[发明专利]紫外线曝光成型硅基生物传感器的设计与制备方法

摘要

本发明涉及传感器设备及其制作方法。具体来说，本发明涉及一种基于可大量渗透气体分子但不渗透非气态分子和离子的紫外线曝光成型硅基生物传感器的设计与制备方法。本发明包括：用有机硅聚合物/倍半硅氧烷聚合物形成一层表面，应用紫外线（UV）辐射照射该层的至少一部份，使聚合物在表面形成黏附膜，然后将黏附层暴露到显影机中，选择性地去除未暴露的聚合物，使黏附膜不受干扰。本发明成功的利用一种简单且可靠的制造工序来制作传感装置，用简单的步骤来制备可渗透气体但不渗透离子和代谢产物的膜。

主权项

紫外线曝光成型硅基生物传感器的设计与制备方法，其特征在于传感装置包括：传感表面以及覆盖表面的基质以及覆盖至少基质一部分的光成型膜，其中光成型膜由直接光成型的有机硅聚合物组成；可渗透气体分子，但不渗透非气态分子和离子；其有机硅聚合物为倍半硅氧烷聚合物，还可以为β‑取代倍半硅氧烷聚合物，或者是氢化硅倍半氧烷聚合物；传感装置，其绑定成分通过暴露于光中被取代并形成光成型膜；其光由波长在200‑400nm范围内的一个或多个光组成；其有机硅聚合物通过光引发剂作用进行交联；其光成型膜为完全封闭基质；其通过将基质和传感表面置于大致固定的几何关系来对该光成型膜进行定型；其配置的传感装置可用于检测氧气、二氧化碳和水蒸气；其配置的传感装置也可用于检测葡萄糖、乳酸、肌酐、抗坏血酸、尿酸和胆红素；其可选择的离子基团可为氯、钾、钠、钙、质子和氢氧根；其可选择的感应表面可为金属电极、非金属电极和光学波导；其可选择的感应表面可为铂、金、铱、银、卤化银、氯化银和碳；其感应表面适用于电势法或安培法；其可选择的基质可为聚乙烯醇、光成型聚乙烯醇、明胶、光成型明胶和硝化纤维；其基质包括具有生物活性的分子；其可选择的具有生物活性分子的基质可为葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、胆红素氧化酶、抗坏血酸氧化酶、碳酸酐酶、肌氨酸氧化酶、肌酸酶和肌酸酐酶；其基质包括氧化还原物质；其可选择的包括氧化还原物质的基质可为带有氢醌、二茂铁、亚铁和铁氰化钾基团的氧化还原物；其基质包括氯离子；参考电极包括：银‑氯化银感应表面；覆盖感应面的含有氯离子的基质；以及覆盖至少基质一部分的直接光成型膜，其中光成型膜由有机硅聚合物组成，可渗透水蒸汽，但不渗透离子，而且光成型膜还包括至少一个光阑以允许离子交换；参考电极，其有机硅聚合物为倍半硅氧烷聚合物；其绑定成分通过暴露于光中被取代并形成光成型膜；其有机硅聚合物通过光引发剂作用进行交联；其光成型膜完全封闭基质；其通过将基质和传感表面置于大致固定的几何关系来对该光成型膜进行定型；制备透气但不透非气态分子和离子的光成型膜的步骤包括：a）用带有绑定活性成分的有机硅聚合物形成一层表面；b）用紫外线（UV）辐射照射该层的至少一部分，以去除活性成分，使有机硅聚合物在表面形成黏附膜；c）将黏附层暴露到显影机中，选择性地去除未暴露于紫外线的有机硅聚合物；其中有机硅聚合物为倍半硅氧烷聚合物；制备透气但不透非气态分子和离子的光成型膜的步骤包括：a）用带有绑定活性成分的有机硅聚合物形成一层表面；b）用紫外线（UV）辐射照射该层的至少一部份，使倍半硅氧烷聚合物在表面形成黏附膜；c）将黏附层暴露到显影机中，选择性地去除未暴露于紫外线的倍半硅氧烷聚合物。