[发明专利]一种基于液栅型IGZO薄膜晶体管的抗结核类药物筛选装置及方法

说明书

本发明公开一种基于液栅型IGZO薄膜晶体管的抗结核类药物筛选装置及方法，所述装置包括衬底，设置在所述衬底表面且依次并列排布的源电极、铟镓锌氧薄膜沟道层和漏电极，设置在所述源电极和漏电极表面的储液槽，所述储液槽的底面为所述铟镓锌氧薄膜沟道层，所述储液槽内存储有电解液，所述电解液中插入有栅电极，所述源电极、漏电极以及栅电极电连接同一电信号检测器。本发明提供的抗结核类药物筛选装置具有灵敏度高、检测速度快，稳定性强、结构简单和工作电压低等特点，非常适合用于筛选抗结核类药物。

技术领域

本发明涉及生物传感器领域，尤其涉及一种基于液栅型IGZO薄膜晶体管的抗结核类药物筛选装置及方法。

背景技术

结核病是一种由结核分枝杆菌引起的严重慢性疾病，以肺结核较为常见，每年有数百万人患上结核病，是全球第九大死因。从《2018WHO全球结核报告》知，2017年，估计有1000万人新感染结核：580万男性，320万女性，100万儿童，其中中国估计有88.9万人新感染结核。此外，耐药结核是一场更值得关注的公共卫生危机，估计2017年全球有45.8万人患有多重耐药结核病(MDR-TB)，结核分枝杆菌对一线药物耐药性的增强使得治愈变得非常棘手。尽管结核病的诊断和成功治疗，每年可以避免数百万人死亡，但是在早期诊断检测和新型药物研发上与预期相比仍然存在很大的差距。

巨噬细胞是结核分枝杆菌的主要寄生场所，常作为结核病的研究对象。一般结核分枝杆菌入侵人体后，巨噬细胞会将其吞噬。结核分枝杆菌通过阻止吞噬溶酶体的融合、降低巨噬细胞对刺激应答的敏感性等途径逃避巨噬细胞的免疫监视和攻击，使其可以在巨噬细胞内存活和增殖，为新一轮感染做准备。通过了解巨噬细胞与结核杆菌的作用过程，既可以为结核病的防治提供新思路，又有助于开发新型药物。

高效便捷地药物筛选方法是研发新型药物至关重要的一环。目前常用的药物筛选实验技术有亲和闪烁检测法(SPA)、时间分辨荧光共振能量转移检测法(TR-FRET)等。这些检测技术一方面对实验条件要求较为苛刻，往往需要一些特定的大型实验设备和特殊的试剂；另一方面实验过程相当繁琐，且对操作人员的要求较高。此外，目前的大多数药物筛选技术都局限于终点法检测，很难实现对整个药物作用过程的跟踪与检测。

近年来，铟镓锌氧(IGZO)薄膜晶体管因其具有迁移率高、开关比大、工作稳定性强、可低温制备以及生物兼容性良好的特性，在生物化学传感领域受到越来越多的关注。已有报道IGZO薄膜晶体管用于DNA检测、酶检测及抗原-抗体检测等各种生物分子检测。其检测原理是通过生物分子所携带的电荷在有源层中感应出电荷，进而改变沟道电流的大小。

IGZO薄膜晶体管生物传感器有灵敏度高、检测速度快、可实现高通量微量检测和实时监测等优势，有希望作为药物筛选的检测平台。然而，目前报道的IGZO薄膜晶体管生物传感器仍存在一些不足，其主要表现在以下两个方面：一是现有的IGZO薄膜晶体管生物传感器的工作电压很高(一般为几十伏特)；二是现有的IGZO薄膜晶体管生物传感器的器件结构较为复杂。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于液栅型IGZO薄膜晶体管的抗结核类药物筛选装置及方法，旨在解决现有基于薄膜晶体管的药物筛选装置结构复杂以及工作电压较高、检测灵敏度较差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于液栅型IGZO薄膜晶体管的抗结核类药物筛选装置，其中，包括衬底，设置在所述衬底表面且依次并列排布的源电极、铟镓锌氧薄膜沟道层和漏电极，设置在所述源电极和漏电极表面的储液槽，所述储液槽的底面为所述铟镓锌氧薄膜沟道层，所述储液槽内存储有电解液，所述电解液中插入有栅电极，所述源电极、漏电极以及栅电极电连接同一电信号检测器。

所述基于液栅型IGZO薄膜晶体管的抗结核类药物筛选装置，其中，所述储液槽内的电解液为细胞培养液，所述细胞培养液为含10％FBS的DMED培养液。