[发明专利]自加热生物传感器芯片及其制备方法、病毒检测方法

权利要求书

1.一种自加热生物传感器芯片，其特征在于，包括：

衬底，具有支撑面；

二氧化硅层，形成并覆盖于所述支撑面，所述二氧化硅层具有远离所述衬底的承载面；

至少一个检测单元，每个所述检测单元包括：分别形成于所述承载面的碳膜以及两个金属电极，所述两个金属电极分别与所述碳膜的两端电连接，所述碳膜被配置为接触样品溶液，所述碳膜具有修饰面，所述修饰面用于修饰能够检测所述样品溶液中的作用对象的生物大分子；以及

加热电极，形成于所述衬底内，所述加热电极的加热面与所述二氧化硅层抵接以通过热传导加热所述碳膜；

其中，所述加热电极的工作电压被配置为20～35mV，位于所述碳膜与所述加热电极之间的所述二氧化硅层的厚度为150～400nm。

2.根据权利要求1所述的自加热生物传感器芯片，其特征在于，所述碳膜中碳材料包括石墨烯、富勒烯以及碳纳米管中的至少一种；

可选地，所述碳膜中碳材料为石墨烯。

3.根据权利要求1所述的自加热生物传感器芯片，其特征在于，所述修饰面修饰有所述生物大分子，所述生物大分子为病毒抗原、病毒抗体或核酸探针。

4.根据权利要求1所述的自加热生物传感器芯片，其特征在于，所述检测单元的数量为至少两个，且任意相邻的两个所述检测单元间隔布置。

5.根据权利要求4所述的自加热生物传感器芯片，其特征在于，所述加热电极的数量与所述检测单元一一对应，每个所述加热电极布置于所述检测单元在所述支撑面的正投影处，任意相邻的两个所述加热电极间隔布置。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的自加热生物传感器芯片，其特征在于，还包括栅极电极，所述栅极电极设置于所述承载面且被配置为调节每个所述碳膜的场效应。

7.一种自加热生物传感器芯片的制备方法，其特征在于，包括：

提供一衬底；

在所述衬底的支撑面沉积加热电极，随后在余下的所述支撑面以及所述加热电极的表面沉积二氧化硅层，刻蚀所述二氧化硅层以暴露所述加热电极的焊盘；

以所述二氧化硅层远离所述衬底的一面作为承载面，在所述承载面形成图案化的碳膜，在所述承载面沉积与所述碳膜两端分别电连接的两个金属电极，封装所述承载面并暴露所述碳膜、每个所述金属电极的焊盘以及所述加热电极的焊盘；

对暴露的所述碳膜的修饰面修饰生物大分子，所述生物大分子为病毒抗原、病毒抗体或核酸探针。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述承载面沉积所述两个金属电极后，所述制备方法还包括在所述承载面沉积栅极电极，并在所述封装后暴露所述栅极电极，所述栅极电极被配置为调节所述碳膜的场效应。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述生物大分子为抗体，所述碳膜修饰生物大分子的步骤包括：

采用PBASE/乙醇溶液功能化所述碳膜的表面，形成PBASE/碳膜；

在PBASE/碳膜上点样抗体/PBS溶液，干燥，随后采用封闭液封闭未与抗体结合的PBASE，清洗即可。

10.一种病毒检测方法，其特征在于，所述病毒检测方法包括：

获得如权利要求1-6任意一项所述的自加热生物传感器芯片或权利要求7-9任意一项所述的制备方法制得的自加热生物传感器芯片；

使样品溶液与所述碳膜接触，利用所述两个金属电极来检测所述碳膜两端的电流，若所述碳膜两端的电流发生变化，确定所述样品溶液中含有与生物大分子特异性反应的病毒；

利用所述加热电极加热所述碳膜，以脱附与所述生物大分子结合的病毒。