[发明专利]面向急性心肌梗死诊断的生物传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种面向急性心肌梗死诊断的生物传感器，其特征在于，它包括具有FET场效应管结构的传感器基体，该传感器基体包括作为栅极的SOI硅片，所述硅片表面设有钝化层、一根以上表面偶联修饰有急性心肌梗死标志蛋白的单克隆抗体的硅纳米线以及电极，所述电极包括分别与硅纳米线两端连接的金属源极和漏极；

同时，所述硅片表面上还设有微流道系统层，所述硅纳米线的至少局部表面暴露于该微流道系统层内的微流道中，所述微流道分别与微流道系统层上的样本溶液入口和样本溶液出口连通；

所述急性心肌梗死标志蛋白为心肌肌钙蛋白I、心肌肌钙蛋白T、肌酸激酶同工酶以及肌红蛋白中的任意一种以上。

2.根据权利要求1所述的面向急性心肌梗死诊断的生物传感器，其特征在于，所述微流道系统层覆设在所述硅纳米线上，且所述硅纳米线表面整体暴露于该微流道系统层内的微流道中。

3.根据权利要求1所述的面向急性心肌梗死诊断的生物传感器，其特征在于，所述硅片表面设有由平行分布的复数硅纳米线组成的硅纳米线阵列。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的面向急性心肌梗死诊断的生物传感器，其特征在于，所述硅纳米线宽度为50nm-150nm。

5.根据权利要求1-2中任一项所述的面向急性心肌梗死诊断的生物传感器，其特征在于，所述微流道系统层内分布有两条以上微流道，每一微流道分别与一根以上硅纳米线配合。

6.根据权利要求1所述的面向急性心肌梗死诊断的生物传感器，其特征在于，所述钝化层由氮化硅/氧化硅双层薄膜结构组成。

7.根据权利要求1所述的面向急性心肌梗死诊断的生物传感器，其特征在于，所述微流道系统层由聚二甲基硅氧烷构建形成。

8.如权利要求1所述面向急性心肌梗死诊断的生物传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）采用自上而下的方式依次在SOI硅片表面加工形成硅纳米线，金属电极以及钝化层，制得硅纳米线FET场效应管基体结构；

（2）在硅片表面上覆设微流道系统层，并至少使所述硅纳米线的局部表面暴露于该微流道系统层内的微流道中；

（3）利用共价键结合的方式在硅纳米线表面修饰急性心肌梗死标志蛋白的单克隆抗体，获得目标产品。

9.根据权利要求8所述面向急性心肌梗死诊断的生物传感器的制备方法，其特征在于，步骤（3）的具体操作过程如下：

ⅰ）在所述钝化层表面修饰醛基，从而将钝化层表面封闭；

ⅱ）依次利用具有活性氨基的硅烷分子和戊二醛修饰硅纳米线，从而在硅纳米线表面连接醛基；

ⅲ）将急性心肌梗死标志蛋白的单克隆抗体通过共价键固定到硅纳米线表面；

ⅳ）利用具有活性氨基的分子以及惰性蛋白质修饰纳米线，以钝化硅纳米线表面及钝化层表面的残余醛基，排除非特异性吸附位点，所述具有活性氨基的分子至少选自乙醇胺和乙胺。

10.根据权利要求9所述面向急性心肌梗死诊断的生物传感器的制备方法，其特征在于，步骤（3）的具体操作过程为：

首先使用20%乙醛溶液修饰由氮化硅薄膜组成的钝化层表面0.5~1h；

继而，以浓度为1~5%带有活性氨基的硅烷分子修饰硅纳米线表面30~45min，从而在硅纳米线的表面引入-NH₂，所述硅烷分子为3-氨丙基三乙氧基硅烷和/或3-氨丙基三甲氧基硅烷；

然后，以2.5％戊二醛作为交联剂修饰硅纳米线表面0.5~1h，从而在硅纳米线表面修饰醛基；

而后，以含0.1~100μg/mL急性心肌梗死标志蛋白的单克隆抗体的1× pH 7.4 磷酸盐缓冲在常温下液浸渍硅纳米线表面4~6小时或者4℃过夜，从而将急性心肌梗死标志蛋白的单克隆抗体固定到硅纳米线表面；

最后，利用乙醇胺或乙胺及1mg/mL的惰性蛋白质修饰硅纳米线表面及钝化层表面的残余醛基，排除非特异性吸附位点，所述惰性蛋白质为牛血清白蛋白、亲和素和链霉亲和素中的任意一种以上。