一种基于硅纳米线场效应生化传感器的靶标物浓度检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于硅纳米线场效应生化传感器的靶标物浓度检测方法，包括制备免疫磁珠

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅纳米线场效应生化传感器的靶标物浓度检测方法


[0001]本专利技术涉及分析检测
，尤其涉及一种基于硅纳米线场效应生化传感器的靶标物浓度检测方法。

技术介绍

[0002]在生命系统检测中，对生物分子灵敏度高、特异性强的快速检测一直是生物医学检测的目标；现有的生物检测分析方法如聚合酶链式反应(PCR)、环介导等温扩增技术(LAMP)、酶联免疫吸附法(ELISA)、微生物培养等，经过长时间的发展已经建立起成熟的检测技术，并在医学、食品、环境、生化等领域样品分析与检测中应用广泛。
[0003]但是，现有生物检测方法存在检测对象单一、检测周期长、仪器设备复杂、操作人员专业技术要求高、检测成本高或检测结果出现假阳性等缺点；在测定DNA、蛋白质等生物分子浓度时，通常需要复杂的人工操作和人工计算才能得到其浓度，整个过程耗时长，成本高，还需要复杂的修饰过程，并且有的测定方法还易受平行物质的干扰等。
[0004]为了解决上述问题，各类型传感器应运而生，例如利用生化分子自发或激发产出光信号的光学传感器，该类传感器的光信号不可重复检出、易猝灭和复杂的处理后端限制了这类传感器的大范围应用；而电化学传感器利用检出目标本身较弱的氧化还原反应，很难具备高灵敏度，借助酶的催化过程又限制了电极的工作环境，同时增加了复杂的修饰过程；场效应传感器具有检出电路简单、信号直接读取、无需放大、无标记、信号损失小等优点，但针对不同的目标物均需要探索对应的修饰和检测流程，无法实现通用性的修饰和检测方法。
[0005]因此，需要一种基于硅纳米线场效应生化传感器的靶标物浓度检测方法，提高场效应传感器检出的稳定性，简化修饰和测试过程，使得检测简单方便，同时提升通用性。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于硅纳米线场效应生化传感器的靶标物浓度检测方法，能够提高场效应传感器检出的稳定性，简化修饰和测试过程，使得检测简单方便，提升通用性。所述技术方案如下：
[0007]本专利技术提供了一种基于硅纳米线场效应生化传感器的靶标物浓度检测方法，包括：
[0008]制备免疫硅纳米颗粒：通过共价修饰试剂，同时将探针一和pH酶的混合液共价修饰到二氧化硅纳米颗粒上，得到所述免疫硅纳米颗粒；所述探针一包括能够识别靶标物的抗体或核酸适配体；
[0009]制备免疫磁珠：将配对探针二与磁珠孵育，得到所述免疫磁珠；
[0010]制备免疫磁珠
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靶标物
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免疫硅纳米颗粒：将所述免疫硅纳米颗粒、所述免疫磁珠与靶标物结合，形成免疫磁珠
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靶标物
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免疫硅纳米颗粒的三层结构；
[0011]修饰硅纳米线场效应生化传感器：在所述硅纳米线场效应生化传感器表面修饰上
羟基基团，于基团修饰液中进行基团修饰，清洗后吹干备用；修饰后的所述硅纳米线场效应生化传感器用于识别不同的所述三层结构催化所述pH酶的底物发生催化反应所产生的pH变化；
[0012]pH催化：所述免疫磁珠
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靶标物
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免疫硅纳米颗粒与所述pH酶的底物发生催化反应，以改变待测溶液的pH；
[0013]pH检测：将所述待测溶液进行磁性分离，取上清液在所述硅纳米线场效应生化传感器上进行pH检测，根据浓度与pH的标准曲线，得到所述靶标物的浓度。
[0014]进一步地，所述制备免疫硅纳米颗粒包括：
[0015]采用缓冲液清洗经过化学基团修饰的所述二氧化硅纳米颗粒；
[0016]离心，将所述二氧化硅纳米颗粒重悬于所述缓冲液中；
[0017]加入K2CO3溶液，调节所述缓冲液pH值为5～9；
[0018]加入蛋白质交联剂摇晃孵育；
[0019]加入所述pH酶的溶液与所述探针一摇晃偶联；
[0020]加入乙醇胺与BSA分别进行封闭，得到所述免疫硅纳米颗粒。
[0021]优选地，所述二氧化硅纳米颗粒为氨基二氧化硅纳米颗粒或羧基二氧化硅纳米颗粒。
[0022]优选地，所述共价修饰试剂为具有至少两个针对特殊基团的反应性末端的小分子化合物；所述共价修饰试剂至少为戊二醛、NHS和马来酰亚胺中的一种。
[0023]优选地，所述pH酶的溶液为与所述pH酶的底物产生pH变化的化合物；
[0024]所述pH酶的溶液为脲酶、酯酶、青霉素酶或有机磷水解酶；
[0025]与所述pH酶的溶液对应的所述pH酶的底物为尿素溶液、低级脂肪酸酯溶液、青霉素溶液或有机磷水解酶。
[0026]进一步地，所述制备免疫磁珠包括：
[0027]在经过化学基团修饰的所述磁珠中加入所述配对探针二进行孵育；
