CN110618183A - 一种肿瘤标志物快速检测的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种肿瘤标志物快速检测的方法，包括步骤如下：S1：提供一纳米孔阵列模板蚀刻出纳米传感器芯片；S2：在纳米传感器芯片中图构并光刻出电极图形，完成源电极、漏电极和两个栅极的设计；S3：设计流体通道，钝化后在纳米传感器芯片表面和流体通道修饰抗体分子；S4：将步骤S2得到的纳米传感器芯片与液池组装成纳米传感器；S5：在液池一侧加入肿瘤标志物分子；S6：肿瘤标志物分子在液压驱动下快速进入流体通道并被抗体分子捕获；S7：检测肿瘤标志物分子被捕获产生后的阻塞电流，实现肿瘤标志物的快速定量检测。

Description

一种肿瘤标志物快速检测的方法
技术领域
本发明涉及医学检测技术领域，更具体是涉及一种肿瘤标志物快速检测的方法。
背景技术
肿瘤标志物是在恶性肿瘤的发生和增殖过程中，由肿瘤细胞合成分泌的、或由机体对肿瘤反应而异常产生的物质，其在血液、尿液、浆膜腔积液或其他组织液中的含量发生改变。肿瘤标志物可以由肿瘤组织直接产生，亦可是由非肿瘤组织对肿瘤的反应所产生，另外，某些核酸分子也可作为肿瘤标志物成分。肿瘤标志物被广泛用于肿瘤的检测和诊断，其水平的升高可预示着肿瘤的发生，然而也可由其他原因所致。
肿瘤标志物的主要检测方法是生化比色法（酶类）和免疫检测法，免疫法测定有特异、敏感、快速、操作简便、稳定性好、能定量等优点。免疫学检测主要是三大技术：放射性核素标记抗原或抗体的放射免疫测定(RIA)、酶标记的酶联免疫测定(ELISA)和荧光素标记的荧光免疫测定(FIA)。由于放射性免疫测定使用放射性物质，对人体健康有一定的损害，因此需要用安全可靠的检测装置及检测方法取代。
发明内容
本发明的目的在于提供一种肿瘤标志物快速检测的方法，解决了现有技术中的问题，能有效降低检测方法的复杂程度问题、安全可靠。
为实现上述目的，本发明提供了一种肿瘤标志物快速检测的方法，包括步骤如下：
S1：提供一纳米孔阵列模板蚀刻出纳米传感器芯片；
S2：在纳米传感器芯片中图构并光刻出电极图形，完成源电极、漏电极和两个栅极的设计，形成场效应管电路，并通过纳米导线管外接检测探针；
S3：设计流体通道，钝化后在纳米传感器芯片表面和流体通道修饰抗体分子；
S4：将步骤S2得到的纳米传感器芯片与液池组装成纳米传感器；
S5：在液池一侧加入肿瘤标志物分子；
S6：肿瘤标志物分子在液压驱动下快速进入流体通道并被抗体分子捕获；
S7：检测肿瘤标志物分子被捕获产生后的阻塞电流，实现肿瘤标志物的快速定量检测。
优选地，在所述S1步骤中，纳米孔阵列模板为炭纳米二氧化钛晶体。
优选地，在所述S2步骤中，利用紫外光刻方法在纳米传感器芯片刻上源电极、漏电极及栅电极的图形，采用薄膜磁控溅射沉积技术沉积金属层后，分别在源电极、漏电极及栅电极上分别沉积亚氧化钛、石墨烯纳米复合材料和纳米棒氧化铜，最后超声剥离光刻胶即可得到电极图形。
优选地，在所述S3步骤中利用紫外光刻法制备钝化层；设计流体通道时采用激光雕刻，且流体通道为两行并排成列多个流体通道组成。
优选地，在所述S5步骤中的肿瘤标志物分子是常用的肿瘤标志物。
