一种SPR生物传感芯片的制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种SPR生物传感芯片的制备方法和应用。该SPR生物传感芯片的制备方法包括如下步骤：S1.在基底的表面覆盖贵金属层，得基底

【技术实现步骤摘要】
一种SPR生物传感芯片的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物传感
，更具体地，涉及一种SPR生物传感芯片的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]表面等离子体共振是一种用于分析生物分子相互作用的强大技术，实现了无标记、高灵敏的实时光学传感。许多与生物分子相互作用相关的研究已经在功能化的等离子体界面上进行，例如人类乙型肝炎病毒(hHBV)的诊断、前列腺特异抗原的检测、血管内皮生长因子的检测等。SPR激发的常见技术之一是Kretschmann构型，其中金属薄膜层我们通常选择金膜层，因为金膜层具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性。然而，生物分子在金膜层上的固定化效率低，限制了裸金膜层SPR生物传感器的发展。因此，研究学者们提出了引入增敏层的想法，实现更高的生物灵敏度，提高传感器的性能。目前各种纳米材料如氧化石墨烯、MoS2、石墨烯等已被用作SPR生物传感器的传感平台，如，名称为一种二硫化钼增敏的表面等离子体共振传感器及其制备方法的中国专利提供了一种通过二硫化钼增敏的表面等离子体共振传感器。
[0003]石墨烯是一种以SP2杂化连接的碳原子紧密堆积成的二维蜂窝状结构的优质碳基材料。它具有许多优异的光学、机械和电学性能，表现出高的生物分子亲和力和大的比表面积，有利于生物分子的固定，它被证明可以稳定吸附具有碳基环状结构的生物分子。且石墨烯具有高的电子迁移率，能够有效地进行电荷转移，增加等离子体界面的电场强度，从而增加SPR传感器的灵敏度。然而大面积的层状石墨烯对于制备转移的要求较高，从而限制了其应用。相比于大面积的层状石墨烯，石墨烯纳米片容易制备转移，但其对SPR传感器的增敏效果有限。
[0004]因此，需解决通过大面积的层状石墨烯对SPR生物传感器增敏的制备转移要求高及现有SPR生物传感器灵敏度不高的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的首要目的是克服上述现有中通过大面积的层状石墨烯对SPR生物传感器增敏的制备转移要求高及现有SPR生物传感器灵敏度不高的问题，提供一种SPR生物传感芯片的制备方法。该制备方法得到的SPR生物传感芯片具有高灵敏度、高检测精度，且易修饰和易功能化，且由于石墨烯纳米片相对大面积的层状石墨烯容易制备转移，故该制备方法的操作相对容易和简单。
[0006]本专利技术的进一步目的是提供一种SPR生物传感芯片。
[0007]本专利技术的进一步目的是提供上述SPR生物传感芯片作为传感器在表面等离子体共振领域中的应用。
[0008]本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种SPR生物传感芯片的制备方法，包括如下步骤：
[0010]S1.在基底的表面覆盖贵金属层，得基底
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贵金属层；
[0011]S2.在基底
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贵金属层的表面依次沉积石墨烯纳米片层和纳米金刚石颗粒层，即得所述SPR生物传感芯片。
[0012]本专利技术的专利技术通过多次研究发现，石墨烯纳米片层能在一定程度上提高SPR生物传感的灵敏度，在此基础上，再沉积纳米金刚石颗粒层，可以进一步提高SPR生物传感的灵敏度(相对未沉积石墨烯纳米片层和纳米金刚石颗粒层时，灵敏度提升12.6％～32.8％)。具体地，本专利技术在基底
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贵金属层的表面依次沉积石墨烯纳米片层和纳米金刚石颗粒层，将石墨烯纳米片层和纳米金刚石颗粒层作为增敏层，由于纳米金刚石颗粒层的纳米金刚石颗粒的形状不规则且具有含氧官能团，一方面可以提供较大的比表面积，为生物分子提供足够的结合位点；另一方面纳米金刚石颗粒可以与石墨烯纳米片层的石墨烯纳米片有效连接，提升电子迁移率，从而使得SPR生物传感芯片具有高灵敏度、高检测精度。此外，由于石墨烯纳米片相对大面积的层状石墨烯容易制备转移，故该SPR生物传感芯片的制备相对容易简单，同时，纳米金刚石颗粒层还使得SPR生物传感芯片更易修饰和功能化。
