【技术实现步骤摘要】
本申请属于生物传感器领域，具体地，本申请提供了一种基于石墨烯场效应晶体管的超灵敏生物分子检测的方法。
技术介绍
1、石墨烯是一个经历重大发展的二维纳米材料之一，其化学稳定性和生物相容性使得可作为开发基于场效应晶体管(fet)的生物传感器的通道材料。fet生物传感器允许即时超灵敏检测，避免对各种标签的依赖，同时可以与其他的功能材料相结合。因此，石墨烯场效应管(gfet)被认为是近年来最有潜力的生物传感器之一。分子印迹聚合物(molecularlyimprinted polymers，mips)是在模板分子存在下通过功能单体和交联剂聚合产生的一种聚合物，然后通过特定的方法将模板分子洗脱，就会形成与模板分子在形状、尺寸和功能基团上完全互补的印迹空腔。表位分子印迹膜是用蛋白质的c端或n端的一小段特征片段作为模板进行印迹，其中这印迹的一小段特征片段称为表位。与完整的蛋白质作为模板进行印迹相比选择表位作为模板，在印迹过程中结构稳定、对印迹反应的条件不苛刻，特别适合于印迹生物样品中稀少和不稳定的蛋白质。
2、mips是在模板分子存在下通过功能单体和交联剂聚合产生的一种聚合物。通过特定的方法将模板分子洗脱，可形成与模板分子在形状、尺寸和功能基团上完全互补的印迹空腔。因此，mips具有“分子记忆”，能够特异性地结合模板分子。表位印迹是用蛋白质的c端或n端的一小段特征片段作为模板进行印迹，其中印迹的一小段特征片段称为表位。与完整的蛋白质作为模板进行印迹相比选择表位作为模板，在印迹过程中结构稳定、对印迹反应的条件不苛刻，特别适合于印迹生物
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于石墨烯场效应晶体管的生物大分子的检测方法。本专利技术中将本专利技术中用到的生物传感器gfet其表面有利用共价键修饰上的表位分子印迹膜(emim)，可特异性识别待测生物分子。当所检测的蛋白质的n端或c端短肽进入石墨烯表面上的分子印迹空腔后，引起gfet电信号的变化，实现生物大分子的超敏、快速、高特异性的放大检测(图1)。
2、本申请提供了一种基于石墨烯场效应晶体管的超灵敏生物分子检测方法，所述石墨烯场效应晶体管为经过表位分子印迹膜修饰的石墨烯场效应晶体管。
3、进一步地，所述生物分子为蛋白或肽。包括但不限于β淀粉样蛋白、β2－微球蛋、铁蛋白、癌胚抗原、tau蛋白等。
4、进一步地，所述石墨烯场效应晶体管的制备过程包括：
5、(1)将单层石墨烯旋涂pmma，加热，置于过硫酸铵溶液中进行刻蚀并洗涤；
6、(2)将单面抛光氧化的二氧化硅硅片以氧等离子刻蚀，将(1)获得的刻蚀好的石墨烯转移到硅片上，真空保存后加热；
7、(3)封装
8、进一步地，所述石墨烯场效应晶体管的制备过程还包括
9、(4)向封装池内加入1-3mm pba-1的乙醇溶液并室温静置1-10h；洗涤后向中加入0.5-2mm含有顺二羟基化合物功能化的肽段溶液并室温静置1-3h；再次洗涤后向中加入1-3mm的aptes-uptes-ibtes的乙醇溶液并室温静置1-3h；洗后向中加入teos乙醇溶液，并静置50-80min；洗完后向中加入乙腈-乙醇-醋酸混合溶液，静置2-5h，完成gfet的功能化。
10、进一步地，步骤(4)中顺式二羟基化合物为葡萄糖或者果糖。
11、进一步地，步骤(4)中的肽段为所述生物分子的一部分，n端或者c端的一部分，长度为8-12个氨基酸。
12、进一步地，所述检测方法包括将所述生物分子加入所述石墨烯场效应晶体管反应池中，反应并检测电信号的变化。
13、进一步地，所述检测使用液态栅压，参比电极为ag/agcl电极或者pt电极。
14、进一步地，所述检测利用锁相或者半导体分析仪监测电信号变化。
15、本申请的方法可用于各种诊断或非诊断用途，包括但不限于环境监测、医学或生物学科学研究、产品质量检测等。
