一种传感器的制备方法、传感器以及传感器的检测方法技术

本发明专利技术属于即时检验技术领域，特别涉及一种用于心脏损伤早期标志物检测的传感器的制备方法、通过该制备方法制得的传感器以及该传感器的检测方法。其中，通过制备方法制得的传感器(由于压电薄膜谐振器尺寸较小，仅为毫米量级)尺寸较小，利于采用半导体工艺进行大规模及低成本制造，可集成于可穿戴电子设备或其他小型电子设备中；另外，通过制备方法制得的传感器，基于质量敏感原理进行心脏损伤早期标志物检测，降低了液体样品本身的干扰，利于提高心脏损伤早期标志物检测的精度；此外，本发明专利技术还提出了一种基于以上制备方法制得的传感器的检测方法，利于实现对心脏损伤早期标志物的实时测量。

【技术实现步骤摘要】
一种传感器的制备方法、传感器以及传感器的检测方法
本专利技术属于即时检验
，特别涉及一种用于心脏损伤早期标志物检测的传感器的制备方法、通过所述制备方法制得的传感器以及所述传感器的检测方法。
技术介绍
心血管疾病是危害人类健康及生命的最严重疾病之一。其中，急性心肌梗死最常见、最危险。尽早诊断和治疗急性心肌梗死是降低其死亡率和改善患者预后的关键。心脏损伤早期标志物是临床诊断心肌梗死、心肌缺血、心衰等心脏疾病的重要检测指标。心脏损伤早期标志物主要包括肌酸激酶MB同工酶(CK-MB)、心肌肌钙蛋白(cTn)、心型脂肪酸结合蛋白(h-FABP)、B型尿钠肽(BNP)等。目前，大多数常规实验室检测的心脏损伤早期标志物是基于化学发光、酶联免疫吸附法(ELISA)和免疫比浊法。虽然这些方法能够提供精确、可靠和质量控制的结果，但需要复杂的设备、毫升体积的样品和专业操作。近年来，随着即时检验(point-of-caretesting，简称POCT)技术的兴起，医学行为发生了革命性的变化。POCT设备的分析时间短，样品消耗量低，对急性心肌梗死等危急重大疾病的诊断具有重要意义。目前，已经开发出多种有希望用于检测心脏生物标志物的POCT心脏损伤早期标志物传感器，包括电化学、磁学、荧光等多种原理。例如：专利文献1公开了一种用于心肌五项标志物检测的生物芯片、检测方法，包括生物传感器，为晶元平台以及晶元平台上包被的点样抗体，点样抗体能够与磁珠偶联抗体和标志物蛋白形成免疫复合物，通过测定生物传感器上复合物上磁阻信号强弱判断标志物蛋白浓度。专利文献2公开了一种心梗心衰磁微粒微流控生物芯片、检测方法，包括具有微流通道的PCB板，微流通道内设置有生物传感器，点样抗体能够与磁珠偶联抗体和标志物蛋白形成免疫复合物，通过测定晶元平台上复合物磁阻信号强弱判断标志物蛋白浓度。专利文献3公开了一种心肌肌钙蛋白I的免标记电化学传感器制备方法及对cTnI的检测方法，通过现场制备具有电化学活性的物质与生物免疫反应相结合构建了新型的免标记型的传感器，将传感器与目标分子(心脏标志物cTnI)进行特异性反应，得到心脏标志物抗原-抗体结合层，从而引起电化学活性扰动，使输出的电化学信号产生规律性变化。专利文献4公开了一种二茂铁基共价有机框架修饰电极的制备方法及其电化学检测肌钙蛋白的方法，该专利技术专利申请提供一种选择性高、检测灵敏度较高的二茂铁基共价有机框架修饰电极的制备方法及其在电化学传感器上的应用。然而，以上基于电化学、磁学或荧光等原理的技术方案存在如下缺陷：(1)、器件尺寸较大，且很难形成微型集成测试系统；(2)、磁阻或电化学检测原理的测试容易受到液体测试样品本身的介电性和磁学性质影响，导致最终的检测结果不准确。现有技术文献专利文献专利文献1：公开号为：CN108845146A，公开日期：2018年11月20日；专利文献2：公开号为：CN108663525A，公开日期：2018年10月16日；专利文献3：公开号为：CN110161100A，公开日期：2019年08月23日；专利文献4：公开号为：CN110044987A，公开日期：2019年07月23日。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提出一种用于心脏损伤早期标志物检测的传感器的制备方法，以便制得能够进行心脏损伤早期标志物检测的传感器。本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种用于心脏损伤早期标志物检测的传感器的制备方法，包括如下步骤：I.制备压电薄膜传感器；II.在压电薄膜传感器的上电极表面沉积氧化硅层；III.在氧化硅层的表面制作微流道侧壁；IV.在微流道侧壁的上表面设置玻璃盖板，形成微流道；V.在微流道内氧化硅层的表面组装心脏损伤早期标志物抗体。优选地，步骤I中，压电薄膜传感器包括横膈膜型压电薄膜传感器、具有声反射层的固体装配型压电薄膜传感器、或空气隙型结构压电薄膜传感器。优选地，步骤II中，氧化硅层采用磁控溅射沉积的方法得到。优选地，步骤III中，微流道侧壁选用SU8负胶、聚二甲基硅氧烷或聚酰亚胺材料，并采用普通光刻、软光刻或纳米压印方法制作而成；微流道侧壁的高度为1-5毫米。优选地，步骤IV中，在设置玻璃盖板之前将玻璃盖板和微流道侧壁表面使用氧等粒子处理。优选地，步骤V中，心脏损伤早期标志物抗体的组装过程如下：首先在微流道中通入去离子水和乙醇清洗表面；然后通入氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，与氧化硅层的羟基相互作用形成氨基表面；进一步通入戊二醛水溶液进行醛基改性；再通入心脏损伤早期标志物抗体的磷酸盐缓冲液溶液，进行抗体的共价结合；最后通入牛血清蛋白的磷酸盐缓冲液溶液阻断未结合的醛基。优选地，步骤V中，在微流道内氧化硅层的表面组装的心脏损伤早期标志物抗体包括肌酸激酶MB同工酶、心肌肌钙蛋白、心型脂肪酸结合蛋白或B型尿钠肽抗体。本专利技术的目的之二在于提出一种用于心脏损伤早期标志物检测的传感器，该传感器的尺寸较小，利用该传感器能够有效提高心脏损伤早期标志物浓度的检测精度。本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种用于心脏损伤早期标志物检测的传感器，其是通过上述传感器的制备方法制得的。本专利技术的目的之三在于提出一种用于心脏损伤早期标志物检测的传感器的检测方法，以便实现对心脏损伤早期标志物浓度的实时测量。本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种用于心脏损伤早期标志物检测的传感器的检测方法，基于上面提到的传感器；该传感器的检测方法包括如下步骤：s1.在微流道中通入纯血清样品，测量压电薄膜谐振器的谐振频率；将谐振器处于稳定状态时的谐振频率作为测量的频率基线；s2.在微流道中依次通入含有不同浓度心脏损伤早期标志物的血清标准溶液，并持续测量压电薄膜谐振器在不同浓度心脏损伤早期标志物的血清标准溶液下的谐振频率；通过以上过程依次得到多个谐振频率随时间的变化曲线；s3.取各个变化曲线中谐振频率的稳定值，然后分别与频率基线进行比较，将频率移动值作为传感器的响应，得到该传感器对心脏损伤早期标志物的浓度校正曲线；其中，频率移动值＝频率基线值-谐振频率的稳定值；s4.在微流道中通入待测血清样品；s5.持续测量压电薄膜谐振器的谐振频率，得到谐振频率随时间的变化曲线，取该变化曲线上的频率稳定值，并与频率基线比较，以频率移动值作为传感器响应；s6.对照步骤s3中的浓度校正曲线，获得传感器响应对应的心脏损伤早期标志物浓度。优选地，步骤s2中，在每次通入不同浓度心脏损伤早期标志物的血清标准溶液之后，均需要使用十二烷基硫酸钠恢复心脏损伤早期标志物抗体吸附后的传感器。本专利技术具有如下优点：如上所述，本专利技术提出了一种用于心脏损伤早期标志物检测的传感器的制备方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于心脏损伤早期标志物检测的传感器的制备方法，其特征在于，/n包括如下步骤：/nI.制备压电薄膜传感器；/nII.在所述压电薄膜传感器的上电极表面沉积氧化硅层；/nIII.在所述氧化硅层的表面制作微流道侧壁；/nIV.在所述微流道侧壁的上表面设置玻璃盖板，形成微流道；/nV.在所述微流道内氧化硅层的表面组装心脏损伤早期标志物抗体。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于心脏损伤早期标志物检测的传感器的制备方法，其特征在于，
包括如下步骤：
I.制备压电薄膜传感器；
II.在所述压电薄膜传感器的上电极表面沉积氧化硅层；
III.在所述氧化硅层的表面制作微流道侧壁；
IV.在所述微流道侧壁的上表面设置玻璃盖板，形成微流道；
V.在所述微流道内氧化硅层的表面组装心脏损伤早期标志物抗体。


