[发明专利]量子电容感测

权利要求书

1.一种用于感测化学物质的感测方法，所述方法包括以下步骤：

(A)通过在一系列外加电位下采用电化学阻抗谱法，获得系统复阻抗Z*的多个测量值，所述系统具有工作电极，所述工作电极与载体介质接触，所述载体介质可包括所述物质，所述工作电极包括能够与所述物质结合的受体部分；其中，所述工作电极包括用感测元件功能化的电极基材，所述感测元件对所述外加电位的电化学响应对所述物质与所述受体部分的结合敏感，并且所述感测元件的尺寸为0.5nm至10nm；

(B)将Z*的所述多个测量值转换为选定频率ω处的复电容实部C'和/或选定频率ω处的复电容虚部C”的多个测量值；

(C)对所述选定频率ω处的(a)C'、(b)C或(c)C'和C的任意组合的测量值随着外加电压进行积分，得到积分测量值；以及

(D)根据所述积分测量值感测所述化学物质是否存在于所述载体介质中。

2.根据权利要求1所述的感测方法，其中，在步骤(A)中，所述通过在一系列外加电位下采用电化学阻抗谱法，获得复阻抗的多个测量值的步骤，包括在不同外加电位下获得复阻抗的至少五个测量值。

3.根据权利要求1所述的感测方法，其中，步骤(D)中的所述感测步骤是通过将所述积分测量值与一个或多个参考值进行比较来执行的，所述一个或多个参考值是在所述电极所处环境已知的条件下执行所述步骤(A)、(B)和(C)获得的。

4.根据权利要求1所述的感测方法，其中，所述物质为靶物种，所述受体部分能够与所述靶物种进行特异性结合，并且其中，所述方法用于测定所述载体介质中所述靶物种的浓度。

5.根据权利要求4所述的感测方法，其中，所述靶物种选自：CRP蛋白、胰岛素、以及神经变性、癌症、心肌梗死、糖尿病和一般创伤中的一种或多种的标志物。

6.根据权利要求1所述的感测方法，其中，所述物质选自凝集素蛋白、糖酶以及糖类结合抗体，并且其中，所述受体部分为糖类部分。

7.根据权利要求6所述的感测方法，其中，所述工作电极是糖阵列的组成部分，所述糖阵列包括多个工作电极，每个工作电极用不同的糖类部分功能化。

8.根据权利要求1所述的感测方法，其中，所述物质为候选药物，并且其中，所述受体部分能够与参考药物结合。

9.根据权利要求8所述的感测方法，其中，所述工作电极是阵列的组成部分，所述阵列包括多个工作电极，每个工作电极用所述受体部分功能化，所述阵列适合用于同时筛选多个候选药物。

10.根据前述权利要求中任一项所述的感测方法，其中，所述感测元件包括氧化还原活性物种、分子膜、纳米粒子、石墨烯、碳纳米管或量子点中的一种或多种。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的感测方法，其中，所述工作电极未用氧化还原活性物种功能化。

12.根据权利要求1-9中任一项所述的感测方法，其中，能够与所述物质结合的所述受体部分包括抗体或抗体片段。

13.根据权利要求1-9中任一项所述的感测方法，其中，所述感测元件包括石墨烯。

14.根据权利要求1-9中任一项所述的感测方法，其中，所述感测方法为量子电容感测方法。