优选地，在所述S7步骤中检测时的电压为：3-12V。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过炭纳米二氧化钛晶体作为基底信号放大平台，亚氧化钛、石墨烯纳米复合材料和纳米棒氧化铜对双氧水的还原具有优异的催化性能，能够发挥协同催化效应，实现响应信号的放大；亚氧化钛具有较高的导电性能够加速电子的转移，提高传感器的灵敏度，而且亚氧化钛、石墨烯纳米复合材料具有较大的比表面积，使其纳米芯片具有优异的催化性能、高的导电性，能够放大响应信号，提高制备出的传感器的灵敏度和准确度。
2、本发明的方法构建的纳米传感器对肿瘤标记物进行检测时，操作简单、检测迅速，安全可靠。
具体实施方式
下面结合实例，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明提供一种肿瘤标志物快速检测的方法，所述检测方法至少包括步骤：
S1：提供一纳米孔阵列模板蚀刻出纳米传感器芯片；
S2：在纳米传感器芯片中图构并光刻出电极图形，完成源电极、漏电极和两个栅极的设计，形成场效应管电路，并通过纳米导线管外接检测探针；
S3：设计流体通道，钝化后在纳米传感器芯片表面和流体通道修饰抗体分子；
S4：将步骤S2得到的纳米传感器芯片与液池组装成纳米传感器；
S5：在液池一侧加入肿瘤标志物分子；
S6：肿瘤标志物分子在液压驱动下快速进入流体通道并被抗体分子捕获；
S7：检测肿瘤标志物分子被捕获产生后的阻塞电流，实现肿瘤标志物的快速定量检测。
其中，在S1步骤中，纳米孔阵列模板优选炭纳米二氧化钛晶体，首先选用AR-80型号光刻胶，经HMDS预处理后，使用自动匀胶机在单晶硅表面均匀覆盖一层光刻胶，参数为5000r/30s；然后在100℃维持80s烘干，通过尼康步进式光刻机曝光显影得到纳米传感器芯片的图形；接着使用RIE刻蚀法整体刻蚀250nm，去除杂质，显示出衬底层，构建出长/宽/高约300nm/250nm/300nm的纳米传感器芯片阵列块。
在S2步骤中，经HMDS预处理后，使光刻胶在纳米传感器芯片表面均匀覆盖，匀胶机参数设置为5000rad/30s，匀胶后后烘，条件为100℃维持80s，利用紫外光刻方法在特定位置套刻上源电极、漏电极及栅电极的图形，采用薄膜磁控溅射沉积技术沉积金属层(比如Pt,Au)后，分别在源电极、漏电极及栅电极上分别沉积亚氧化钛、石墨烯纳米复合材料和纳米棒氧化铜，最后超声剥离光刻胶即可得到电极图形，形成场效应管电路时可以采用申请号为201010183828.7的中国专利《光波导免疫传感器及其检测方法》公开的源电极、漏电极及栅电极的设计及线路形成方法。也可以是申请号为201510729479.7的中国专利《碳纳米管半导体器件及其制备方法》公开的在所述金属薄膜层之上构图形成光刻胶层来覆盖欲形成源电极和漏电极的区域；以及以所述光刻胶层为掩膜进行刻蚀，直至所述碳纳米管层被暴露，并保留所述光刻胶层；或者是其它采用现有的技术。
在S3步骤中，主要是利用紫外光刻法制备钝化层；设计流体通道时采用激光雕刻，且流体通道为两行并排成列多个流体通道组成，流体通道孔径优选为40-50纳米，液体送入时优选采用泵入方式，采用泵入方式时，纳米传感器可不放入液池。
在S5步骤中的肿瘤标志物分子可以是常用的肿瘤标志物例如癌胚蛋白、肿瘤抗原、酶类标志物、激素、血浆蛋白，也可以是其它肿瘤标志物分子。
在S3和S6中的抗体分子可以是抗体分子现有可检测的抗体。
在S7步骤中检测时的电压为：3-12V，优选是5V，6V。
