[go: up one dir, main page]

CN111474365B - 一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法 - Google Patents

一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111474365B
CN111474365B CN202010233584.2A CN202010233584A CN111474365B CN 111474365 B CN111474365 B CN 111474365B CN 202010233584 A CN202010233584 A CN 202010233584A CN 111474365 B CN111474365 B CN 111474365B
Authority
CN
China
Prior art keywords
virus
biosensor
electrode
nucleic acid
antibody
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010233584.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111474365A (zh
Inventor
郭雪峰
李渝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Peking University
Original Assignee
Peking University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peking University filed Critical Peking University
Priority to CN202010233584.2A priority Critical patent/CN111474365B/zh
Publication of CN111474365A publication Critical patent/CN111474365A/zh
Priority to PCT/CN2021/080531 priority patent/WO2021190328A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111474365B publication Critical patent/CN111474365B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6834—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • C12Q1/6837—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/70—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving virus or bacteriophage
    • C12Q1/701—Specific hybridization probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/308—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells at least partially made of carbon
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
    • G01N27/3278—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction involving nanosized elements, e.g. nanogaps or nanoparticles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/56983—Viruses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明实施例提供了一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法，通过能够连接多种生物大分子的桥连分子，在生物传感器上修饰了病毒抗原或病毒抗体或用于检测病毒的核酸探针，将待测样品输入所述生物传感器，并对反应前和反应后电流信号进行分析，从而能够检测出待测样品中是否有病毒；由于本发明实施例提供的生物传感器的桥连分子能够连接多种生物大分子，因此能够实现对不同病毒的检测。

Description

一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法
技术领域
本发明涉及生物检测技术领域，特别是涉及一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法。
背景技术
生物电学传感器是一种用固定化生物成分或生物体作为敏感元件的传感器。其基本的原理是，对由敏感元件与被检测生物成分或生物体之间的生物作用或化学反应引起的电流或电压的变化进行检测，根据电流或电压的变化来确定检测结果。
目前，生物传感器技术获得了很大的发展，在环境检测、基因检测、细菌和病毒检测等方面有所应用，但实际能够检测出的病毒类型还是比较少。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法，以实现对不同病毒的检测。
为了实现本发明实施例的目的，本发明实施例提供了基于石墨烯和硅纳米线的生物传感器，其中，基于石墨烯的生物传感器，包括：基底层和石墨烯层；
所述石墨烯层位于所述基底层上；
所述石墨烯层上镀有金属电极；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，且一个输入电极对应一个输出电极；且，
所述石墨烯层上非金属电极的部分修饰有用于连接生物大分子的桥连分子；所述桥连分子，包含：用于与石墨烯连接的芘或苝或蒽锚定基团、用于与生物大分子相连的活泼酯或二硫键或顺丁烯二酸苷、和将锚定基团与活泼酯或二硫键或顺丁烯二酸苷相连的一个或多个连接基团；
所述桥连分子上连接的生物大分子为：病毒抗原或病毒抗体或核酸探针。
基于硅纳米线的生物传感器，包括：基底层；
所述基底层上镀有金属电极；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，且一个输入电极对应一个输出电极；每个输入电极与其对应的输出电极之间由硅纳米线连接；
所述硅纳米线上修饰有桥连分子；
所述硅纳米线上修饰有用于连接生物大分子的桥连分子；所述桥连分子为 Ni2+探针或马来酰亚胺；
所述桥连分子上连接的生物大分子为：病毒抗原或病毒抗体或核酸探针。
本发明实施例还提供了上述生物传感器的制备方法，其中基于石墨烯的生物传感器的制备方法，包括：
A、将在金属表面生成的单层石墨烯转移到基底材料表面上，形成基底层和石墨烯层；
B、在所述石墨烯层上旋涂光刻胶后，通过光刻技术刻蚀出金属电极的形状；
C、在石墨烯层上金属电极的位置蒸镀上金属电极，形成待修饰器件；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，且一个输入电极对应一个输出电极；
D、在待修饰器件的石墨烯层上非金属电极的部分修饰上桥连分子；
E、在所述桥连分子上连接病毒抗原或病毒抗体或核酸探针。
基于硅纳米线的生物传感器的制备方法，包括：
a、在基底上生成的硅纳米线并表面功能化；
b、在所述基底上旋涂光刻胶后，通过光刻技术刻蚀出金属电极的形状；
c、在基底上金属电极的位置蒸镀上金属电极，形成待修饰器件；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，一个输入电极对应一个输出电极，每个输入电极与其对应的输出电极之间由一硅纳米线连接；
d、在待修饰器件的硅纳米线上修饰上桥连分子；
e、在所述桥连分子上连接病毒抗原或病毒抗体或核酸探针。
本发明实施例还提供了一种病毒检测系统，包括：上述任一种生物传感器、信号发生器、信号采集器、信号分析主机和显示器；
所述信号发生器与所述生物传感器的各个输入电极相连，将触发电信号发送至各个输入电极；
所述信号采集器与所述生物传感器的各个输出电极相连，采集输出电流信号并发送至信号分析主机；该输出电流信号为：所述生物传感器中的病毒抗原或病毒抗体或用于检测病毒的核酸探针，与待检测样品反应前和反应后分别获得的电流信号；
所述信号分析主机，对接收到的输出电流信号进行分析检测，确定待测样品中是否存在病毒，将分析检测结果发送至显示器进行显示。
本发明实施例还提供了一种病毒检测方法，应用于上述的病毒检测系统，包括如下步骤：
所述信号发生器将触发电信号发送至所述生物传感器的各个输入电极；
将待测样品输入所述生物传感器；
