本發(fā)明涉及傳感器制備與參數(shù)優(yōu)化的，公開了一種基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的生物傳感器。
背景技術(shù)：
1、隨著全球糧食供應(yīng)鏈的日益復(fù)雜和擴(kuò)展，人們對于食品安全的關(guān)注日益提升。在諸多可能危及公眾健康的因素中，真菌毒素引發(fā)了廣泛的關(guān)注。真菌毒素的污染廣泛出現(xiàn)在食品中，我國作為一個(gè)糧食進(jìn)出口大國，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，糧食進(jìn)出口逐漸頻繁，這使得對各種動(dòng)植物及糧油食品的監(jiān)管和抽查不斷增強(qiáng)。然而，在糧食的存儲、運(yùn)輸以及加工過程中，由于環(huán)境不適、操作不當(dāng)?shù)纫蛩?，極易引起霉菌的生長和毒素的產(chǎn)生。
2、經(jīng)過多年的研究，針對真菌毒素的檢測和分析已經(jīng)開發(fā)出了多種技術(shù)，其中主要包括酶聯(lián)免疫法和薄層色譜法。盡管這些方法有高靈敏度和高準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)，但它們?nèi)匀淮嬖谥黠@的缺點(diǎn)。這些方法要求實(shí)驗(yàn)者具備熟練的操作技巧，并需要昂貴的設(shè)備和材料，以及復(fù)雜的樣品預(yù)處理過程。除了上述方法外，近年來還出現(xiàn)了電化學(xué)、熒光、化學(xué)發(fā)光、光纖和表面等離子體共振等用于檢測真菌毒素濃度的新興技術(shù)。這些新興技術(shù)以其靈敏度高、成本低廉、簡便易用等特點(diǎn)，為真菌毒素的檢測提供了一種具有巨大潛力的解決方案。然而，它們也面臨檢測限較高、難以集成化以及對環(huán)境干擾敏感等問題。
3、例如現(xiàn)有的授權(quán)公開號為cn113203785a的中國專利公開了本發(fā)明公開一種基于有機(jī)光電化學(xué)晶體管的aβ寡聚體生物傳感器及其制備方法與應(yīng)用，其中，aβ寡聚體生物傳感器包括一端插入到電解質(zhì)溶液中柵電極，所述柵電極上設(shè)置有光電活性層，所述光電活性層上設(shè)置有與待測樣品中aβ寡聚體特異性結(jié)合的核酸適配體apt1，還包括備用的與所述待測樣品中aβ寡聚體特異性結(jié)合的酶標(biāo)適配體，所述酶標(biāo)適配體由核酸適配體apt2、微納米顆粒和酶三者結(jié)合在一起組成；以及備用的與所述酶反應(yīng)生成有色沉淀的催化底物。本發(fā)明采用對aβ寡聚體高特異性結(jié)合的核酸適配體構(gòu)建三明治免疫結(jié)構(gòu)，在酶的催化下，可同時(shí)生成有色沉淀，同時(shí)通過有機(jī)光電化學(xué)晶體管實(shí)現(xiàn)對aβ寡聚體的低成本、儀器簡單、靈敏度高、選擇性好的檢測。
4、但是上述專利中存在：生物傳感器生物敏感柵極選擇性低，測量信號容易受到外界干擾影響，難以穩(wěn)定持續(xù)的映射目標(biāo)檢測物質(zhì)的濃度變化，并且檢測環(huán)境變動(dòng)導(dǎo)致穩(wěn)定性低，測量結(jié)果誤差較大，無法實(shí)時(shí)跟進(jìn)溫度參數(shù)變化，最后受到結(jié)構(gòu)限制因此生物傳感器的檢測應(yīng)用范圍和靈敏度受到制約。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的生物傳感器，包括：
3、生物敏感柵極，包括相對設(shè)置的柵極(7)、生物敏感層(9)和電極修飾層(8)，其中，所述生物敏感層(9)表面修飾免疫反應(yīng)結(jié)構(gòu)；
4、電解質(zhì)溶液(5)，包括帶電介質(zhì)和被測真菌；
5、電極層，所述電極層包括漏電極(1)、源電極(2)、有機(jī)半導(dǎo)體溝道(3)和基底(4)；
6、其中，生物敏感柵極通過電解質(zhì)溶液(5)連接所述電極層。
7、可選的，所述有機(jī)電化學(xué)晶體管的結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)，漏電極(1)位于半導(dǎo)體溝道(3)的一側(cè)。
8、可選的，所述有機(jī)電化學(xué)晶體管的結(jié)構(gòu)為垂直結(jié)構(gòu)，所述漏電極(1)位于所述半導(dǎo)體溝道(3)的頂端。
9、可選的，所述生物傳感器的所述生物敏感柵極材質(zhì)包括貴金屬及合金、過渡金屬氧化物和碳基材料；
10、所述生物傳感器生物敏感層(9)電極的材料包括陽離子官能團(tuán)或者與特定酶具有特異性親和作用的官能團(tuán)。
11、可選的，所述生物敏感柵極材質(zhì)包括貴金屬及氧化物；
12、所述生物傳感器電極修飾層(8)材質(zhì)包括過渡金屬氧化物；
13、所述生物傳感器生物敏感層(9)電極的材料包括陽離子官能團(tuán)或者與特定酶具有特異性親和作用的官能團(tuán)。
14、可選的，所述生物傳感器設(shè)置微流控通道，微流控通道為y型結(jié)構(gòu)或t型結(jié)構(gòu)；
15、所述微流控通道內(nèi)設(shè)置有微柱陣列。
