CN113528311A - 基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法及装置，包括：利用自组装模板光刻技术及电化学团簇生长技术获得大面阵金簇结构；利用末端巯基修饰的DNA单链或多肽等物质与大面阵金簇结构的金簇尖端产生特异性结合形成大面阵检测探针；将大面阵金簇阵列结构集成于含有微电极的微流控系统中，并在微流控系统的反应腔室中通入反应原液；将待检测溶液通入微流控系统的反应腔室，反应原液与待检测溶液混合；为微流控系统中的微电极施加特定范围的电压，并检测伏安曲线中特定还原峰变化的方式，根据伏安曲线中特定还原峰变化的方式判断待检测溶液中是否含有病毒。该方法检测灵敏度高，检测速度快，且稳定性高，易于集成，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及病毒检测技术领域，特别涉及一种基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法及装置。
背景技术
病毒检测是公共卫生防护、疫情防控、病情诊断、精准医疗中尤为重要的环节。目前，原位杂交，聚合酶链式反应(PCR)，逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)等化学方法是病毒检测的重要方式。但是受制于化学检测机理，上述方法存在检测速度慢，检测成本高等缺点，无法满足高通量的检测需求。近年来，基于电化学信号的病毒检测方法由于检测速度快，灵敏度高，成本低等优势受到广泛关注。例如利用末端巯基修饰的RNA单链与金簇结构的金簇尖端产生特异性结合形成检测探针，在特定的电压下检测探针能够产生微弱的还原峰。当检测体系中存在待检测目标病毒片段时，病毒片段能够与检测探针结合进而大幅度增加还原峰，从而产生明显的检测电化学信号。上述电化学检测方法能够显著的提升检测灵敏度与检测速度，因而展现出巨大的潜力。电化学检测信号灵敏度以及检测速度，检测稳定性等与金簇覆盖面积息息相关。然而，金簇的制备通常依赖于掩膜光刻，3D打印，激光加工等方式，这大幅限制了金簇的制备面积，增加了制备成本，阻碍了该方法的进一步突破。因此提出一种成本低，制备面积大的金簇制备技术，并设计一种与大面积金簇匹配的病毒检测集成系统对于基于金簇电化学信号检测技术的进步尤为重要。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法，该方法检测灵敏度高，检测速度快，且稳定性高，易于集成，成本低。
本发明的另一个目的在于提出一种基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测装置。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法，包括以下步骤：
利用自组装模板光刻技术及电化学团簇生长技术获得大面阵金簇结构；
利用末端巯基修饰的DNA单链与所述大面阵金簇结构的金簇尖端产生特异性结合形成大面阵检测探针；
将所述大面阵金簇阵列结构集成于含有微电极的微流控系统中，并在所述微流控系统的反应腔室中通入反应原液；
将待检测溶液通入所述微流控系统的反应腔室，所述反应原液与所述待检测溶液混合；
为所述微流控系统中的微电极施加特定范围的电压，并检测伏安曲线中特定还原峰变化的方式，根据所述伏安曲线中特定还原峰变化的方式判断所述待检测溶液中是否含有病毒。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测装置，包括：
制备模块，用于利用自组装模板光刻技术及电化学团簇生长技术获得大面阵金簇结构；
组合模块，用于利用末端巯基修饰的DNA单链与所述大面阵金簇结构的金簇尖端产生特异性结合形成大面阵检测探针；
处理模块，用于将所述大面阵金簇阵列结构集成于含有微电极的微流控系统中，并在所述微流控系统的反应腔室中通入反应原液；
混合模块，用于将待检测溶液通入所述微流控系统的反应腔室，所述反应原液与所述待检测溶液混合；
检测模块，用于为所述微流控系统中的微电极施加特定范围的电压，并检测伏安曲线中特定还原峰变化的方式，根据所述伏安曲线中特定还原峰变化的方式判断所述待检测溶液中是否含有病毒。
本发明实施例的基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法及装置，检测灵敏度高，检测速度快，且稳定性高，易于集成，成本低。对于病毒浓度低的待测液体仍可以准确、快速的检测出病毒，对不同类型的待检测病毒有广泛的适用性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法流程图；
图2为根据本发明一个实施例的微流控结构的模型图；
图3为根据本发明一个实施例的大面阵金簇结构的电镜图；
图4为根据本发明一个实施例的电信号检测结果图(伏安曲线)示意图；
图5为根据本发明一个实施例的基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测装置结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法及装置。
首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法。
