注入窗（7)，微流體結(jié)構(gòu)通道（4)左上側(cè)設(shè)置有流 體入口（5)，微流體結(jié)構(gòu)通道（4)右下側(cè)設(shè)置有廢液出口（6)，入射光源接口（1)和信號(hào)接收 接口（3)分別與分子探針（2)的光纖連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于：分子探針（2)包括二根 光纖構(gòu)成的F-P腔，其中一根光纖在距離F - P腔左端1. 5-2_范圍內(nèi)去除光纖包層厚度 5-20微米，光纖的二端通過(guò)支撐架（8)固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于：入射光源接口（ 1)為光纖 芯線夾持頭，與外部光源耦合連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于：信號(hào)接收接口（3)為光纖 芯線夾持頭，連接光纖或光譜儀。
5. 所述的一種生物傳感器結(jié)構(gòu)的制備方法，它包括下述步驟： 步驟1、基底清洗，將PMMA基片切成2cm X lcm的小塊基片，再用超聲波清洗儀振蕩20 分鐘除去表面雜污垢，用無(wú)水乙醇清洗后吹干備用； 步驟2、將微流體結(jié)構(gòu)通道（4)的模具置于所切的PMMA基片的表面，在 SC^C下加力30分鐘，使模具在PMMA表面形成微流體結(jié)構(gòu)； 步驟3、取兩段單模光纖，在其中一段距尾端20cm的距離處去除光纖包層外部的涂覆 層，無(wú)水乙醇洗凈后，將去除涂覆層部分放入20%的HF溶液刻蝕15-20分鐘后取出，去離子 水洗凈后，用光纖切刀將被刻蝕區(qū)切成距未刻蝕區(qū)1. 6-2. 1mm長(zhǎng)度后，再用微細(xì)研磨的方 法將光纖端面磨平，此時(shí)其長(zhǎng)度為1. 5-2mm，用無(wú)水乙醇清洗后，再用去離子水沖洗后氮?dú)?吹干待用； 步驟4、利用生物化學(xué)方法將去除光纖包層的光纖表面修飾成待測(cè)腫瘤標(biāo)志物的抗體 或抗原后，放后冰箱備用； 步驟5、選定F - P腔的長(zhǎng)度，并確定兩根光纖在微流體結(jié)構(gòu)內(nèi)的相對(duì)位置后，采用向光 纖端面所在位置處由內(nèi)向外的方向分別滴入一滴蜂蜜，將上述處理過(guò)的光纖固定在微流體 結(jié)構(gòu)通道內(nèi)； 步驟6、將樣品注入窗（7)固定在步驟5所述光纖的上方，在微流體結(jié)構(gòu)通道（4)左上 側(cè)連接流體入口（5)，在微流體結(jié)構(gòu)通道（4)右下側(cè)連接廢液出口（6)，入射光源接口（ 1) 和信號(hào)接收接口（3)分別與分子探針（2)的光纖連接，最后用除樣品注入窗部分且厚度為 0. 5_，長(zhǎng)寬為2cmX lcm的蓋片與基底鍵合在一起，最終形成生物傳感器結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01N21/41GK104251909SQ201410475895
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】白忠臣, 秦水介, 張正平 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)