所述信号采集器与所述生物传感器的各个输出电极相连，采集输出电流信号并发送至信号分析主机；该输出电流信号为：所述生物传感器中的病毒抗原或病毒抗体或用于检测病毒的核酸探针，与待检测样品反应前和反应后分别获得的电流信号；
所述信号分析主机，对接收到的输出电流信号进行分析检测，确定待测样品中是否存在病毒，将分析检测结果发送至显示器进行显示。
本发明实施例有益效果：
本发明实施例提供的一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法，通过能够连接多种生物大分子的桥连分子，在生物传感器上修饰了病毒抗原或病毒抗体或用于检测病毒的核酸探针，将待测样品输入所述生物传感器，并对接收到的电流信号进行分析，从而能够检测出待测样品中是否有病毒；由于本发明实施例提供的生物传感器的桥连分子能够连接多种生物大分子，因此能够实现对不同病毒的检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为本发明实施例提供的基于石墨烯的生物传感器的一种原理结构示意图；
图1b为图1a所示实施例中的一种桥连分子的示意图；
图1c为基于图1a的原理结构制备的生物传感器的结构示例图；
图2为本发明实施例提供的基于石墨烯的生物传感器的第二种原理结构示意图；
图3为本发明实施例提供的基于石墨烯的生物传感器的第三种原理结构示意图；
图4为本发明实施例提供的基于硅纳米线的生物传感器的一种原理结构示意图；
图5为本发明实施例提供的基于硅纳米线的生物传感器的第二种原理结构示意图；
图6为本发明实施例提供的基于硅纳米线的生物传感器的第三种原理结构示意图；
图7a为基于石墨烯的生物传感器的制备方法的流程图；
图7b为基于图7a所示方法制备生物传感器的具体示例图；
图7c为基于图7a所示方法制备的生物传感器的金属电极的示例图；
图8a为基于硅纳米线的生物传感器的制备方法的流程图；
图8b为基于图8a所示方法制备生物传感器的一种具体示例图；
图8c为基于图8a所示方法制备的生物传感器的金属电极和硅纳米线的示例图；
图8d为基于图8a所示方法制备生物传感器的另一种具体示例图；
图9为本发明实施例提供的病毒检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了对多种不同病毒进行检测，本发明实施例提供了一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法。
首先，对本发明实施例提供的生物传感器进行说明。
本发明实施例提供的生物传感器，可以基于石墨烯材料也可以基于硅纳米线，以下分别进行详细说明。
本发明实施例提供的基于石墨烯材料的生物传感器，包括：基底层和石墨烯层；所述石墨烯层位于所述基底层上；所述石墨烯层上非金属电极的部分修饰有用于连接生物大分子的桥连分子；所述桥连分子，包含：用于与石墨烯连接的芘或苝或蒽锚定基团、用于与生物大分子相连的活泼酯或二硫键或顺丁烯二酸苷、和将锚定基团与活泼酯或二硫键或顺丁烯二酸苷相连的一个或多个连接基团；所述桥连分子上连接的生物大分子为：病毒抗原或病毒抗体或核酸探针。具体的，所述的桥连分子可以为如下之一：
Figure BDA0002428357150000051
Figure BDA0002428357150000061
由于本发明实施例提供的生物传感器的桥连分子能够连接多种生物大分子(病毒抗原或病毒抗体或核酸探针)，因此能够实现对不同病毒的检测。
以下以用于检测新冠病毒和流感病毒的基于石墨烯的生物传感器为例，对本发明实施例提供的基于石墨烯的生物传感器进行详细说明。
一、用于检测新冠病毒的基于石墨烯的生物传感器。
具体的，用于检测新冠病毒的基于石墨烯的生物传感器有三种实现方式，以下分别举实施例进行说明：
用于检测新冠病毒的基于石墨烯的生物传感器实施例一
如图1a所示，图1a为本发明实施例提供的基于石墨烯的生物传感器的一种原理结构示意图，该生物传感器包括：Si/SiO2基底110、石墨烯材料120、金属电极(输入/输出)130、桥连分子140和COVID-19抗原150。
其中，Si/SiO2基底110是由位于下层的硅Si材料层和与其紧密结合的二氧化硅SiO2材料层构成。SiO2的作用是防止由于底部漏电对信号检测造成的干扰。 Si/SiO2基底110可以是在市场中购买的Si/SiO2硅片，Si/SiO2硅片就是一体的，硅Si片上已经铺上了SiO2层。
本发明实施例中的基底层不限于Si/SiO2基底，在其他实施例中，可以用其他绝缘基底替换Si/SiO2基底110。
石墨烯材料120位于Si/SiO2基底110的上层，形成了所述的石墨烯层。
石墨烯材料120上镀有金属电极(输入/输出)130。金属电极130包括：输入电极和输出电极，如图1a 所示一个金属电极(输入)130对应一个金属电极(输出)130，金属电极(输入)130和金属电极(输出)130之间有石墨烯材料120。
如图1b所示，石墨烯材料120上非金属电极的部分修饰有桥连分子140。该桥连分子140为：1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯(即上述桥连分子1)。
如图1b所示，锚定基团可以替换为苝或蒽锚定基团；活泼酯(氨基)可以替换为二硫键或顺丁烯二酸苷；连接基团的数量也可以调整。
在实际应用中，该桥连分子140可以用上述桥连分子2～12任一种替换。该桥连分子140上连接有新冠病毒COVID-19抗原150。
所述COVID-19抗原为：IgM和IgG抗原片段；
所述IgM和IgG抗原片段是由S蛋白和N蛋白1：1混合成的；
其中，S蛋白为：S1-RBD，其氨基酸排列顺序为：
RVQPTESIVRFPNITNLCPFGEVFNATRFASVYAWNRKRISNCVADYSVL YNSASFSTFKCYGVSPTKLNDLCFTNVYADSFVIRGDEVRQIAPGQTGKIAD YNYKLPDDFTGCVIAWNSNNLDSKVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEI YQAGSTPCNGVEGFNCYFPLQSYGFQPTNGVGYQPYRVVVLSFELLHAPATVCGPKKSTNLVKNKCVNF；
N蛋白的氨基酸排列顺序为：
MSDNGPQNQRNAPRITFGGPSDSTGSNQNGERSGARSKQRRPQGLPNN TASWFTALTQHGKEDLKFPRGQGVPINTNSSPDDQIGYYRRATRRIRGGDGK MKDLSPRWYFYYLGTGPEAGLPYGANKDGIIWVATEGALNTPKDHIGTRNP ANNAAIVLQLPQGTTLPKGFYAEGSRGGSQASSRSSSRSRNSSRNSTPGSSR GTSPARMAGNGGDAALALLLLDRLNQLESKMSGKGQQQQGQTVTKKSAA EASKKPRQKRTATKAYNVTQAFGRRGPEQTQGNFGDQELIRQGTDYKHWP QIAQFAPSASAFFGMSRIGMEVTPSGTWLTYTGAIKLDDKDPNFKDQVILLN KHIDAYKTFPPTEPKKDKKKKADETQALPQRQKKQQTVTLLPAADLDDFSK QLQQSMSSADSTQA。
由图1a～b所示实施例可见，在生物传感器的石墨烯材料上修饰了新冠病毒COVID-19抗原，如果待测样品中含COVID-19抗体，则由COVID-19抗原和 COVID-19抗体之间的特异性作用，待测样品中的COVID-19抗体会与石墨烯材料上的COVID-19抗原结合，从而使输出电极输出反应前和反应后电流信号，进而能够检测出新冠病毒。
为了能够对待测样品进行检测，实际应用中可以在生物传感器的输入电极和输出电极之间，设置被测样品反应腔。具体的，参见图1c，图1c为基于图1a 的原理结构制备的生物传感器的结构示例图；
如图1c所示，在图1a所示实施例的基础上，在金属电极(输入)130和金属电极(输出)130之间，石墨烯材料120上，设置有微流道微反应器(PDMS) 170；在微流道微反应器170中设置有贯穿微流道微反应器170上下的被测样品反应微腔171，使得石墨烯材料120上修饰的桥连分子和COVID-19抗原位于被测样品反应微腔171中。被测样品以液态的形式滴入被测样品反应微腔171中进行反应，金属电极(输出)130输出反应前和反应后的电流信号，进而检测出新冠病毒。
用于检测新冠病毒的基于石墨烯的生物传感器实施例二
如图2所示，图2为本发明实施例提供的基于石墨烯的生物传感器的第二种原理结构示意图；该生物传感器包括：Si/SiO2基底210、石墨烯材料220、金属电极(输入/输出)230、桥连分子240、COVID-19抗体250。
其中，Si/SiO2基底210是由位于下层的Si材料层和与其紧密结合的SiO2材料层构成。SiO2的作用是防止由于底部漏电对信号检测造成的干扰。Si/SiO2基底 210可以是在市场中购买的Si/SiO2硅片，Si/SiO2硅片就是一体的，硅Si片上已经铺上了SiO2层。
石墨烯材料220位于Si/SiO2基底210的上层，形成了所述的石墨烯层。
