CN103293294A - 用碳纳米管微悬臂梁生物传感器检测血小板衍生化生长因子的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种灵敏度高、快速准确，可实现快速测定血小板衍生化生长因子（PDGF）的检测方法，通过构建一种碳纳米管微悬臂梁生物传感器来实现。该生物传感器包括支架、基底材料、碳纳米管、拾取电路，在碳纳米管上面还修饰有一层核酸适配体。先在碳纳米管微悬臂梁上先制作含有PDGF核酸适配体的检测探针，检测时，将检测探针放入待测样本中，待测样本中PDGF通过特异性反应与检测探针上的核酸适配体形成复合物并附着在微悬臂梁上；利用该复合物在微悬臂上产生的质量变化引起微悬臂梁挠曲位移或谐振频率的变化关系和该复合物的质量大小与待测样本中PDGF的浓度呈正相关，从而实现对PDGF的检测。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学工程领域，尤其涉及一种用微悬臂梁生物传感器检测PDGF的方法。
技术背景
血小板衍化生长因子(plateler-derived growth factor, PDGF) 作为血管生成因子之一，与肿瘤的发生发展有密切关系，被认为是一种潜在的具有临床意义的肿瘤标志物。目前PDGF检测方法很多，主要有酶联免疫分析法、免疫组织化学法等。其检测方法操作复杂，灵敏度不高，难以实现在肿瘤早期阶段对PDGF的高灵敏检出，且无法满足快速检测的需求。需要建立一种快速、灵敏、操作简便的PDGF检测方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种灵敏度高、结构简单、快速准确，可实现快速测定PDGF的检测方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过构建一种碳纳米管微悬臂梁生物传感器来实现PDGF的检测。该碳纳米管微悬臂梁生物传感器包括支架、基底材料、碳纳米管、拾取电路；其中基底材料固定在支架一侧构成微悬臂梁结构，碳纳米管生长在基底材料的上面，拾取电路在基底材料的下面，在碳纳米管上面还修饰有一层核酸适配体。
本发明用的碳纳米管微悬臂梁生物传感器的制备步骤如下：
1、微悬臂梁结构的制造
微悬臂梁是将半导体材料硅为基底材料2，加工成微悬臂梁结构。
2、拾取电路4的制作
拾取电路是在基底材料2下表面利用微电子工艺制作硅压敏电阻，将四个压敏电阻连接成惠斯通电桥形式。
3、悬臂梁生长和涂敷碳纳米管工艺
对前述步骤中的基底材料2的上表面进行清洗处理，分别用丙酮、无水乙醇、去离子水进行超声波清洗，然后用低压化学气相沉积法（LPCVD）生长碳纳米管。也可以用热解法、涂覆法或者其他方法在硅基上涂覆碳纳米管。
4、碳纳米管微悬臂梁上核酸适配体的修饰
将核酸适配体通过疏水作用修饰在碳纳米管上，形成一种能特异性识别PDGF的检测探针，从而构建完成碳纳米管微悬臂梁生物传感器；PDGF核酸适配体也可以是通过π-π叠加作用修饰在碳纳米管上。
本发明对PDGF检测的步骤如下：
（1）在碳纳米管微悬臂梁上先制作含有PDGF核酸适配体的检测探针；
（2）将检测探针放入待测样本中，待测样本中PDGF通过特异性反应与检测探针上的核酸适配体形成复合物并附着在微悬臂梁上；
（3）所形成的复合物的质量大小与待测样本中PDGF的浓度呈正相关；
（4）所述复合物在微悬臂上产生的质量变化引起微悬臂梁挠曲位移或谐振频率的变化，从而实现对PDGF的检测。
附图说明
图1是检测PDGF用的碳纳米管微悬臂梁生物传感器示意图。
具体实施方式
图1是PDGF检测用的碳纳米管微悬臂梁生物传感器的示意图，包括支架1，基底材料2，碳纳米管3以及拾取电路4。其中基底材料2固定在支架1一侧构成微悬臂梁结构，碳纳米管3生长在基底材料2的上面，拾取电路4在基底材料2的下面，在碳纳米管3上面还修饰有一层核酸适配体5。
首先，在碳纳米管3上修饰对PDGF有特异性识别的核酸适配体5，形成一种检测探针；核酸适配体5可以是通过疏水作用修饰在碳纳米管3上，也可以通过π-π叠加作用修饰在碳纳米管3上。
然后，将检测探针放入待测样本中，探针里的核酸适配体5与样本中的PDGF发生特异性识别反应，形成复合物，该复合物在微悬臂梁生物传感器上产生质量效应，利用这种质量效应来实现对PDGF的检测。
实施例1
本发明检测PDGF的步骤如下：
（1）将碳纳米管微悬臂梁置于含有对PDGF有特异性识别作用的核酸适配体的溶液中，通过超声处理的方法，将核酸适配体修饰在碳纳米管上，其修饰方法可以是核酸适配体通过疏水作用修饰在碳纳米管上，也可以是通过π-π叠加作用修饰在碳纳米管上，形成一种包含有PDGF核酸适配体的检测探针；
（2）将待测样本滴加到修饰有核酸适配体的碳纳米管微悬臂梁上，在室温下孵育15分钟，使生物传感界面上的核酸适配体与待测样本中的PDGF发生特异性识别反应，形成复合物；
（3）所形成的复合物的质量大小与待测样本中PDGF的浓度呈正相关。
（4）形成的复合物在微悬臂梁上产生质量效应，利用该质量效应来实现对PDGF的检测。
本实验取样10微克/毫升、1微克/毫升、0.5微克/毫升，形成的复合物在硅微悬臂梁上产生质量效应分别是39.8Hz、4.1 Hz、1.9 Hz，PDGF的检测结果分别为9.95微克/毫升、1.03微克/毫升、0.48微克/毫升。
Claims (3)
1.用碳纳米管微悬臂梁生物传感器检测血小板衍生化生长因子的方法，其特征在于：采用碳纳米管微悬臂梁生物传感器其来检测，包括如下步骤
（1）在碳纳米管微悬臂梁上先制作含有PDGF核酸适配体的检测探针；
（2）将检测探针放入待测样本中，待测样本中PDGF通过特异性反应与检测探针上的核酸适配体形成复合物并附着在微悬臂梁上；
（3）所形成的复合物的质量大小与待测样本中PDGF的浓度呈正相关；
（4）所述复合物在微悬臂上产生的质量变化引起微悬臂梁挠曲位移或谐振频率的变化，从而实现对PDGF的检测。
2.根据权利要求1所说的方法，所述碳纳米管微悬臂梁生物传感器包括支架(1)、基底材料(2)、碳纳米管(3)、拾取电路(4)；所述基底材料(2)固定在支架(1)一侧构成微悬臂梁结构，碳纳米管(3)生长在基底材料(2)的上面，拾取电路(4)在基底材料(2)的下面；其特征在于：在碳纳米管（3）上面还修饰有一层核酸适配体（5）；所述修饰的方法是核酸适配体通过π-π叠加作用修饰在碳纳米管上。
3.根据权利要求2所说的方法，其特征在于：所述生长的方法是热解法。
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