[实用新型]一种基于石墨烯的生物传感器芯片

说明书

本实用新型公开了一种基于石墨烯的生物传感器芯片，包括BK7玻璃，及设置于BK7玻璃其直角棱镜表面的检测仓，所述BK7玻璃于检测仓内侧设置有石墨烯层；所述石墨烯层上设置有磁性生物探针；所述BK7玻璃与石墨烯层正对一面固定有磁吸贴片；所述BK7玻璃两侧设置有倾斜检测口。本实用新型的基于石墨烯的生物传感器芯片，采用单层石墨烯和采用磁性颗粒的探针，其表面积大于平面结构，间接增加了光学传感的表面积，大大提高传感灵敏度，且利用磁场能够将修饰有适体DNA的磁性颗粒吸附分布在石墨烯上，其加工工艺简单。

技术领域

本实用新型涉及一种生物传感器芯片，具体涉及一种基于石墨烯的生物传感器芯片，属于生物传感器芯片技术领域。

背景技术

生物传感器是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器；是由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）、适当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等）及信号放大装置构成的分析工具或系统；生物传感器具有接受器与转换器的功能；其中，石墨烯是单层碳原子紧密堆积形成的六方蜂巢状晶格结构的晶体，独特的二维结构使其具有优异的电学、热学、力学及化学性质，其非常适合在其表面加载生物修饰层，但现有的石墨烯层都是采用多层结构，其势必会降低检测灵敏度，且将生物修饰层加载到石墨烯上工艺比较复杂。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种基于石墨烯的生物传感器芯片，采用单层石墨烯，生物探针通过磁吸方式直接加载到单层石墨烯上，加载方式简单方便。

本实用新型的基于石墨烯的生物传感器芯片，包括BK7玻璃，及设置于BK7玻璃其直角棱镜表面的检测仓，所述BK7玻璃于检测仓内侧设置有石墨烯层；所述石墨烯层上设置有磁性生物探针；所述BK7玻璃与石墨烯层正对一面固定有磁吸贴片；所述BK7玻璃两侧设置有倾斜检测口，磁吸贴片在其周围形成一磁场，磁铁对磁性生物探针吸引，其吸引力会克服磁性纳米颗粒的热运动，颗粒在磁场的作用下吸附在石墨烯表面并形成了自组装长链；从而能够将磁性生物探针牢牢吸附分布在石墨烯层上，检测时，将样品加入到检测仓，样品中如果存在检测对象，其对象与修饰在颗粒表面的生物探针OTA适体相结合，将适体的结构由无规则卷曲结构变为G-四重结构，引起石墨烯表面折射率变大及密度变大，从而检测系统倾斜检测口能够检测到变化，并将变化结果进行输出定量分析，从而能够检出检测对象。

进一步地，所述倾斜检测口为光学系统的激光入射口和激光接收口；所述激光入射口其入射角和激光接收口其折射接收角均向石墨烯层倾斜；光学系统发出激光光线，光线经过外部折射板调整射入角度，从而将检测光线送入到激光入射口，并接触到石墨烯层表面的磁性生物探针进行折射，折射光从激光接收口回到光线接收器，其接收值为初始值，当加载样品后，当样品中有检测对象时，将适体的结构由无规则卷曲结构变为G-四重结构，其折射率明显变大，从而将检测对象检出。

进一步地，所述倾斜检测口为超声系统的超声发射器安装口和超声接收器安装口；超声发射器将声波送入到倾斜检测口，并接触到石墨烯层表面的磁性生物探针进行反射，反射声波被超声接收器接收，其接收值为初始值，当加载样品后，当样品中有检测对象时，将适体的结构由无规则卷曲结构变为G-四重结构，其密度明显变大，反射声波明显增强，从而将检测对象检出。

进一步地，所述石墨烯层为单层石墨烯。

进一步地，所述检测仓为由PDMS材料制成的普通样品接收口或由PDMS材料制成的微流腔。

进一步地，所述磁性生物探针为由加载生物探针的 Au 纳米颗粒包裹四氧化三铁磁性颗粒构成。

本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的基于石墨烯的生物传感器芯片，采用单层石墨烯和采用磁性颗粒的探针，其表面积大于平面结构，间接增加了光学传感的表面积，大大提高传感灵敏度，且利用磁场能够将修饰有适体DNA的磁性颗粒吸附分布在石墨烯上，其加工工艺简单。

附图说明