石墨烯材料220上镀有金属电极(输入/输出)230。金属电极230包括：输入电极和输出电极，如图2所示一个金属电极(输入)230对应一个金属电极(输出)230，金属电极(输入)230和金属电极(输出)230之间有石墨烯材料220。
如图2所示，石墨烯材料220上非金属电极的部分修饰有桥连分子240。该桥连分子240为：上述桥连分子8。
同样的，在实际应用中该桥连分子240可以替换为上述12种桥连分子中的任何其他一种。
该桥连分子240上连接有新冠病毒COVID-19抗体250。
本实施例中所述COVID-19抗体为：IgM和IgG抗体片段。该IgM和IgG抗体是与IgM和IgG抗原片段对应的抗体片段。
由图2所示实施例可见，在生物传感器的石墨烯材料上修饰了新冠病毒 COVID-19抗体，如果待测样品中含COVID-19抗原，则由COVID-19抗原和 COVID-19抗体之间的特异性作用，待测样品中的COVID-19抗原会与石墨烯材料上的COVID-19抗体结合，从而使输出电极输出反应前和反应后的电流信号，进而能够检测出新冠病毒。
用于检测新冠病毒的基于石墨烯的生物传感器实施例三
如图3所示，图3为本发明实施例提供的基于石墨烯的生物传感器的第三种原理结构示意图；该生物传感器包括：Si/SiO2基底310、石墨烯材料320、金属电极(输入/输出)330、桥连分子340、核酸探针350以及可选的加热板360。
其中，Si/SiO2基底310是由位于下层的Si材料层和与其紧密结合的SiO2材料层构成。SiO2的作用是防止由于底部漏电对信号检测造成的干扰。Si/SiO2基底 310可以是在市场中购买的Si/SiO2硅片，Si/SiO2硅片就是一体的，硅Si片上已经铺上了SiO2层。
石墨烯材料320位于Si/SiO2基底310的上层，形成了所述的石墨烯层。
石墨烯材料320上镀有金属电极(输入/输出)330。金属电极330包括：输入电极和输出电极，如图3所示一个金属电极(输入)330对应一个金属电极(输出)330，金属电极(输入)330和金属电极(输出)330之间有石墨烯材料320。
如图3所示，石墨烯材料320上非金属电极的部分修饰有桥连分子340。该桥连分子340为：上述桥连分子12。
同样的，在实际应用中该桥连分子340可以替换为上述12种桥连分子中的任何其他一种。
该桥连分子340上连接有核酸探针350。核酸探针350用于检测新冠病毒 RNA，具体可以是：
5’-CCGTCTGCGGTATGTGGAAAGGTTATGG-3’，
5’端修饰氨基
为了保证测试时需要的温度，图3所示的实施例中，还可以在Si/SiO2基底310的下方设置加热板360。该加热板360可以是电加热板，是生物传感器常用的部件。
由图3所示实施例可见，在生物传感器的石墨烯材料上修饰了用于检测新冠病毒RNA的核酸探针，如果待测样品中含COVID-19病毒，则COVID-19病毒会与石墨烯材料上的核酸探针结合，从而使输出电极输出反应前和反应后的电流信号，进而能够检测出新冠病毒。
二、用于检测流感病毒的基于石墨烯的生物传感器。
具体的，用于检测流感病毒的基于石墨烯的生物传感器也有三种实现方式，以下分别举实施例进行说明：
用于检测流感病毒的基于石墨烯的生物传感器实施例一
与图1a所示用于检测新冠病毒的基于石墨烯的生物传感器类似，该生物传感器包括：Si/SiO2基底、石墨烯材料、金属电极(输入/输出)、桥连分子和流感病毒抗原。
本实施例中的桥连分子是上述12种桥连分子中的桥连分子5。
在其他实施例中，桥连分子可以是上述12中桥连分子中任一个其他的桥连分子。
可以参考图1a所示，本实施例与图1a所示实施例的区别在于：桥连分子140 上连接的是流感病毒抗原，而不是新冠病毒抗原。
具体的，流感病毒抗原序列为：
MKAILVVLLYTFATANADTLCIGYHANNSTDTVDTVLEKNVTVTHSVN LLEDKHNGKLCKLRGVAPLHLGKCNIAGWILGNPECESLSTASSWSYIVETS SSDNGTCYPGDFIDYEELREQLSSVSSFERFEIFPKTSSWPNHDSNKGVTAAC PHAGAKSFYKNLIWLVKKGNSYPKLSKSYINDKGKEVLVLWGIHHPSTSAD QQSLYQNADAYVFVGTSRYSKKFKPEIAIRPKVRDQEGRMNYYWTLVEPGD KITFEATGNLVVPRYAFAMERNAGSGIIISDTPVHDCNTTCQTPKGAINTSLPF QNIHPITIGKCPKYVKSTKLRLATGLRNVPSIQSRGLFGAIAGFIEGGWTGMV DGWYGYHHQNEQGSGYAADLKSTQNAIDEITNKVNSVIEKMNTQFTAVGK EFNHLEKRIENLNKKIDDGFLDIWTYNAELLVLLENERTLDYHDSNVKNLYE KVRSQLKNNAKEIGNGCFEFYHKCDNTCMESVKNGTYDYPKYSEEAKLNREEIDGVKLESTRIYQILAIYSTVASSLVLVVSLGAISFWMCSNGSLQCRICI。
用于检测流感病毒的基于石墨烯的生物传感器实施例二
与图2所示用于检测新冠病毒的基于石墨烯的生物传感器类似，该生物传感器包括：Si/SiO2基底、石墨烯材料、金属电极(输入/输出)、桥连分子和流感病毒抗体。
本实施例中的桥连分子是上述12种桥连分子中的桥连分子3。
在其他实施例中，桥连分子可以是上述12中桥连分子中任一个其他的桥连分子。
可以参考图2所示，本实施例与图2所示实施例的区别在于：桥连分子240 上连接的是流感病毒抗体，而不是新冠病毒抗体。
本实施例中流感病毒抗体，是与上述流感病毒抗原对应的抗体。
用于检测流感病毒的基于石墨烯的生物传感器实施例三
与图3所示用于检测新冠病毒的基于石墨烯的生物传感器类似，该生物传感器包括：Si/SiO2基底、石墨烯材料、金属电极(输入/输出)、桥连分子、用于检测流感病毒的探针和加热板。
本实施例中，用于检测流感病毒的探针，是针对HA基因检测甲型Hmi流感病毒(2009变异株)的核苷酸序列，5’-[FAM]-CAT TTC TTT CCA TT GCG-[TAMRA或BHQI]-3’，5’端修饰氨基。
该序列为检测甲型Hmi流感病毒(2009变异株)HA基因的LNA修饰的荧光短探针，即第4、7、10、13、15位的碱基用LNA进行修饰，探针的5’端标记报告荧光基团FAM(6-carb0Xy-荧光素)，3’端标记淬灭基团TAMRA或BHQI。
本实施例中的桥连分子是上述12种桥连分子中的桥连分子3。
在其他实施例中，桥连分子可以是上述12中桥连分子中任一个其他的桥连分子。
可以参考图3所示，本实施例与图3所示实施例的区别在于：桥连分子340 上连接的是用于检测流感病毒的探针，而不是用于检测新冠病毒的探针。
由上述的实施例可见，本发明实施例提供的生物传感器还可以用于检测流感病毒。
其次，对本发明实施例提供的基于硅纳米线的生物传感器进行详细说明。
本发明实施例提供的基于硅纳米线的生物传感器，包括：基底层；
所述基底层上镀有金属电极；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，且一个输入电极对应一个输出电极；每个输入电极与其对应的输出电极之间由硅纳米线连接；所述硅纳米线上修饰有用于连接生物大分子的桥连分子；所述桥连分子为Ni2+探针或马来酰亚胺；所述桥连分子上上连接的生物大分子为：病毒抗原或病毒抗体或核酸探针。
以下以用于检测新冠病毒和流感病毒的基于硅纳米线的生物传感器为例，对本发明实施例提供的基于硅纳米线的生物传感器进行详细说明。
一、用于检测新冠病毒的基于硅纳米线的生物传感器。
具体的，用于检测新冠病毒的基于硅纳米线的生物传感器有三种实现方式，以下分别举实施例进行说明：
用于检测新冠病毒的基于硅纳米线的生物传感器实施例一
如图4所示，图4为本发明实施例提供的基于硅纳米线的生物传感器的一种原理结构示意图；该生物传感器包括：Si/SiO2基底410、硅纳米线材料420、金属电极(输入/输出)430、桥连分子440和COVID-19抗原450。
其中，Si/SiO2基底410是由位于下层的硅Si材料层和与其紧密结合的二氧化硅SiO2材料层构成。SiO2的作用是防止由于底部漏电对信号检测造成的干扰。 Si/SiO2基底110可以是在市场中购买的Si/SiO2硅片，Si/SiO2硅片就是一体的，硅Si片上已经铺上了SiO2层。
硅纳米线材料420位于Si/SiO2基底410的上层。
硅纳米线材料420上镀有金属电极(输入/输出)430。金属电极430包括：输入电极和输出电极，如图4所示一个金属电极(输入)430对应一个金属电极 (输出)430，金属电极(输入)430和金属电极(输出)430之间有硅纳米线材料420。
如图4所示，硅纳米线材料420上修饰有桥连分子440。该桥连分子440为 Ni2+探针：
Figure BDA0002428357150000141
在其他实施例中，桥连分子440可以是马来酰亚胺：
Figure BDA0002428357150000142
该桥连分子440上连接有新冠病毒COVID-19抗原450。
所述COVID-19抗原为：IgM和IgG抗原片段；