16、本申请中使用的缩写包括：氨丙基三乙氧基硅烷：aptes；3-脲丙基三乙氧基硅烷：uptes；异丁基三乙氧基硅烷：ibtes；正硅酸四乙酯：teos。
17、本申请中所述的pba-1结构如下面的式i所示，其一侧含有可以和石墨烯进行π-π结合的官能团，另一侧含有苯硼酸的化合物：
18、
19、本申请中糖肽溶液中所用的肽段为待测生物分子氨基酸序列n端或者c端的一部分，长度为8-12个氨基酸，本领域技术人员可以根据待检测生物分子的序列以及检测样本中可能出现的其他成分设计，保证其与检测样本中可能出现的其他成分的氨基酸序列不具备高同一性，例如98％、99％、100％以上的同一性即可。
20、本申请的方法，首先在石墨烯场效应晶体管上修饰上芘硼酸衍生物，将待测生物分子的特定氨基酸序列作为表位分子，其端基与含有顺式二羟基的化合物相连。糖化表位通过硼酸亲和力固定在硼酸功能化的石墨烯上。之后通过aptes，uptes，ibtes和teos，这些能够与模板氨基酸序列相互作用的功能化硅烷试剂的缩聚形成分子印迹膜。最后，用乙腈-水-乙酸的混合溶液破坏氢键去除糖化表位，从而得到可与完整的靶蛋白或表位肽特异性结合的印迹空腔。在此基础上，向场效应晶体管的反应池中加入待检测生物分子，其部分结构可以进入到分子印迹的特异性空腔中，进而引起电信号的变化，实现生物分子的放大检测。本申请首次将表位分子印迹膜与gfet结合，并充分利用了分子印迹薄膜空腔的高选择性，以及gfet在生物检测中的超敏和快速特点，可实现生物样品的高特异性，快速、超敏的检测。
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1.一种基于石墨烯场效应晶体管的超灵敏生物分子检测方法，其特征在于，所述石墨烯场效应晶体管为经过表位分子印迹膜修饰的石墨烯场效应晶体管。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其中所述生物分子为蛋白或肽。
3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其中所述石墨烯场效应晶体管的制备过程包括：
4.根据权利要求3所述的检测方法，其中所述石墨烯场效应晶体管的制备过程还包括：
5.根据权利要求4所述的检测方法，其中步骤(4)中顺式二羟基化合物为葡萄糖或者果糖。
6.根据权利要求4所述的检测方法，其中步骤(4)中的肽段为所述生物分子的一部分，N端或者C端的一部分，长度为8-12个氨基酸。
7.根据权利要求1-6任一项所述的检测方法，其中所述检测方法包括将所述生物分子加入所述石墨烯场效应晶体管反应池中，反应并检测电信号的变化。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其中，所述检测使用液态栅压，参比电极为Ag/AgCl电极或者pt电极。
9.根据权利要求7所述的检测方法，其中所述检测利用锁相或者半导体分析仪监测
...【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯场效应晶体管的超灵敏生物分子检测方法，其特征在于，所述石墨烯场效应晶体管为经过表位分子印迹膜修饰的石墨烯场效应晶体管。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其中所述生物分子为蛋白或肽。
3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其中所述石墨烯场效应晶体管的制备过程包括：
4.根据权利要求3所述的检测方法，其中所述石墨烯场效应晶体管的制备过程还包括：
5.根据权利要求4所述的检测方法，其中步骤(4)中顺式二羟基化合物为葡萄糖或者果糖。
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