16、本申請還提供一種如上所述的基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的生物傳感器的制備方法，包括如下步驟：
17、s1、制備殼聚糖-石墨烯納米復(fù)合材料；
18、s2、制備生物敏感柵極；
19、s3、制備有機(jī)電化學(xué)晶體管；
20、s4、將制備好的生物敏感柵極作為柵極連接有機(jī)電化學(xué)晶體管，并浸泡至電解質(zhì)溶液(5)中。
21、可選的，制備殼聚糖-石墨烯納米復(fù)合材料的步驟包括：
22、通過將殼聚糖溶于乙酸中制備所述殼聚糖溶液；
23、通過將石墨烯納米片粉末于無水乙醇中超聲分散后，經(jīng)離心取上清液得到所述石墨烯分散液；
24、通過將石墨烯分散液與殼聚糖溶液混合制備殼聚糖-石墨烯納米復(fù)合材料溶液。
25、可選的，所述制備生物敏感柵極的步驟包括：
26、s201、將柵電極(7)放在乙醇和超純水中進(jìn)行超聲清洗，并在硫酸溶液中進(jìn)行循環(huán)伏安掃描活化；
27、s202、在對氨基苯甲酸溶液中將柵電極(7)表面用循環(huán)伏安法進(jìn)行羧基化處理；
28、s203、取制備好的制備殼聚糖-石墨烯納米復(fù)合材料分散液滴涂在柵電極(7)表面，干燥后滴加edc和nhs溶液，孵育活化羧基，用pbs溶液清洗處理過的電極后加入真菌毒素抗體孵育后加入bsa溶液，以封閉表面活性點(diǎn)位，電極修飾層8，生物敏感層(9)制備完成；
29、s204、得到生物敏感柵極。
30、可選的，制備有機(jī)電化學(xué)晶體管的步驟包括：
31、s301、通過異丙醇超聲清洗和uv光清洗基底(4)，制備處理好的基地(4)；
32、s302、以所述處理好的基底(4)為操作臺，通過蒸鍍得到源電極(2)和漏電極(1)；
33、s303、在制備好的源電極(3)與漏電極(2)之間旋涂半導(dǎo)體溶液，制備有機(jī)半導(dǎo)體溝道(4)；
34、s304、旋涂光刻膠，將掩膜光刻版與基底(4)對齊用紫外光照射后得到封裝層6，得到所述有機(jī)電化學(xué)晶體管。
35、本發(fā)明的有益效果：
36、本發(fā)明制備的基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的真菌毒素生物傳感器為平面或垂直結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出較好的檢測限和靈敏度，制備的基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的真菌毒素生物傳感器不管是以玻碳電極還是金電極為工作電極在短時(shí)間內(nèi)都表現(xiàn)出了優(yōu)異的穩(wěn)定性，其測量信號不易受外界干擾影響，能夠持續(xù)穩(wěn)定地反映目標(biāo)物質(zhì)的濃度變化，制備的基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的真菌毒素生物傳感器其生物敏感柵極具有較高的選擇性，能在低濃度下快速，準(zhǔn)確檢測真菌毒素的濃度，本發(fā)明交叉點(diǎn)敏感抑制，可以有效降低基于oects的真菌毒素生物傳感器的交叉敏感性，提高其檢測的特異性和準(zhǔn)確性。
1.一種基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的生物傳感器，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的生物傳感器，其特征在于：所述有機(jī)電化學(xué)晶體管的結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)，漏電極(1)位于半導(dǎo)體溝道(3)的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的生物傳感器，其特征在于：所述有機(jī)電化學(xué)晶體管的結(jié)構(gòu)為垂直結(jié)構(gòu)，所述漏電極(1)位于所述半導(dǎo)體溝道(3)的頂端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的生物傳感器，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的生物傳感器，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的生物傳感器，其特征在于：
7.一種如權(quán)利要求1所述的基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的生物傳感器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的真菌毒素生物傳感器制備方法，其特征在于：制備殼聚糖-石墨烯納米復(fù)合材料的步驟包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的真菌毒素生物傳感器制備方法，其特征在于：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的真菌毒素生物傳感器制備方法，其特征在于：制備有機(jī)電化學(xué)晶體管的步驟包括：