原理说明，本发明通过炭纳米二氧化钛晶体作为基底信号放大平台，亚氧化钛、石墨烯纳米复合材料和纳米棒氧化铜对双氧水的还原具有优异的催化性能，能够发挥协同催化效应，实现响应信号的放大；亚氧化钛具有较高的导电性能够加速电子的转移，提高传感器的灵敏度，而且亚氧化钛、石墨烯纳米复合材料具有较大的比表面积，使其纳米芯片具有优异的催化性能、高的导电性，能够放大响应信号，提高制备出的传感器的灵敏度和准确度。且对肿瘤标记物进行检测时，操作简单、检测迅速，安全可靠。
实例1
对CEA的检测
该实验所用血清为脱盐处理的血清溶液，配置特定浓度的CEA溶液（浓度分别为0.5pg/ml、1fg/ml、10fg/ml、100fg/ml）。检测时首先通入血清溶液以获得电流基线，作为空白对照，接下来器件中通入浓度由低到高的不同浓度的CEA血清溶液各3分钟，得到的检测曲线，当血清样品流过器件的检测区域时，Ids值迅速上升并逐渐趋于稳定状态；随着CEA浓度的上升，稳定状态的Ids也逐渐增大。该器件检测限为1pg/ml，该结果表明本发明的传感器具备超高的灵敏度，能够快速的检测出准确的结果。
实例2
对AFP的检测
纳米生物传感器与多路复用的微流体通道集成。用该传感器同时检测了甲胎蛋白（AFP）。检测时首先通入血清溶液以获得电流基线，作为空白对照，接下来器件中通入浓度由低到高的不同浓度的AFP血清溶液各3分钟，得到的检测曲线，当血清样品流过器件的检测区域时，Ids值迅速上升并逐渐趋于稳定状态；随着CEA浓度的上升，稳定状态的Ids也逐渐增大。该器件检测限为1pg/ml,该结果表明本发明的传感器具备超高的灵敏度，能够在1s内快速的检测出准确的结果，且检测极限达到265fg/ml。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种肿瘤标志物快速检测的方法，其特征在于，包括步骤如下：
S1：提供一纳米孔阵列模板蚀刻出纳米传感器芯片；
S2：在纳米传感器芯片中图构并光刻出电极图形，完成源电极、漏电极和两个栅极的设计，形成场效应管电路，并通过纳米导线管外接检测探针；
S3：设计流体通道，钝化后在纳米传感器芯片表面和流体通道修饰抗体分子；
S4：将步骤S2得到的纳米传感器芯片与液池组装成纳米传感器；
S5：在液池一侧加入肿瘤标志物分子；
S6：肿瘤标志物分子在液压驱动下快速进入流体通道并被抗体分子捕获；
S7：检测肿瘤标志物分子被捕获产生后的阻塞电流，实现肿瘤标志物的快速定量检测。
2.根据权利要求书1所述的肿瘤标志物快速检测的方法，其特征在于，在所述S1步骤中，纳米孔阵列模板为炭纳米二氧化钛晶体。
3.根据权利要求书1所述的肿瘤标志物快速检测的方法，其特征在于，在所述S2步骤中，利用紫外光刻方法在纳米传感器芯片刻上源电极、漏电极及栅电极的图形，采用薄膜磁控溅射沉积技术沉积金属层后，分别在源电极、漏电极及栅电极上分别沉积亚氧化钛、石墨烯纳米复合材料和纳米棒氧化铜，最后超声剥离光刻胶即可得到电极图形。
4.根据权利要求书1所述的肿瘤标志物快速检测的方法，其特征在于，在所述S3步骤中利用紫外光刻法制备钝化层；设计流体通道时采用激光雕刻，且流体通道为两行并排成列多个流体通道组成。
5.根据权利要求书1所述的肿瘤标志物快速检测的方法，其特征在于，在所述S5步骤中的肿瘤标志物分子是常用的肿瘤标志物。
6.根据权利要求书1所述的肿瘤标志物快速检测的方法，其特征在于，在所述S7步骤中检测时的电压为：3-12V。
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