所述IgM和IgG抗原片段是由S蛋白和N蛋白1：1混合成的；
其中，S蛋白为：S1-RBD，其氨基酸排列顺序为：
RVQPTESIVRFPNITNLCPFGEVFNATRFASVYAWNRKRISNCVADYSVL YNSASFSTFKCYGVSPTKLNDLCFTNVYADSFVIRGDEVRQIAPGQTGKIAD YNYKLPDDFTGCVIAWNSNNLDSKVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEI YQAGSTPCNGVEGFNCYFPLQSYGFQPTNGVGYQPYRVVVLSFELLHAPATVCGPKKSTNLVKNKCVNF；
N蛋白的氨基酸排列顺序为：
MSDNGPQNQRNAPRITFGGPSDSTGSNQNGERSGARSKQRRPQGLPNN TASWFTALTQHGKEDLKFPRGQGVPINTNSSPDDQIGYYRRATRRIRGGDGK MKDLSPRWYFYYLGTGPEAGLPYGANKDGIIWVATEGALNTPKDHIGTRNP ANNAAIVLQLPQGTTLPKGFYAEGSRGGSQASSRSSSRSRNSSRNSTPGSSR GTSPARMAGNGGDAALALLLLDRLNQLESKMSGKGQQQQGQTVTKKSAA EASKKPRQKRTATKAYNVTQAFGRRGPEQTQGNFGDQELIRQGTDYKHWP QIAQFAPSASAFFGMSRIGMEVTPSGTWLTYTGAIKLDDKDPNFKDQVILLN KHIDAYKTFPPTEPKKDKKKKADETQALPQRQKKQQTVTLLPAADLDDFSK QLQQSMSSADSTQA。
由图4所示实施例可见，在生物传感器的硅纳米线材料上修饰了新冠病毒 COVID-19抗原，如果待测样品中含COVID-19抗体，则由COVID-19抗原和 COVID-19抗体之间的特异性作用，待测样品中的COVID-19抗体会与硅纳米线材料420上的COVID-19抗原结合，从而使输出电极输出反应前和反应后电流信号，进而能够检测出新冠病毒。
用于检测新冠病毒的基于硅纳米线的生物传感器实施例二
如图5所示，图5为本发明实施例提供的基于硅纳米线的生物传感器的第二种原理结构示意图；该生物传感器包括：Si/SiO2基底510、硅纳米线材料520、金属电极(输入/输出)530、桥连分子550和COVID-19抗体550。
其中，Si/SiO2基底510是由位于下层的硅Si材料层和与其紧密结合的二氧化硅SiO2材料层构成。SiO2的作用是防止由于底部漏电对信号检测造成的干扰。 Si/SiO2基底110可以是在市场中购买的Si/SiO2硅片，Si/SiO2硅片就是一体的，硅Si片上已经铺上了SiO2层。
硅纳米线材料520位于Si/SiO2基底510的上层。
硅纳米线材料520上镀有金属电极(输入/输出)530。金属电极530包括：输入电极和输出电极，如图5所示一个金属电极(输入)530对应一个金属电极 (输出)530，金属电极(输入)530和金属电极(输出)530之间有硅纳米线材料520。
如图5所示，硅纳米线材料520上修饰有桥连分子540。该桥连分子540为：马来酰亚胺。
该桥连分子540上连接有新冠病毒COVID-19抗体550。
本实施例中所述COVID-19抗体为：IgM和IgG抗体片段。该IgM和IgG抗体是与IgM和IgG抗原片段对应的抗体片段。
由图5所示实施例可见，在生物传感器的硅纳米线材料上修饰了新冠病毒 COVID-19抗体，如果待测样品中含COVID-19抗原，则由COVID-19抗原和 COVID-19抗体之间的特异性作用，待测样品中的COVID-19抗原会与硅纳米线材料520上的COVID-19抗体结合，从而使输出电极输出反应前和反应后电流信号，进而能够检测出新冠病毒。
用于检测新冠病毒的基于硅纳米线的生物传感器实施例三
如图6所示，图6为本发明实施例提供的基于硅纳米线的生物传感器的第三种原理结构示意图；该生物传感器包括：Si/SiO2基底610、硅纳米线材料620、金属电极(输入/输出)630、桥连分子640、核酸探针650以及可选的加热板660。
其中，Si/SiO2基底610是由位于下层的Si材料层和与其紧密结合的SiO2材料层构成。SiO2的作用是防止由于底部漏电对信号检测造成的干扰。Si/SiO2基底 610可以是在市场中购买的Si/SiO2硅片，Si/SiO2硅片就是一体的，硅Si片上已经铺上了SiO2层。
硅纳米线材料620位于Si/SiO2基底610的上层。
硅纳米线材料620上镀有金属电极(输入/输出)630。金属电极630包括：输入电极和输出电极，如图6所示一个金属电极(输入)630对应一个金属电极 (输出)630，金属电极(输入)630和金属电极(输出)630之间有硅纳米线材料620。
如图6所示，硅纳米线材料620上修饰有桥连分子640。该桥连分子640为：
Figure BDA0002428357150000161
该桥连分子640上连接有核酸探针650。核酸探针650用于检测新冠病毒 RNA，具体可以是：
ORF1ab基因合成探针：
5’-CCGTCTGCGGTATGTGGAAAGGTTATGG-3’，5’端修饰氨基。
为了保证测试时需要的温度，图6所示的实施例中，还可以在Si/SiO2基底610的下方设置加热板660。该加热板660可以是电加热板，是生物传感器常用的部件。
由图6所示实施例可见，在生物传感器的硅纳米线材料上修饰了用于检测新冠病毒RNA的核酸探针，如果待测样品中含COVID-19病毒，则COVID-19 病毒会与硅纳米线材料上的核酸探针结合，从而使输出电极输出反应前和反应后的电流信号，进而能够检测出新冠病毒。
二、用于检测流感病毒的基于硅纳米线的生物传感器。
具体的，用于检测流感病毒的基于硅纳米线的生物传感器也有三种实现方式，以下分别举实施例进行说明：
用于检测流感病毒的基于硅纳米线的生物传感器实施例一
与图4所示用于检测新冠病毒的基于硅纳米线的生物传感器类似，该生物传感器包括：Si/SiO2基底、硅纳米线材料、金属电极(输入/输出)、桥连分子和流感病毒抗原。
本实施例中的桥连分子是Ni2+探针。在其他实施例中，桥连分子可以马来酰亚胺。
可以参考图4所示，本实施例与图4所示实施例的区别在于：桥连分子440 上连接的是流感病毒抗原，而不是新冠病毒抗原。
具体的，流感病毒抗原序列为：
MKAILVVLLYTFATANADTLCIGYHANNSTDTVDTVLEKNVTVTHSVN LLEDKHNGKLCKLRGVAPLHLGKCNIAGWILGNPECESLSTASSWSYIVETS SSDNGTCYPGDFIDYEELREQLSSVSSFERFEIFPKTSSWPNHDSNKGVTAAC PHAGAKSFYKNLIWLVKKGNSYPKLSKSYINDKGKEVLVLWGIHHPSTSAD QQSLYQNADAYVFVGTSRYSKKFKPEIAIRPKVRDQEGRMNYYWTLVEPGD KITFEATGNLVVPRYAFAMERNAGSGIIISDTPVHDCNTTCQTPKGAINTSLPF QNIHPITIGKCPKYVKSTKLRLATGLRNVPSIQSRGLFGAIAGFIEGGWTGMV DGWYGYHHQNEQGSGYAADLKSTQNAIDEITNKVNSVIEKMNTQFTAVGK EFNHLEKRIENLNKKIDDGFLDIWTYNAELLVLLENERTLDYHDSNVKNLYE KVRSQLKNNAKEIGNGCFEFYHKCDNTCMESVKNGTYDYPKYSEEAKLNREEIDGVKLESTRIYQILAIYSTVASSLVLVVSLGAISFWMCSNGSLQCRICI。
用于检测流感病毒的基于硅纳米线的生物传感器实施例二
与图5所示用于检测新冠病毒的基于硅纳米线的生物传感器类似，该生物传感器包括：Si/SiO2基底、石墨烯材料、金属电极(输入/输出)、桥连分子和流感病毒抗体。
本实施例中的桥连分子是马来酰亚胺。
在其他实施例中，桥连分子可以是Ni2+。
可以参考图5所示，本实施例与图2所示实施例的区别在于：桥连分子540 上连接的是流感病毒抗体，而不是新冠病毒抗体。
本实施例中流感病毒抗体，是与上述流感病毒抗原对应的抗体。
用于检测流感病毒的基于硅纳米线的生物传感器实施例三
与图6所示用于检测新冠病毒的基于硅纳米线的生物传感器类似，该生物传感器包括：Si/SiO2基底、石墨烯材料、金属电极(输入/输出)、桥连分子、用于检测流感病毒的探针和加热板。
本实施例中，用于检测流感病毒的探针，是针对HA基因检测甲型Hmi流感病毒(2009变异株)的核苷酸序列，5’-[FAM]-CAT TTC TTT CCA TT GCG-[TAMRA或BHQI]-3’，5’端修饰氨基。
该序列为检测甲型Hmi流感病毒(2009变异株)HA基因的LNA修饰的荧光短探针，即第4、7、10、13、15位的碱基用LNA进行修饰，探针的5’端标记报告荧光基团FAM(6-carb0Xy-荧光素)，3’端标记淬灭基团TAMRA或BHQI。
本实施例中的桥连分子是Ni2+探针。在其他实施例中，桥连分子可以马来酰亚胺。
