一种光可逆的场效应晶体管生物传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及生物传感器，特别涉及一种光可逆的场效应晶体管生物传感器。
【背景技术】
[0002]近年来，以纳米生物传感器为代表的新型分子识别技术，由于其具有实时检测、准确定量、灵敏度高、特异性高、无须标记等特点，逐渐受到研究者的重视，被认为是现代临床诊断和检验的一个新的发展方向。同时生物传感器具有操作简单、环境要求简单、检测设备易于微型化等特点，使其具有更大的临床应用价值，已在基因、蛋白、细胞、病原微生物等检测方面得到了极大的应用。但是，目前出现的各种纳米生物传感器大多数都存在着只能一次性使用，或者通过各种复杂的操作才能重复使用的问题，这就使得在纳米生物传感器的研制过程中产生研制材料浪费和环境污染等问题。
[0003]石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。和其它结构相比，石墨烯具有极高的电导率、热导率、及出色的机械强度；并且作为单原子平面二维晶体，石墨烯在高灵敏度检测领域具有独特的优势。二氧化钛是一种重要的光催化剂，可以有效地降解各种有机分子，而且原料容易获得，价格低廉，制备过程简单。还原氧化石墨烯/二氧化钛复合物已经通过氧化石墨烯/二氧化钛水热还原成功的合成，这种纳米复合物具有更高的光催化活性，并且更容易与石墨烯结合，从而构建更高性能的纳米生物传感器。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种光可逆的场效应晶体管生物传感器。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:
[0006]一种光可逆的场效应晶体管生物传感器，其特征在于:它包括基底层，所述基底层上设有金属电极对，所述金属电极对的两个金属电极之间设有导电通道，所述导电通道由还原氧化石墨烯层和沉积在还原氧化石墨烯层上的还原氧化石墨烯/二氧化钛复合物层覆盖在两电极之间形成，所述金属电极分别与外侧信号检测装置连接。
[0007]上述方案中，所述还原氧化石墨烯/ 二氧化钛复合物层上连接有探针修饰分子。
[0008]上述方案中，所述探针修饰分子为通过化学键与还原氧化石墨烯/ 二氧化钛复合物层上的还原氧化石墨稀键连的抗体修饰分子、PNA修饰分子或DNA修饰分子。
[0009]上述方案中，所述基底层由娃基质及沉积在娃基质上的二氧化娃构成。
[0010]本实用新型将还原氧化石墨烯/ 二氧化钛复合物层沉积在石墨烯层的表面，并对还原氧化石墨烯/ 二氧化钛复合物层进行化学修饰，在还原氧化石墨烯/ 二氧化钛复合物层上键连不同的生物分子如蛋白质，DNA作为受体，可以开展针对与目前全世界范围内的流行性疾病，例如肝炎、艾滋病、肺结核、头号杀手癌症和致命杀手心脏病等疾病及相关疾病的诊断研究，并且该场效应晶体管生物传感器在使用过后，可以通过简单的紫外光照的处理，降解其表面键连的生物分子，从而达到有效地重复使用，减少化学材料的浪费和污染。
[0011]本实用新型的有益效果:
[0012]本实用新型提供的场效应晶体管生物传感器可以对生物样本进行检测，并且在检测完成后，通过紫外光照处理就能实现重复使用；所述场效应晶体管生物传感器以电子检测为手段，无需标记、灵敏度高、轻巧方便、携带方便、能与现代微电子技术联用、易于实现微型化和集成化，并且具有光可逆性，可重复利用等优点，必将在临床疾病诊断方面发挥重要作用。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型光可逆的场效应晶体管生物传感器的结构示意图，图中:1为硅基质，2为二氧化娃，3为金属电极，4为还原氧化石墨稀层，5为还原氧化石墨稀/ 二氧化钛复合物层，6为探针修饰分子。
[0014]图2为本实用新型光可逆的场效应晶体管生物传感器的光可逆实验结果。
[0015]图3为本实用新型光可逆的场效应晶体管生物传感器用于检测抗原(D 二聚体)的电学曲线变化图。
【具体实施方式】
[0016]为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但不仅仅局限于下面的实例。
[0017]实施例1
[0018]参照图1所示，本实用新型所述光可逆的场效应晶体管生物传感器，包括基底层，所述基底层由硅基质(I)及沉积在硅基质上的二氧化硅(2)构成，基底层上设有平行的金属电极对(3)，所述金属电极对的两条金属电极之间通过覆盖石墨烯层(4)并在还原氧化石墨烯层上沉积还原氧化石墨烯/ 二氧化钛复合物层(5)形成导电通道，金属电极与外侧信号检测装置连接。
[0019]其中，在所述还原氧化石墨烯/ 二氧化钛复合物层上连接有探针修饰分子出)；所述探针修饰分子为通过化学键与还原氧化石墨烯/二氧化钛复合物层上的还原氧化石墨烯键连的抗体修饰分子、PNA修饰分子或DNA修饰分子。
[0020]本实用新型所述光可逆的场效应晶体管生物传感器具体地制作过程为:在基底层上两金属电极之间覆盖还原氧化石墨烯层，然后在其上沉积还原氧化石墨烯/ 二氧化钛复合物层，随后使用N-羟基琥珀酰亚胺酯1-芘丁酸作为链接分子，利用其苯环结构π-π堆积作用结合在还原氧化石墨烯/ 二氧化钛复合物层表面，再利用其游离的醛基与探针上的氨基发生希夫反应，将探针分子连接在还原氧化石墨烯/ 二氧化钛复合物层上后得到光可逆的场效应晶体管生物传感器；其工作原理为:将含待测目标抗原的反应液滴加到导电通道处，使之覆盖金属电极对，待测目标抗原会与抗体修饰分子相互结合，结合后带负电的抗原与石墨烯发生相互作用，使石墨烯发生η型掺杂，从而引起石墨烯狄拉克点的变化，然后通过外侧电信号检测装置即可以观察到与待测目标抗原的浓度相对应的电信号变化，由此，可以通过这种电信号的变化来确定未知待测目标抗原的浓度；检测完成后，在紫外灯光照射后，还原氧化石墨烯/ 二氧化钛复合物层中的二