图1为根据本发明一个实施例的基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法流程图。
如图1所示，该基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法包括以下步骤：
步骤S1，利用自组装模板光刻技术及电化学团簇生长技术获得大面阵金簇结构。
进一步地，利用自组装模板光刻技术及电化学团簇生长技术获得大面阵金簇结构，包括：
利用磁控溅射技术在硅片表面制备特定厚度的金层，利用旋涂匀胶技术在金层上方制备特定厚度的光刻胶层；
利用液气界面自组装方法将特定直径的有序聚苯乙烯微球制备于光刻胶层表面，有序聚苯乙烯微球起到掩膜的作用；
利用光刻技术去除聚苯乙烯微球未掩膜区域的光刻胶，去除后的区域漏出金层，其余未去除区域为光刻胶；
将硅片置于AuCl3-HCl混合溶液中，利用电化学生长方式于金层部分制备大面阵金簇阵列结构。
可选地，磁控溅射金层厚度可以是10nm-1000nm。
可选地，光刻胶层厚度可以是100nm-10微米。
可选地，聚苯乙烯微球直径可以是1微米-20微米。
可选地，电化学生长时间可以是5s-10分钟。
可选地，大面阵金簇阵列的覆盖面积可以是1x1mm2-100x100mm2。
步骤S2，利用末端巯基修饰的DNA单链与大面阵金簇结构的金簇尖端产生特异性结合形成大面阵检测探针。
可选地，利用末端巯基修饰的DNA单链或多肽等物质与大面阵金簇结构的金簇尖端产生特异性结合形成大面阵检测探针。
步骤S3，将大面阵金簇阵列结构集成于含有微电极的微流控系统中，并在微流控系统的反应腔室中通入反应原液。
可选地，将含有[Ru(NH3)6]3+/[Fe(CN)6]3-的混合溶液通入微流控系统的反应腔室中作为反应原液。
进一步地，如图2所示，为微流控系统的结构示意图，微流控系统包括反应腔体和微电极，反应腔室为长方体，其横截面积可以是1x1mm2-100x100mm2，高度可以是100微米-10mm。反应腔室数量可以是1-1000个。腔室底部为大面阵金簇结构，微电极中的工作电极与大面阵金簇结构连接，微电极中的对电极以及参比电极与腔室内部的反应原液接触。
步骤S4，将待检测溶液通入微流控系统的反应腔室，反应原液与待检测溶液混合。
步骤S5，为微流控系统中的微电极施加特定范围的电压，并检测伏安曲线中特定还原峰变化的方式，根据伏安曲线中特定还原峰变化的方式判断待检测溶液中是否含有病毒。
可选地，通过电化学工作站连接微电极施加特定范围的电压并检测伏安曲线中特定还原峰变化的方式来判别上述待检测液体中是否含有病毒。当检测体系中存在待检测目标病毒片段时，病毒片段能够与检测探针结合进而使还原峰大幅提升。
下面通过一个具体实施例对本发明的基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法进行说明。
在硅片表面制备100纳米金层，5微米光刻胶层。利用液气界面自组装方法于上述光刻胶表面制备直径7微米的有序聚苯乙烯微球层。利用模版光刻技术去除聚苯乙烯微球未掩膜区域的光刻胶漏出下方金层。利用电化学生长技术持续供电20s获得大面阵金簇结构，如图3的电镜图所示。利用末端巯基修饰的DNA单链(此处可以为末端巯基修饰的DNA单链，也可以给出基因序列图或者其他形式等等)与金簇尖端产生特异性结合形成大面阵检测探针。
将大面阵金簇结构集成于微流控系统中，如图2模型图所示，反应腔室内通入含有[Ru(NH3)6]3+(10uM)/[Fe(CN)6]3-(4mM)的反应原液。将1uM待检测病毒(具体指定某种病毒或者某种基因序列等等)通入反应腔室。利用电化学工作站连接微电极，带检测病毒通入约1min时获得伏安曲线电信号，如图4所示，其中电信号检测峰值发生显著升高，并且电信号检测峰值约为基础峰值的1.5倍。表明检测探针与病毒目标链产生特异性结合，产生明显电信号增强的效果。通过本发明的检测方法，能够超快、超灵敏的进行病毒检测。
根据本发明实施例提出的基于大面阵金簇电信号的病毒检测方法，利用自组装模板光刻技术及电化学团簇生长技术获得大面阵金簇结构。利用末端巯基修饰的DNA单链与金簇尖端产生特异性结合作为检测探针。将大面阵金簇阵列结构集成于含有微电极的微流控系统中，将待检测溶液通入微流控系统中。通过电化学工作站连接微电极施加特定范围的电压并检测伏安曲线中特定还原峰变化的方式来判别上述待检测液体中是否含有病毒。具有超灵敏，超快速，稳定性高，易于集成，成本低等优点。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测装置。
图5为根据本发明一个实施例的基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测装置结构示意图。
如图5所示，该基于大面阵金簇电信号的病毒检测装置包括：制备模块501、组合模块502、处理模块503、混合模块504和检测模块505。
制备模块501，用于利用自组装模板光刻技术及电化学团簇生长技术获得大面阵金簇结构。
组合模块502，用于利用末端巯基修饰的DNA单链与大面阵金簇结构的金簇尖端产生特异性结合形成大面阵检测探针。
处理模块503，用于将大面阵金簇阵列结构集成于含有微电极的微流控系统中，并在微流控系统的反应腔室中通入反应原液。