可以参考图6所示，本实施例与图6所示实施例的区别在于：桥连分子640 上连接的是用于检测流感病毒的探针，而不是用于检测新冠病毒的探针。
由上述的实施例可见，本发明实施例提供的生物传感器还可以用于检测流感病毒。
本发明实施例还提供了基于石墨烯和硅纳米线的生物传感器的制备方法，以下分别进行说明。
参见图7a，基于石墨烯的生物传感器的制备方法，包括如下步骤：
A、将在金属表面生成的单层石墨烯转移到基底材料表面上，形成基底层和石墨烯层；
B、在所述石墨烯层上旋涂光刻胶后，通过光刻技术刻蚀出金属电极的形状；
C、在石墨烯层上金属电极的位置蒸镀上金属电极，形成待修饰器件；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，且一个输入电极对应一个输出电极；
D、在待修饰器件的石墨烯层上非金属电极的部分修饰上桥连分子；
E、在所述桥连分子上连接病毒抗原或病毒抗体或核酸探针。
其中，所述病毒抗原可以为新冠病毒COVID-19抗原或流感病毒抗原，所述病毒抗体可以为COVID-19抗体或流感抗体，所述核酸探针可以为用于检测 COVID-19的核酸探针或用于检测流感的核酸探针。
基于石墨烯的生物传感器的制备方法实施例：
本实施例中，制备的生物传感器是石墨烯场效应晶体管，一种具体的制备过程如图7b所示，包括如下步骤：
1、通过化学气相沉积法(CVD)在铜箔表面生长单层石墨烯；
2、利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)将铜箔上的石墨烯通过湿法转移到硅片(尺寸1.5×1.5cm，300nm二氧化硅)表面；
3、在所述石墨烯层上旋涂光刻胶后，通过紫外光刻技术刻蚀出金属电极的形状，再通过热蒸镀沉积上铬(8nm)和金(60nm)；
4、通过紫外光刻技术和氧等离子体刻蚀(RIE)将石墨烯刻蚀成25×2200 μm的条带；
5、利用紫外光刻和热蒸镀，制作石墨烯外接电极(铬(8nm)和金(80nm))，最后通过电子束蒸镀上电极保护层二氧化硅(40nm)。
具体的金属电极的结构，如图7c所示，图7c为基于图7a所示方法制备的生物传感器的金属电极的示例图。
6、对石墨烯表面进行修饰，具体的，包括：
61、将石墨烯晶体管浸泡在1mM的1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯的乙腈溶液12小时，通过π-πstacking相互作用将桥连分子修饰到石墨烯上，然后乙腈润洗，氮气小心吹干备用；
62、把步骤5制备的器件浸润在1mM的COVID-19抗原或核酸探针缓冲液中，反应12小时，然后缓冲液润洗，氮气吹干。
另外需要说明的是，图7b中仅是以桥连分子是1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯为例，实际应用中桥连分子可以是上述12种桥连分子的任一种。同时，也可以在其他金属的表面生长单层石墨烯，各种尺寸也可以根据实际情况进行调整。
可见，本发明实施例提供的基于石墨烯的生物传感器，是通过“自下而上”的器件制备工艺制备的，该生物传感器能够检测多种病毒，如：新冠病毒或流感病毒。
参见图8a，基于硅纳米线的生物传感器的制备方法，包括如下步骤：
a、在基底上生成的硅纳米线并表面功能化；
b、在所述基底上旋涂光刻胶后，通过光刻技术刻蚀出金属电极的形状；
c、在基底上蒸镀上金属电极，形成待修饰器件；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，一个输入电极对应一个输出电极，每个输入电极与其对应的输出电极之间由一硅纳米线连接；
d、在待修饰器件的硅纳米线上修饰上桥连分子；
e、在所述桥连分子上连接病毒抗原或病毒抗体或核酸探针。
其中，所述病毒抗原可以为新冠病毒COVID-19抗原或流感病毒抗原，所述病毒抗体可以为COVID-19抗体或流感抗体，所述核酸探针可以为用于检测 COVID-19的核酸探针或用于检测流感的核酸探针。
基于硅纳米线的生物传感器的制备方法实施例：
本实施例制备的生物传感器是硅纳米线场效应晶体管，一种具体的制备过程如图8b所示，包括如下步骤：
1、在硅片基底上，用化学气相沉积法(CVD)生长硅纳米线并表面功能化。
将组装上金纳米粒子(20nm，Ted Pella)催化剂的硅片基底置于钨舟上，放入CVD生长系统的石英管内，管内抽空气至0.5Pa以下，通入7.5sccm的H2气作为载气，加热至465摄氏度，稳定40分钟，生长出硅纳米线。
2、将氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)通过气相表面功能化将硅纳米线表面氨基化；
3、将硅纳米线通过机械滑移到Si/SiO2基底上；
4、在所述基底上旋涂光刻胶后，通过光刻技术刻蚀出金属电极的形状；并在基底上蒸镀上金属电极，形成待修饰器件；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，一个输入电极对应一个输出电极，每个输入电极与其对应的输出电极之间由一硅纳米线连接；
5、将桥连分子双功能基团对苯基异硫氰酸酯(PDITC)接续到表面氨基化的硅纳米线上；
6、将N-(5-氨基-1-羧基戊基)亚胺基乙酰乙酸(AB-NTA)通过PDITC桥连基团键合到硅纳米线表面；
7、将Ni2+螯合到NTA末端形成Ni-NTA分子探针；
8、在上述表面功能化硅纳米线上将抗原/抗体/核酸探针固定在硅纳米线表面。
本实施例具体的金属电极和硅纳米的结构，如图8c所示，图8c为基于图8a 所示方法制备的生物传感器的金属电极和硅纳米线的一种示例图。
另外，需要说明的是，图8b中仅是以桥连分子是1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯为例，实际应用中桥连分子还可以是马来酰亚胺。具体的，如图8d所示，在对硅纳米线表面进行氢键算处理后，引入马来酰亚胺，与生物大分子中巯基进行连接，即进行生物大分子固定。图8d中的生物大分子，可以是病毒抗原或病毒抗体或核酸探针。
本发明实施例还提供了一种病毒检测系统，参见图9，图9为本发明实施例提供的病毒检测系统的结构示意图，该系统包括：生物传感器901、信号发生器902、信号采集器903、信号分析主机904和显示器905；
本实施例中的生物传感器901可以采用上述图1a～图6所示的任一种生物传感器。该生物传感器901的反应微腔中，有待检测样品溶液。
所述信号发生器902与所述生物传感器901的各个输入电极相连，将触发电信号发送至各个输入电极。
所述信号采集器903与所述生物传感器的各个输出电极相连，采集输出电流信号并发送至信号分析主机904；该输出电流信号为：所述生物传感器901中的病毒抗原或病毒抗体或用于检测病毒的核酸探针，与待检测样品反应前和反应后分别获得的电流信号。
所述信号分析主机904，对接收到的输出电流信号进行分析检测，确定待测样品中是否存在病毒，将分析检测结果发送至显示器进行显示。
由于反应前后电阻会发生变化，因此可以分别采集反应前和反应后的电流信号，进行比较，从而根据电流的变化来判断待测样品中是否存在病毒。具体的，可以基于预设的浓度-电流标准曲线，对接收到的反应前和反应后的电流信号进行分析，来判断待测样品中是否存在病毒，将分析检测结果发送至显示器进行显示。
采用本发明实施例提供的病毒的检测系统，采用修饰病毒抗原或病毒抗体或用于检测病毒的核酸探针的生物传感器，能够检测出多种病毒，如新冠病毒和流感病毒等。
本发明实施例还提供了一种病毒的检测方法，应用于图9所示的病毒检测系统，包括如下步骤：
所述信号发生器将触发电信号发送至所述生物传感器的各个输入电极；
在有的实施例中，信号发生器可以在接收到信号分析主机发送的开启指令后，向生物传感器发送触发电信号。
将待测样品输入所述生物传感器；
所述信号采集器与所述生物传感器的各个输出电极相连，采集输出电流信号并发送至信号分析主机；该输出电流信号为：所述生物传感器中的病毒抗原或病毒抗体或用于检测病毒的核酸探针，与待检测样品反应前和反应后获得的电流信号；
所述信号分析主机，对接收到的输出电流信号进行分析检测，确定待测样品中是否存在病毒，将分析检测结果发送至显示器进行显示。
下面对本发明实施例实际应用的效果进行说明。
本发明实施例可以检测多种病毒，以下以对新冠病毒和对流感病毒的检测结果进行说明：
第一、对新冠病毒的检测实验一
该实验中，采用的是图1c所示的基于石墨烯的生物传感器(石墨烯场效应晶体管)对待检测样品进行了检测。该生成传感器的桥连分子为：1-芘丁酸N- 羟基琥珀酰亚胺酯；桥连分子上连接的是新冠病毒抗原。
具体的，本发明实施例中，新型冠状病毒(COVID-19)的抗原是筛选出的针对COVID-19的特异性抗原片段。是经过数名核酸检测阳性(患者)和阴性(非患者或者密切反应人群)对照的拎出临床测试，优选出最佳IgM和IgG 抗原片段。目前的抗原特异性超过95.3％，特异性98％。对于通过蛋白表达系统扩增，已经具备产业化的生产能力，可满足疫区临床的检测大量需求。此类免疫方法检测的结果通过纳米技术元件，可大大提高检测的敏感性，缩短检测时长。
本发明实施例实际应用的结果如下：
