CN208937536U - 基于石墨烯的生物传感器芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种基于石墨烯的生物传感器芯片，其包括基底，在基底上设置有对称的叉指电极及与所述叉指电极连接的接线点，两个叉指电极之间的基底上设置有石墨烯敏感反应层。本实用新型采用石墨烯材料与生物传感器相结合，石墨烯可以做到很薄，此传感器芯片灵敏度高，生物相容性好，适合在液相环境下做种类丰富的生物实验。
Description
技术领域
本实用新型属于声表面波生物检测技术领域，具体涉及一种基于石墨烯的生物传感器芯片。
背景技术
声波应变传感器是一种利用声波物理特性测量应变的传感器。声表面波的本质是一种由机械振动引起的沿弹性固体表面传播的弹性波。当外界扰动(如压力、应变、温度等)作用于基片时，会引起基片的弹性模量变化，声表面波的波速改变；同时，外界扰动会引起谐振器的几何尺寸变化，声表面波的波长改变，波速和波长的共同变化导致谐振器的谐振频率偏移。
目前在生物传感器芯片设计与制作中，敏感反应区通常采用高纯金材料或者氧化石墨烯，但是生物相容性及薄膜厚度较厚，灵敏度低。
实用新型内容
本实用新型主要针对现有技术中存在的不足，提出了一种基于石墨烯的生物传感器芯片。
为实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种基于石墨烯的生物传感器芯片，其包括基底，在所述基底上设置有对称的叉指电极及与所述叉指电极连接的接线点，两个叉指电极之间的基底上设置有石墨烯敏感反应层。
本实用新型采用石墨烯(优选采用单层石墨烯)材料与生物传感器相结合，石墨烯可以做类型丰富的修饰，单层石墨烯薄膜厚度薄，此传感器芯片灵敏度高，生物相容性好，适合在液相环境下做种类丰富的生物实验。
根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述基底为36°Y-90°X石英。提高了高纯金在基底的附着能力。
附图说明
图1为本实用新型基于石墨烯的生物传感器芯片的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
本实用新型设计了一种基于石墨烯的生物传感器芯片，如图1所示，其包括基底，在所述基底上设置有对称的叉指电极及与所述叉指电极连接的接线点，两个叉指电极之间的基底上设置有石墨烯敏感反应层。
在本实施方式中，基底为现有的36°Y-90°X石英。石墨烯敏感反应层包括石墨烯层及设置于其上的生物修饰层。优选采用单层石墨烯及设置于其上的生物修饰层。
本实用新型采用石墨烯可以做到厚度很薄，特别是单层石墨烯材料与生物传感器相结合，单层石墨烯可以做类型丰富的修饰，单层石墨烯厚度薄，因此此传感器芯片灵敏度高，生物相容性好，适合在液相环境下做种类丰富的生物实验。
在本实施方式中，生物修饰层为现有的酶反应层、抗体反应层、抗原反应层、微生物反应层、细胞反应层、组织反应层、核酸反应层之一。优选地生物修饰层为末端修饰氨基的DNA层。本实用新型重在保护基于石墨烯的生物传感器芯片的结构，具体修饰层获取的方法均现有的方法，这不是本实用新型保护的重点，在此不作赘述。
在本用新型中，石墨烯可以采用现有的任意方法制备于基底之上，例如，具体制备可以通过以下方法完成：取旋涂了PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的铜基底石墨烯一片，裁剪一片6mm*3mm大小的规则形状,取10ml铜箔刻蚀液于培养皿，将裁剪好的铜基底石墨烯放于铜箔刻蚀液的上表面,刻蚀30分钟后，铜箔刻蚀干净，用PET基片将刻蚀完成后的石墨烯+PMMA层转移至去离子水中多次清洗，清洗完成后，用36°Y-90°X石英芯片捞起PMMA+石墨烯层,将转移后的基片放于烘干器烘干，待自然冷却后，放于丙酮里去除PMMA,至此石墨烯完成从铜基底至36°Y-90°X石英基底的转移过程。
本实用新型利用输入叉指换能器通过压电晶体(36°Y-90°X石英)的逆压电效应激发出SH-SAW，当压电晶体表面的质量负载发生微小改变时，将导致SH-SAW的相位发生改变，此时输出叉指电极通过正压电效应转化的电信号随之发生相应的改变，进而实现对待测生物靶分子的检测。
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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于石墨烯的生物传感器芯片，其特征在于，包括基底，在所述基底上设置有对称的叉指电极及与所述叉指电极连接的接线点，两个叉指电极之间的基底上设置有石墨烯敏感反应层。
2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的生物传感器芯片，其特征在于，所述基底为36°Y-90°X石英。
3.根据权利要求1所述的基于石墨烯的生物传感器芯片，其特征在于，所述石墨烯敏感反应层包括石墨烯层及设置于其上的生物修饰层。
4.根据权利要求1所述的基于石墨烯的生物传感器芯片，其特征在于，所述石墨烯为单层石墨烯。
5.根据权利要求3所述的基于石墨烯的生物传感器芯片，其特征在于，所述生物修饰层为酶反应层、抗体反应层、抗原反应层、微生物反应层、细胞反应层、组织反应层、核酸反应层之一。
6.根据权利要求5所述的基于石墨烯的生物传感器芯片，其特征在于，所述生物修饰层为末端修饰氨基的DNA层。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110530969A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-12-03 | 江苏大学 | 一种基于掺杂金属原子的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺 |
| CN112857435A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 中北大学 | 一种柔性的石墨烯压力与温度复合传感器 |
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| CN113740422A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-12-03 | 西安交通大学 | 基于核酸适配体的柔性声表面波生物传感器及其制作方法 |
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2018
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