[发明专利]一种GaN光传感生物传感芯片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种GaN光传感生物传感芯片，其特征在于，包括LED阵列和PD阵列，所述LED阵列包括若干个串联的微型柱状LED结构，所述PD阵列包括若干个串联的微型柱状LED结构，所述LED阵列外接电源；所述LED阵列和PD阵列的各个微型柱状LED结构按顺序依次包括紫外光敏树脂层、GaN LED外延层和液晶聚合物基板；所述GaN LED外延层按顺序依次包括p-GaN层、In_xGa_1-xN/GaN多维量子阱、n-GaN层，所述p-GaN层与所述紫外光敏树脂层接触连接，所述n-GaN层与所述液晶聚合物基板接触连接，所述GaN LED外延层中的部分n-GaN层暴露，暴露的n-GaN层上接触连接有n欧姆接触垫，所述GaN LED外延层中的部分p-GaN层暴露，暴露的p-GaN层上接触连接有p欧姆接触垫，所述LED阵列的微型柱状LED结构通过n欧姆接触垫和p欧姆接触垫串联，所述PD阵列的微型柱状LED结构通过n欧姆接触垫和p欧姆接触垫串联。

2.根据权利要求1所述的GaN光传感生物传感芯片，其特征在于，所述LED阵列和PD阵列的各个微型柱状LED结构为正六棱柱状LED结构，所述正六棱柱状LED结构的上底面与所述液晶聚合物基板所在平面平行。

3.根据权利要求1所述的GaN光传感生物传感芯片，其特征在于，所述LED阵列呈矩阵列分布，所述PD阵列呈矩阵列分布，以所述液晶聚合物基板所在平面构建平面直角坐标系，则LED阵列的微型柱状LED结构所在的坐标为(2a，b)，所述LED阵列的微型柱状LED结构所在的坐标为(2a+1，b)，其中，a为按数轴顺序排列的整数，b为按数轴顺序排列的整数。

4.根据权利要求1所述的GaN光传感生物传感芯片，其特征在于，所述LED阵列中的微型柱状LED结构与所述PD阵列中的微型柱状LED结构的数量比例为1:1。

5.根据权利要求1所述的GaN光传感生物传感芯片，其特征在于，所述PD阵列外接电流检测设备。

6.根据权利要求1所述的GaN光传感生物传感芯片，其特征在于，所述In_xGa_1-xN/GaN多维量子阱材料InGaN中In的组分为0.50≤x≤0.52，所述LED阵列的中心波长为600～620nm。

7.一种生物传感器，其特征在于，所述生物传感器包括PSA反应板和如权利要求1-6任一所述的GaN光传感生物传感芯片。

8.如权利要求7所述生物传感器检测前列腺特异性抗原的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将已知浓度的单克隆抗体溶液涂覆在PSA反应板的微孔中，用酪蛋白作为阻滞剂封闭，将待测的前列腺特异性抗原样品与单克隆抗体结合，将胶体金标记的第二抗体与前列腺特异性抗原混合，所述胶体金标记的第二抗体为多克隆抗体(pab)–PSA–Au纳米颗粒(NP)偶联物(pab–PSA–Au NP)，将胶体金标记的第二抗体与前列腺特异性抗原的混合物与Ag混合染色；(2)将如权利要求1-6任一所述的GaN光传感生物传感芯片的LED阵列接通电源发光辐射步骤(1)中的PSA反应板；(3)将步骤(2)所述GaN光传感生物传感芯片的PD阵列电连接电流检测设备获得光电流信号；(4)将步骤(3)获得的信号进行外标法定量。