一、检测速度：对于前处理的血清样品，本方法实现了快速检测，检测时间不到1分钟。本实施例中，对血清样品进行前处理，是为了去除样品中非被测物质，提高结果可信度。
二、实验情况：
实验分组：
1.阳性组：采用临床检测中8例胶体金核酸检法测得的阳性患者，其中有 IgM或IgG阳性的病例7例；
2.对照组：8例胶体金核酸检测法均呈阴性，其中4例为正常献血人员，另外4人为新冠病毒临床筛查阴性患者。
检测特异性：在16例现场检测中，有8例2019-nCoV阳性患者，8例阴性对照者。与胶体金试纸检测方法比较，该方法检测结果显示：对8例2019-nCoV 阳性患者全部检出，阳性准确率100％；在8例阴性对照中有4例确定正常，4例疑似患者或刚愈出院患者，灵敏性和特异性优于胶体金法，体现了该方法的有效性。具体测试结果和对照如下表：
Figure BDA0002428357150000241
Figure BDA0002428357150000251
三、检测灵敏度：将2例2019-nCoV阳性患者样品稀释1000倍，用该方法检测，结果为阳性。这表明该方法的检测限在现有通行检测浓度的千分之一以下，检测灵敏度提升3个数量级，有望发展无创检测新方法和新技术。
第二、对新冠病毒的检测实验二
该实验采用的是图3所示的基于石墨烯的生物传感器对待检测样品进行了检测。该生成传感器的桥连分子为：1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯；桥连分子上连接的是用于检测新冠病毒的核酸探针。
实验结果表明，当待测样品的前处理条件满足65摄氏度，杂交时间30分钟的情况下，检测的结果非常理想。这对于后续开展病毒种类快速精准区分的检测，将会提供一种全新、有效的快速解决方案。
第三、对流感病毒的检测实验一
该实验采用的是基于硅纳米线的生物传感器(硅纳米线场效应晶体管)对待检测样品进行了检测。
所述桥连分子为Ni2+探针：
Figure BDA0002428357150000252
该连接分子上连接的是用于检测流感病毒的核酸探针：
具体的，是针对HA基因检测甲型Hmi流感病毒(2009变异株)的核苷酸序列， 5’-[FAM]-CAT TTC TTT CCA TT GCG-[TAMRA或BHQI]-3’，5’端修饰氨基。
该序列为检测甲型Hmi流感病毒(2009变异株)HA基因的LNA修饰的荧光短探针，即第4、7、10、13、15位的碱基用LNA进行修饰，探针的5’端标记报告荧光基团FAM(6-carb0Xy-荧光素)，3’端标记淬灭基团TAMRA或BHQI。
实验分组：
1.阳性组：采用临床检测中6例胶体金核酸检测阳性的患者；
2.对照组：2例胶体金核酸检法测均阴性，其中1例为正常献血人员，另外 1例在后续的流感病毒临床筛查为阳性患者。
检测结果如下：
编号 胶体金检测结果 硅纳米线场效应晶体管结果 一致性
1 阳性 阳性 是
2 阳性 阳性 是
3 阳性 阳性 是
4 阴性 阴性 是
5 阳性 阳性 是
6 阳性 阳性 是
7 阴性 阳性 优于胶体金法
8 阳性 阳性 是
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种生物传感器，其特征在于，包括：基底层和石墨烯层；
所述石墨烯层位于所述基底层上；
所述石墨烯层上镀有金属电极；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，且一个输入电极对应一个输出电极；且，
所述石墨烯层上非金属电极的部分修饰有用于连接生物大分子的桥连分子；所述桥连分子，包含：用于与石墨烯连接的芘或苝或蒽锚定基团、用于与生物大分子相连的活泼酯或二硫键或顺丁烯二酸苷、和将锚定基团与活泼酯或二硫键或顺丁烯二酸苷相连的一个或多个连接基团；
所述桥连分子上连接的生物大分子为：病毒抗原或病毒抗体或核酸探针；
所述病毒抗原为新冠病毒COVID-19抗原或流感病毒抗原，所述病毒抗体为COVID-19抗体或流感抗体，所述核酸探针为用于检测COVID-19病毒的核酸探针或用于检测流感病毒的核酸探针；
所述COVID-19抗原为：IgM和IgG抗原片段；
所述IgM和IgG抗原片段是由S蛋白和N蛋白1：1混合成的；
其中，S蛋白为：S1-RBD，其氨基酸排列顺序为：
RVQPTESIVRFPNITNLCPFGEVFNATRFASVYAWNRKRISNCVADYSVLYNSASFSTFKCYGVSPTKLNDLCFTNVYADSFVIRGDEVRQIAPGQTGKIADYNYKLPDDFTGCVIAWNSNNLDSKVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGVEGFNCYFPLQSYGFQPTNGVGYQPYRVVVLSFELLHAPATVCGPKKSTNLVKNKCVNF；
N蛋白的氨基酸排列顺序为：
MSDNGPQNQRNAPRITFGGPSDSTGSNQNGERSGARSKQRRPQGLPNNTASWFTALTQHGKEDLKFPRGQGVPINTNSSPDDQIGYYRRATRRIRGGDGKMKDLSPRWYFYYLGTGPEAGLPYGANKDGIIWVATEGALNTPKDHIGTRNPANNAAIVLQLPQGTTLPKGFYAEGSRGGSQASSRSSSRSRNSSRNSTPGSSRGTSPARMAGNGGDAALALLLLDRLNQLESKMSGKGQQQQGQTVTKKSAAEASKKPRQKRTATKAYNVTQAFGRRGPEQTQGNFGDQELIRQGTDYKHWPQIAQFAPSASAFFGMSRIGMEVTPSGTWLTYTGAIKLDDKDPNFKDQVILLNKHIDAYKTFPPTEPKKDKKKKADETQALPQRQKKQQTVTLLPAADLDDFSKQLQQSMSSADSTQA；
所述COVID-19抗体为：IgM和IgG抗体片段；
所述用于检测新冠病毒核酸探针，为：
ORF1ab基因合成探针：
5’-CCGTCTGCGGTATGTGGAAAGGTTATGG-3’，
5’端修饰氨基；
所述流感病毒抗原为：
MKAILVVLLYTFATANADTLCIGYHANNSTDTVDTVLEKNVTVTHSVNLLEDKHNGKLCKLRGVAPLHLGKCNIAGWILGNPECESLSTASSWSYIVETSSSDNGTCYPGDFIDYEELREQLSSVSSFERFEIFPKTSSWPNHDSNKGVTAACPHAGAKSFYKNLIWLVKKGNSYPKLSKSYINDKGKEVLVLWGIHHPSTSADQQSLYQNADAYVFVGTSRYSKKFKPEIAIRPKVRDQEGRMNYYWTLVEPGDKITFEATGNLVVPRYAFAMERNAGSGIIISDTPVHDCNTTCQTPKGAINTSLPFQNIHPITIGKCPKYVKSTKLRLATGLRNVPSIQSRGLFGAIAGFIEGGWTGMVDGWYGYHHQNEQGSGYAADLKSTQNAIDEITNKVNSVIEKMNTQFTAVGKEFNHLEKRIENLNKKIDDGFLDIWTYNAELLVLLENERTLDYHDSNVKNLYEKVRSQLKNNAKEIGNGCFEFYHKCDNTCMESVKNGTYDYPKYSEEAKLNREEIDGVKLESTRIYQILAIYSTVASSLVLVVSLGAISFWMCSNGSLQCRICI；
所述流感病毒抗体为：上述流感病毒对应的抗体；
所述用于检测流感的核酸探针，为：
5’-[FAM]-CAT TTC TTT CCA TT GCG-[TAMRA或BHQI]-3’，5’端修饰氨基。
2.根据权利要求1所述的生物传感器，其特征在于，
所述的桥连分子为如下之一：
Figure FDA0003126123860000031
Figure FDA0003126123860000041
3.一种生物传感器，其特征在于，包括：基底层；
所述基底层上镀有金属电极；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，且一个输入电极对应一个输出电极；每个输入电极与其对应的输出电极之间由硅纳米线连接；
所述硅纳米线上修饰有用于连接生物大分子的桥连分子；所述桥连分子为Ni2+探针或马来酰亚胺；
所述桥连分子上连接的生物大分子为：病毒抗原或病毒抗体或核酸探针；
所述病毒抗原为新冠病毒COVID-19抗原或流感病毒抗原，所述病毒抗体为COVID-19抗体或流感抗体，所述核酸探针为用于检测COVID-19病毒的核酸探针或用于检测流感病毒的核酸探针；
所述COVID-19抗原为：IgM和IgG抗原片段；
所述IgM和IgG抗原片段是由S蛋白和N蛋白1：1混合成的；
其中，S蛋白为：S1-RBD，其氨基酸排列顺序为：
RVQPTESIVRFPNITNLCPFGEVFNATRFASVYAWNRKRISNCVADYSVLYNSASFSTFKCYGVSPTKLNDLCFTNVYADSFVIRGDEVRQIAPGQTGKIADYNYKLPDDFTGCVIAWNSNNLDSKVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGVEGFNCYFPLQSYGFQPTNGVGYQPYRVVVLSFELLHAPATVCGPKKSTNLVKNKCVNF；