混合模块504，用于将待检测溶液通入微流控系统的反应腔室，反应原液与待检测溶液混合。
检测模块505，用于为微流控系统中的微电极施加特定范围的电压，并检测伏安曲线中特定还原峰变化的方式，根据伏安曲线中特定还原峰变化的方式判断待检测溶液中是否含有病毒。
进一步地，制备模块，具体用于，
利用磁控溅射技术在硅片表面制备特定厚度的金层，利用旋涂匀胶技术在金层上方制备特定厚度的光刻胶层；
利用液气界面自组装方法将特定直径的有序聚苯乙烯微球制备于光刻胶层表面，有序聚苯乙烯微球起到掩膜的作用；
利用光刻技术去除聚苯乙烯微球未掩膜区域的光刻胶，去除后的区域漏出金层，其余未去除区域为光刻胶；
将硅片置于AuCl3-HCl混合溶液中，利用电化学生长方式于金层部分制备大面阵金簇阵列结构。
进一步地，反应原液包括含有[Ru(NH3)6]3+/[Fe(CN)6]3-的混合溶液。
进一步地，微流控系统包括反应腔体和微电极，反应腔体底部为大面阵金簇阵列结构，微电极中的工作电极与大面阵金簇阵列结构连接，微电极中的对电极以及参比电极与反应腔体内部的反应原液接触。
需要说明的是，前述对方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测装置，利用自组装模板光刻技术及电化学团簇生长技术获得大面阵金簇结构。利用末端巯基修饰的DNA单链与金簇尖端产生特异性结合作为检测探针。将大面阵金簇阵列结构集成于含有微电极的微流控系统中，将待检测溶液通入微流控系统中。通过电化学工作站连接微电极施加特定范围的电压并检测伏安曲线中特定还原峰变化的方式来判别上述待检测液体中是否含有病毒。具有超灵敏，超快速，稳定性高，易于集成，成本低等优点。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用自组装模板光刻技术及电化学团簇生长技术获得大面阵金簇结构；
利用末端巯基修饰的DNA单链与所述大面阵金簇结构的金簇尖端产生特异性结合形成大面阵检测探针；
将所述大面阵金簇阵列结构集成于含有微电极的微流控系统中，并在所述微流控系统的反应腔室中通入反应原液；
将待检测溶液通入所述微流控系统的反应腔室，所述反应原液与所述待检测溶液混合；
为所述微流控系统中的微电极施加特定范围的电压，并检测伏安曲线中特定还原峰变化的方式，根据所述伏安曲线中特定还原峰变化的方式判断所述待检测溶液中是否含有病毒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用自组装模板光刻技术及电化学团簇生长技术获得大面阵金簇结构，包括：
利用磁控溅射技术在硅片表面制备特定厚度的金层，利用旋涂匀胶技术在所述金层上方制备特定厚度的光刻胶层；
利用液气界面自组装方法将特定直径的有序聚苯乙烯微球制备于所述光刻胶层表面，所述有序聚苯乙烯微球起到掩膜的作用；
利用光刻技术去除所述聚苯乙烯微球未掩膜区域的光刻胶，去除后的区域漏出所述金层，其余未去除区域为光刻胶；
将所述硅片置于AuCl3-HCl混合溶液中，利用电化学生长方式于所述金层部分制备大面阵金簇阵列结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应原液包括含有[Ru(NH3)6]3+/[Fe(CN)6]3-的混合溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微流控系统包括反应腔体和微电极，所述反应腔体底部为所述大面阵金簇阵列结构，微电极中的工作电极与所述大面阵金簇阵列结构连接，微电极中的对电极以及参比电极与反应腔体内部的所述反应原液接触。
5.一种基于大面阵金簇电信号的病毒快速检测装置，其特征在于，包括：
制备模块，用于利用自组装模板光刻技术及电化学团簇生长技术获得大面阵金簇结构；
组合模块，用于利用末端巯基修饰的DNA单链与所述大面阵金簇结构的金簇尖端产生特异性结合形成大面阵检测探针；
处理模块，用于将所述大面阵金簇阵列结构集成于含有微电极的微流控系统中，并在所述微流控系统的反应腔室中通入反应原液；
混合模块，用于将待检测溶液通入所述微流控系统的反应腔室，所述反应原液与所述待检测溶液混合；
检测模块，用于为所述微流控系统中的微电极施加特定范围的电压，并检测伏安曲线中特定还原峰变化的方式，根据所述伏安曲线中特定还原峰变化的方式判断所述待检测溶液中是否含有病毒。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述制备模块，具体用于，
利用磁控溅射技术在硅片表面制备特定厚度的金层，利用旋涂匀胶技术在所述金层上方制备特定厚度的光刻胶层；
利用液气界面自组装方法将特定直径的有序聚苯乙烯微球制备于所述光刻胶层表面，所述有序聚苯乙烯微球起到掩膜的作用；
利用光刻技术去除所述聚苯乙烯微球未掩膜区域的光刻胶，去除后的区域漏出所述金层，其余未去除区域为光刻胶；