2.根据权利要求1所述的传感器的制备方法，其特征在于，
所述步骤I中，压电薄膜传感器包括横膈膜型压电薄膜传感器、具有声反射层的固体装配型压电薄膜传感器、或空气隙型结构压电薄膜传感器。


3.根据权利要求1所述的传感器的制备方法，其特征在于，
所述步骤II中，氧化硅层采用磁控溅射沉积的方法得到。


4.根据权利要求1所述的传感器的制备方法，其特征在于，
所述步骤III中，微流道侧壁选用SU8负胶、聚二甲基硅氧烷或聚酰亚胺材料，并采用普通光刻、软光刻或纳米压印方法制作而成；微流道侧壁的高度为1-5毫米。


5.根据权利要求1所述的传感器的制备方法，其特征在于，
所述步骤IV中，在设置玻璃盖板之前，将玻璃盖板和微流道侧壁表面使用氧等粒子处理。


6.根据权利要求1所述的传感器的制备方法，其特征在于，
所述步骤V中，心脏损伤早期标志物抗体的组装过程如下：
首先在所述微流道中通入去离子水和乙醇清洗表面；
然后通入氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，与氧化硅层的羟基相互作用形成氨基表面；
进一步通入戊二醛水溶液进行醛基改性；
再通入心脏损伤早期标志物抗体的磷酸盐缓冲液溶液，进行抗体的共价结合；
最后通入牛血清蛋白的磷酸盐缓冲液溶液阻断未结合的醛基。


7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈达，王璟璟，王鸿飞，张文斌，宋戈，刘运时，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37