[0013]即该制备方法得到的SPR生物传感芯片具有高灵敏度、高检测精度，且易修饰和易功能化，且由于石墨烯纳米片相对大面积的层状石墨烯容易制备转移，故该制备方法的操作相对容易和简单。
[0014]如果只沉积石墨烯纳米片层，不沉积纳米金刚石颗粒层，增敏层仅仅是石墨烯纳米片层，则增敏层对SPR生物传感芯片的增敏效果不佳，SPR生物传感芯片的灵敏度较低；如果沉积的是石墨烯纳米片
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纳米金刚石颗粒混合层，增敏层是石墨烯纳米片
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纳米金刚石颗粒混合层(即增敏层并非是包括石墨烯纳米片层和纳米金刚石颗粒层的两层结构，而是仅包括石墨烯纳米片和纳米金刚石颗粒混合层的一层结构)，则增敏层难以固定在SPR生物传感器上，增敏层测试过程中就不断脱落，SPR生物传感器灵敏度无法提高。
[0015]优选地，步骤S1中所述基底为棱镜。
[0016]优选地，步骤S1中所述贵金属层为金层或银层。
[0017]更为优选地，所述贵金属层为金层。
[0018]更为优选地，所述贵金属层的厚度为49～51nm。
[0019]优选地，步骤S1中所述覆盖的过程为：通过真空蒸镀法在基底的表面镀上贵金属层。
[0020]优选地，步骤S2中所述石墨烯纳米片层的石墨烯纳米片的片径为50～500nm。
[0021]优选地，步骤S2中所述纳米金刚石颗粒层的纳米金刚石颗粒的粒径为25～35nm。
[0022]优选地，步骤S2中所述沉积的过程为：通过石墨烯纳米片分散液沉积石墨烯纳米片层，然后再通过纳米金刚石颗粒分散液沉积纳米金刚石颗粒层。
[0023]更为优选地，步骤S2中所述沉积的过程为：将石墨烯纳米片分散液转移到基底
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贵金属层的表面，干燥，沉积形成石墨烯纳米片层；再将纳米金刚石颗粒分散液转移到石墨烯纳米片层上，干燥，沉积形成纳米金刚石颗粒层。
[0024]更为优选地，所述石墨烯纳米片分散液的浓度为0.08～0.12mg/mL；所述纳米金刚石颗粒分散液的浓度为0.08～0.12mg/mL。
[0025]优选地，步骤S2中所述沉积的次数为1～2次。
[0026]可进行多次步骤S2的沉积步骤，比如，当沉积的次数为2次时，具体过程为先沉积
一次石墨烯纳米片层和纳米金刚石颗粒层，再沉积一次石墨烯纳米片层和纳米金刚石颗粒层。
[0027]一种SPR生物传感芯片，通过上述制备方法制备得到。
[0028]上述SPR生物传感芯片作为传感器在表面等离子体共振领域中的应用，比如，将其制备成包括该SPR生物传感芯的SPR传感检测系统。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0030]该制备方法得到的SPR生物传感芯片具有高灵敏度、高检测精度，且易修饰和易功能化，且由于石墨烯纳米片相对大面积的层状石墨烯容易制备转移，故该制备方法的操作相对容易和简单。
附图说明
[0031]图1为实施例1的SPR生物传感芯片的表面的SEM图。
[0032]图2为是本专利技术的折射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SPR生物传感芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.在基底的表面覆盖贵金属层，得基底
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贵金属层；S2.在基底
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贵金属层的表面依次沉积石墨烯纳米片层和纳米金刚石颗粒层，即得所述SPR生物传感芯片。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S1中所述贵金属层为金层或银层。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S1中所述覆盖的过程为：通过真空蒸镀法在基底的表面镀上贵金属层。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S2中所述石墨烯纳米片层的石墨烯纳米片的片径为50～500nm。5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S2中所述纳米金刚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀飞，罗云瀚，肖璐，郑淳予，刘贵师，陈雷，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：