[0028]修饰完成后依次进行清洗与磁性分离，获得所述免疫磁珠。
[0029]优选地，所述磁珠至少包括氨基磁珠、羧基磁珠、链酶亲和素磁珠和羟基磁珠中的一种。
[0030]进一步地，所述免疫磁珠
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靶标物
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免疫硅纳米颗粒与所述磁珠或者所述二氧化硅纳米颗粒的连接方式为共价键连接；
[0031]所述pH酶与所述磁珠或者所述二氧化硅纳米颗粒的连接方式为共价键连接。
[0032]优选地，所述基团修饰液为3
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氨丙基三乙氧基硅烷溶液(APTES)或邻羧基苯乙酸，所述基团修饰液对应修饰的基团为氨基或羧基。
[0033]优选地，所述方法还用于检测生物物质，所述生物物质包括离子、小分子、蛋白、核酸、激素、细胞、真菌、细菌和病毒。
[0034]实施本专利技术，具有如下有益效果：
[0035]1、本专利技术将靶标物浓度转化为pH变化，利用硅纳米线场效应生化传感器对该pH变化进行检测，根据其电流变化量，能够实现靶标物的定性与定量测定，灵敏度高，检测准确性好；并且，本专利技术能够在硅纳米线场效应生化传感器表面直接修饰上羟基基团，大大简化修饰过程，提升场效应传感器检出的稳定性。
[0036]2、在磁珠与硅纳米粒子功能化的过程中，所修饰的偶联物与脲酶均通过共价键与磁珠或硅纳米粒子连接，相较于静电吸附的连接方式，共价键连接方式的功能化磁珠与功能化硅纳米粒子更加稳定，从而使检测结果更加可靠。
[0037]3、采用能够识别靶标物的探针，特异性强，灵敏度高，检测快速稳定；同时，不同的探针能够特异性识别不同靶标物，只需要在磁珠与硅纳米粒子功能化过程中将抗体或偶联物更换，即可实现不同抗原或分子的检测，通用性高，应用范围广泛。
[0038]4、免疫磁珠
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靶标物
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免疫硅纳米颗粒的三层结构体系简化了场效应传感器接触的溶液成分，能够实现检测血清、尿液、粪便甚至更复杂的环境污水等样本中的目标物，进一步使利用硅纳米线场效应生化传感器的检测方法成为一种生物分子简单、通用性强的检测技术。
[0039]5、本专利技术的硅纳米线场效应生化传感器体积小、成本低廉、检测快速，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硅纳米线场效应生化传感器的靶标物浓度检测方法，其特征在于，由以下步骤组成：制备免疫硅纳米颗粒：通过共价修饰试剂，同时将探针一和pH酶的混合液共价修饰到二氧化硅纳米颗粒上，得到所述免疫硅纳米颗粒；所述探针一包括能够识别靶标物的抗体或核酸适配体；制备免疫磁珠：将配对探针二与磁珠孵育，得到所述免疫磁珠；制备免疫磁珠
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靶标物
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免疫硅纳米颗粒：将所述免疫硅纳米颗粒、所述免疫磁珠与靶标物结合，形成免疫磁珠
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靶标物
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免疫硅纳米颗粒的三层结构；修饰硅纳米线场效应生化传感器：在所述硅纳米线场效应生化传感器表面修饰上羟基基团，于基团修饰液中进行基团修饰，清洗后吹干备用；修饰后的所述硅纳米线场效应生化传感器用于识别不同的所述三层结构催化所述pH酶的底物发生催化反应所产生的pH变化；pH催化：所述免疫磁珠
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靶标物
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免疫硅纳米颗粒与所述pH酶的底物发生催化反应，以改变待测溶液的pH；pH检测：将所述待测溶液进行磁性分离，取上清液在所述硅纳米线场效应生化传感器上进行pH检测，根据浓度与pH的标准曲线，得到所述靶标物的浓度。2.根据权利要求1所述的一种基于硅纳米线场效应生化传感器的靶标物浓度检测方法，其特征在于，所述制备免疫硅纳米颗粒包括：采用缓冲液清洗经过化学基团修饰的所述二氧化硅纳米颗粒；离心，将所述二氧化硅纳米颗粒重悬于所述缓冲液中；加入K2CO3溶液，调节所述缓冲液pH值为5～9；加入蛋白质交联剂摇晃孵育；加入所述pH酶的溶液与所述探针一摇晃偶联；加入乙醇胺与BSA分别进行封闭，得到所述免疫硅纳米颗粒。3.根据权利要求1所述的一种基于硅纳米线场效应生化传感器的靶标物浓度检测方法，其特征在于，所述二氧化硅纳米颗粒为氨基二氧化硅纳米颗粒或羧基二氧化硅纳米颗粒。4.根据权利要求1所述的一种基于硅纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世兴，李铁，魏擅红，王跃林，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：