N蛋白的氨基酸排列顺序为：
MSDNGPQNQRNAPRITFGGPSDSTGSNQNGERSGARSKQRRPQGLPNNTASWFTALTQHGKEDLKFPRGQGVPINTNSSPDDQIGYYRRATRRIRGGDGKMKDLSPRWYFYYLGTGPEAGLPYGANKDGIIWVATEGALNTPKDHIGTRNPANNAAIVLQLPQGTTLPKGFYAEGSRGGSQASSRSSSRSRNSSRNSTPGSSRGTSPARMAGNGGDAALALLLLDRLNQLESKMSGKGQQQQGQTVTKKSAAEASKKPRQKRTATKAYNVTQAFGRRGPEQTQGNFGDQELIRQGTDYKHWPQIAQFAPSASAFFGMSRIGMEVTPSGTWLTYTGAIKLDDKDPNFKDQVILLNKHIDAYKTFPPTEPKKDKKKKADETQALPQRQKKQQTVTLLPAADLDDFSKQLQQSMSSADSTQA；
所述COVID-19抗体为：IgM和IgG抗体片段；
所述用于检测新冠病毒核酸探针，为：
ORF1ab基因合成探针：
5’-CCGTCTGCGGTATGTGGAAAGGTTATGG-3’，
5’端修饰氨基；
所述流感病毒抗原为：
MKAILVVLLYTFATANADTLCIGYHANNSTDTVDTVLEKNVTVTHSVNLLEDKHNGKLCKLRGVAPLHLGKCNIAGWILGNPECESLSTASSWSYIVETSSSDNGTCYPGDFIDYEELREQLSSVSSFERFEIFPKTSSWPNHDSNKGVTAACPHAGAKSFYKNLIWLVKKGNSYPKLSKSYINDKGKEVLVLWGIHHPSTSADQQSLYQNADAYVFVGTSRYSKKFKPEIAIRPKVRDQEGRMNYYWTLVEPGDKITFEATGNLVVPRYAFAMERNAGSGIIISDTPVHDCNTTCQTPKGAINTSLPFQNIHPITIGKCPKYVKSTKLRLATGLRNVPSIQSRGLFGAIAGFIEGGWTGMVDGWYGYHHQNEQGSGYAADLKSTQNAIDEITNKVNSVIEKMNTQFTAVGKEFNHLEKRIENLNKKIDDGFLDIWTYNAELLVLLENERTLDYHDSNVKNLYEKVRSQLKNNAKEIGNGCFEFYHKCDNTCMESVKNGTYDYPKYSEEAKLNREEIDGVKLESTRIYQILAIYSTVASSLVLVVSLGAISFWMCSNGSLQCRICI；
所述流感病毒抗体为：上述流感病毒对应的抗体；
所述用于检测流感的核酸探针，为：
5’-[FAM]-CAT TTC TTT CCA TT GCG-[TAMRA或BHQI]-3’，5’端修饰氨基。
4.根据权利要求3所述的生物传感器，其特征在于，
所述的桥连分子为如下之一：
Figure FDA0003126123860000061
5.一种权利要求1所述生物传感器的制备方法，其特征在于，包括：
A、将在金属表面生成的单层石墨烯转移到基底材料表面上，形成基底层和石墨烯层；
B、在所述石墨烯层上旋涂光刻胶后，通过光刻技术刻蚀出金属电极的形状；
C、在石墨烯层上金属电极的位置蒸镀上金属电极，形成待修饰器件；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，且一个输入电极对应一个输出电极；
D、在待修饰器件的石墨烯层上非金属电极的部分修饰上桥连分子；
E、在所述桥连分子上连接病毒抗原或病毒抗体或核酸探针。
6.一种权利要求3所述生物传感器的制备方法，其特征在于，包括：
a、在基底上生成的硅纳米线并表面功能化；
b、在所述基底上旋涂光刻胶后，通过光刻技术刻蚀出金属电极的形状；
c、在基底上蒸镀上金属电极，形成待修饰器件；所述金属电极包括：输入电极和输出电极，一个输入电极对应一个输出电极，每个输入电极与其对应的输出电极之间由硅纳米线连接；
d、在待修饰器件的硅纳米线上修饰上桥连分子；
e、在所述桥连分子上连接病毒抗原或病毒抗体或核酸探针。
7.一种病毒检测系统，其特征在于，包括：权利要求1～4任一项所述的生物传感器、信号发生器、信号采集器、信号分析主机和显示器；
所述信号发生器与所述生物传感器的各个输入电极相连，将触发电信号发送至各个输入电极；
所述信号采集器与所述生物传感器的各个输出电极相连，采集输出电流信号并发送至信号分析主机；该输出电流信号为：所述生物传感器中的病毒抗原或病毒抗体或用于检测病毒的核酸探针，与待检测样品反应前和反应后分别获得的电流信号；
所述信号分析主机，对接收到的输出电流信号进行分析检测，确定待测样品中是否存在病毒，将分析检测结果发送至显示器进行显示。
8.一种病毒检测方法，其特征在于，应用于权利要求7所述的病毒检测系统，包括如下步骤：
所述信号发生器将触发电信号发送至所述生物传感器的各个输入电极；
将待测样品输入所述生物传感器；
所述信号采集器与所述生物传感器的各个输出电极相连，采集输出电流信号并发送至信号分析主机；该输出电流信号为：所述生物传感器中的病毒抗原或病毒抗体或用于检测病毒的核酸探针，与待检测样品反应前和反应后分别获得的电流信号；
所述信号分析主机，对接收到的输出电流信号进行分析检测，确定待测样品中是否存在病毒，将分析检测结果发送至显示器进行显示。
CN202010233584.2A 2020-03-27 2020-03-27 一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法 Active CN111474365B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010233584.2A CN111474365B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法
PCT/CN2021/080531 WO2021190328A1 (zh) 2020-03-27 2021-03-12 一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010233584.2A CN111474365B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111474365A CN111474365A (zh) 2020-07-31
CN111474365B true CN111474365B (zh) 2021-09-17

Family

ID=71749388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010233584.2A Active CN111474365B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111474365B (zh)
WO (1) WO2021190328A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111474365B (zh) * 2020-03-27 2021-09-17 北京大学 一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法
CN112695057B (zh) * 2020-05-11 2022-04-26 广东珩达生物医药科技有限公司 Sars-cov-2抗原多肽及其重组腺相关病毒和在制备疫苗中的应用
US20230314432A1 (en) * 2020-07-10 2023-10-05 Covid Diagnostics Ltd. Compositions, methods, and systems for detecting immune response
CN112326758A (zh) * 2020-09-21 2021-02-05 江苏元上分子工程研究中心有限公司 一种硅纳米生物传感器及制备方法和病毒检测方法
CN112683977B (zh) * 2021-01-05 2022-08-16 复旦大学 基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块
CN113125544B (zh) 2021-03-10 2022-10-18 复旦大学 一种冠状病毒和流感病毒检测装置及方法
EP4314821A1 (en) * 2021-03-31 2024-02-07 Randox Laboratories Ltd. Coronavirus assay
CN113406154B (zh) * 2021-06-17 2022-02-18 哈尔滨工业大学 一种三维水凝胶-石墨烯基生物传感器及其制备方法
CN115704800A (zh) * 2021-08-13 2023-02-17 北京大学 一种病毒检测器件及制备方法和病毒检测方法