将所述硅片置于AuCl3-HCl混合溶液中，利用电化学生长方式于所述金层部分制备大面阵金簇阵列结构。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述反应原液包括含有[Ru(NH3)6]3+/[Fe(CN)6]3-的混合溶液。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述微流控系统包括反应腔体和微电极，所述反应腔体底部为所述大面阵金簇阵列结构，微电极中的工作电极与所述大面阵金簇阵列结构连接，微电极中的对电极以及参比电极与反应腔体内部的所述反应原液接触。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114632559A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-06-17 | 浙江大学 | 基于电阻抗检测的片上微槽阵列数字pcr芯片及制作方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110233075A1 (en) * | 2008-09-02 | 2011-09-29 | The Governing Council Of The University Of Toronto | Nanostructured microelectrodes and biosensing devices incorporating the same |
| CN102580800A (zh) * | 2012-03-01 | 2012-07-18 | 华东理工大学 | 基于自组装技术的电化学检测-微流控多通道芯片的设计及制备方法 |
| CN102701143A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-10-03 | 吴奎 | 微纳米透镜片辅助聚光光刻工艺制备有序微纳米结构 |
| CN103311097A (zh) * | 2013-05-24 | 2013-09-18 | 中国科学院半导体研究所 | 在蓝宝石衬底上制备微纳米图形的方法 |
| CN103545173A (zh) * | 2013-10-28 | 2014-01-29 | 中国科学院半导体研究所 | 一种带有大面积纳米图形的蓝宝石模板制作方法 |
| CN104271762A (zh) * | 2011-11-23 | 2015-01-07 | 多伦多大学董事局 | 多用途和灵敏的生物传感器 |
| CN213012858U (zh) * | 2020-03-05 | 2021-04-20 | 上海交通大学 | 一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器 |
-
2021
- 2021-06-29 CN CN202110728841.4A patent/CN113528311A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110233075A1 (en) * | 2008-09-02 | 2011-09-29 | The Governing Council Of The University Of Toronto | Nanostructured microelectrodes and biosensing devices incorporating the same |
| CN104271762A (zh) * | 2011-11-23 | 2015-01-07 | 多伦多大学董事局 | 多用途和灵敏的生物传感器 |
| CN102580800A (zh) * | 2012-03-01 | 2012-07-18 | 华东理工大学 | 基于自组装技术的电化学检测-微流控多通道芯片的设计及制备方法 |
| CN102701143A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-10-03 | 吴奎 | 微纳米透镜片辅助聚光光刻工艺制备有序微纳米结构 |
| CN103311097A (zh) * | 2013-05-24 | 2013-09-18 | 中国科学院半导体研究所 | 在蓝宝石衬底上制备微纳米图形的方法 |
| CN103545173A (zh) * | 2013-10-28 | 2014-01-29 | 中国科学院半导体研究所 | 一种带有大面积纳米图形的蓝宝石模板制作方法 |
| CN213012858U (zh) * | 2020-03-05 | 2021-04-20 | 上海交通大学 | 一种可快速检测病毒的微流控电化学传感器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 姜炜等: "基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器的制备", 《分析化学》 * |
| 王晶: "CoMoO4基核壳纳米复合材料的构筑及其电容性能研究", 北京：科学技术文献出版社 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114632559A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-06-17 | 浙江大学 | 基于电阻抗检测的片上微槽阵列数字pcr芯片及制作方法 |
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