CN113740422A (zh) * 2021-08-27 2021-12-03 西安交通大学 基于核酸适配体的柔性声表面波生物传感器及其制作方法
CN114002301B (zh) * 2021-11-01 2023-03-14 清华大学 基于石墨烯fet场效应晶体管的传感器及氨氮离子检测系统
CN114441612A (zh) * 2021-12-30 2022-05-06 广州市赛特检测有限公司 一种电化学生物传感器、检测方法及用途
CN114441613B (zh) * 2021-12-30 2022-11-04 广州市赛特检测有限公司 一种生物靶标物质的电阻抗传感器、检测方法及用途
CN114431560A (zh) * 2021-12-30 2022-05-06 广州市赛特检测有限公司 一种新冠病毒快速检测口罩及生物探针修饰方法
CN114923968A (zh) * 2022-04-21 2022-08-19 山东理工大学 一种检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的制备方法及应用
CN115161177A (zh) * 2022-05-24 2022-10-11 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种基于尺寸匹配的生物芯片及其检测方法
CN115124848B (zh) * 2022-07-27 2023-06-13 广东极客亮技术有限公司 用于病毒检测的超顺磁探针及其使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103682098A (zh) * 2013-09-11 2014-03-26 北京大学 一种抗体修饰的一维纳米材料晶体管器件及其构筑方法
CN104977347A (zh) * 2014-04-04 2015-10-14 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 基于石墨烯的化学或生物传感器及其制作方法
CN106244712A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 北京大学 Dna测序方法
CN106461586A (zh) * 2014-04-28 2017-02-22 纳米医学工程诊断学公司 用于电子生物样品分析的系统和方法
US9676621B2 (en) * 2011-02-18 2017-06-13 Uwm Research Foundation, Inc. Graphene-based field-effect transistor biosensors

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111474365B (zh) * 2020-03-27 2021-09-17 北京大学 一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9676621B2 (en) * 2011-02-18 2017-06-13 Uwm Research Foundation, Inc. Graphene-based field-effect transistor biosensors
CN103682098A (zh) * 2013-09-11 2014-03-26 北京大学 一种抗体修饰的一维纳米材料晶体管器件及其构筑方法
CN104977347A (zh) * 2014-04-04 2015-10-14 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 基于石墨烯的化学或生物传感器及其制作方法
CN106461586A (zh) * 2014-04-28 2017-02-22 纳米医学工程诊断学公司 用于电子生物样品分析的系统和方法
CN106244712A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 北京大学 Dna测序方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111474365A (zh) 2020-07-31
WO2021190328A1 (zh) 2021-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111474365B (zh) 一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法
Kabay et al. Emerging biosensing technologies for the diagnostics of viral infectious diseases
Mu et al. Silicon nanowire field-effect transistors—A versatile class of potentiometric nanobiosensors
Birnbaumer et al. Detection of viruses with molecularly imprinted polymers integrated on a microfluidic biochip using contact-less dielectric microsensors
JP4775262B2 (ja) センサユニット及び反応場セルユニット並びに分析装置
Tsouti et al. Capacitive microsystems for biological sensing
Patolsky et al. Nanowire-based biosensors
Lim et al. Aptasensors: a review
US20110053139A1 (en) Detection of bioagents using a shear horizontal surface acoustic wave biosensor
Sengupta et al. Graphene-based analytical lab-on-chip devices for detection of viruses: A review
Mandal et al. Carbon nanotube thin film biosensors for sensitive and reproducible whole virus detection
CN102016570A (zh) 使用和构建纳米传感器平台的方法
JP2009543090A (ja) 櫛形電極センサーユニットからなるバイオセンサー
Zhang et al. Electroanalysis on an Interdigitated Electrode for High-Affinity Cardiac Troponin I Biomarker Detection by Aptamer–Gold Conjugates
KR101050468B1 (ko) 바이오 칩 및 이를 이용한 바이오 분자 검출 시스템
Di Pietrantonio et al. Biosensor technologies based on nanomaterials
KR100969671B1 (ko) 고감도 바이오 센서 및 이를 포함하는 바이오 칩 그리고이를 제조하는 방법
Yu et al. Recent Advances in Field‐Effect Transistor‐Based Biosensors for Label‐Free Detection of SARS‐CoV‐2
Piedimonte et al. Differential Impedance Sensing platform for high selectivity antibody detection down to few counts: A case study on Dengue Virus
KR20110126942A (ko) 바이오칩 및 그 제조 방법, 이를 이용한 분석 대상 물질 검출 방법
JP2009002939A (ja) アンペロメトリック型バイオセンサ
TWI491879B (zh) 聯結電導定錨分子之抗體探針晶片製作方法
JP2008286714A (ja) ボルタノメトリック型バイオセンサ
Andrianova et al. Electrochemical biosensors for SARS-CoV-2 detection
Madhurantakam et al. Electrochemical label-free methods for ultrasensitive multiplex protein profiling of infectious diseases

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant