本发明专利技术提供生物传感器及其制造方法，该生物传感器通过使用具有极好电特性的纳米线和通过在置于纳米线与其它纳米线之间的基底上固定待检测谷氨酸盐的受体，能够增加目标物质谷氨酸盐的检测灵敏度。根据本发明专利技术的用于检测谷氨酸盐的生物传感器可以制造为具有纳米线选择性地布置在基质中的固体基底上的布置。由于该生物传感器可以防止纳米线电特性的降低，所以即使食品中包含少量的谷氨酸盐也可以灵敏地检测谷氨酸盐，使得可以有效地用于检测在加工食品中存在的食品添加剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于检测谷氨酸盐的使用纳米线的生物传感器及其制造方法；更具体地，涉及通过使用具有极好电特性的纳米线和通过在置于纳米 线与其它纳米线之间的基底上固定待检测的谷氨酸盐的受体而能够增加 目标物质谷氨酸盐的检测灵敏度的生物传感器及其制造方法。
技术介绍
由于纳米尺寸材料极好的电学、光学和机械性能，所以它们近来成为 关注的焦点。迄今为止关于纳米结构进^f于的研究显示纳米结构能够作为用 于基于新现象如量子尺寸效应的光学器件的先进材料。特别地，在纳米线 的情况下，其尤其是作为新型光学器件材料以及单电子隧道器件受到关 注。作为纳米线典型实例的碳纳米管处于管状形式并且具有一个碳原子共 价键结合于六方形蜂巢状结构中的其它碳原子的结构。碳纳米管的直径非 常小直至纳米尺度。尤其是，碳纳米管被称为是在现有材料中几乎没有任 何缺陷的并且在机械性能、电学选择性、场发射或高效储氢方面具有优异 的性能的完美材料。近来，已经通过使用纳米线诸如碳纳米管开发高效生物分子传感器。 纳米线如碳纳米管用于生物传感器的原因是不需要用于光学测量的标 记，和可以在水相中产生反应而没有蛋白质的变形。即，在常规的生物分 子检测方法中已经使用荧光材料、同位素等检测反应结果；然而，诸如荧 光物质或同位素等的材料对人体非常有害，并且检测过程也是复杂的。如 果在检测时使用纳米线的电特性，那么其具有对健康无害并且可以精确检 测反应结果的优势。然而，在使用现有纳米线或碳纳米管的常规生物传感器中，存在电阻 增加、电特性降低和检测灵敏度也因此降低的问题，特别是在将可以直接在纳米线或碳纳米管上反应的物质结合到生物材料方面存在问题。此外，存在以下问题在纳米线的表面上,聚合物层或通过连接分子在纳米线 的表面上直接固定生物材料时，每种纳米线的电特性都发生变化。因此，增加了对于电特性不降低的具有纳米线的极好并方便的电特性 的高灵朝:度生物传感器的需要。同时，随着食品工业的t艮，近来出现许多种加工食品。因此，用于 食品的添加剂的种类和消耗量也日益增多。食品添加剂不可避免地用于加 工和保存食品；然而，应该以高度的信誉严格确保安全，这是由于严格来 说食品添加剂本身不是食品成分，而且人们一生都会通过食品连续地摄入 少量的食品添加剂。即使一般消费者对于食品添加剂具有疑问或忧虑，他 们中的多数人并不知道何种食品具有食品添加剂，和多少添加剂对于健康 是安全的。因此，逐渐需要用于容易地证实食品中是否存在食品添加剂的 方法
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个实施方案涉及提供具有极好电特性和在检测谷氨酸盐尤 其是L-谷氨酸一钠的食品添加剂中具有高的检测灵^:度的生物传感器。本专利技术的其它目的和优点可以通过以下描述来理解，并且参考本专利技术 的实施方案变得明显。而且，对于本领域技术人员而言，很明显本专利技术的 目的和优点可以通过要求保护的装置/方法及其组合来实现。技术方案才艮据本专利技术的一个方面，提供用于检测谷氨酸盐的生物传感器，包括 固体基底；布置在基质中的并且具有两端附着有电极的纳米线的至少一个 信号转换器；和设置在固体基底表面上纳米线附近、并且连接有催化谷氨 酸盐的氧化反应的谷氨酸氧化酶的至少 一个信号感测部。根据本专利技术的另一个方面，提供制造用于检测谷氨酸盐的生物传感器 的方法，包括以下步骤在固体基底的表面上结合纳米线；在每个纳米线的两端形成电极之后，用聚合物涂敷电极；在固体基底表面上的纳米线之 间连接官能团；将戊二醛连接至固体基底表面上的官能团；和将能够催化 谷氨酸一钠的氧化反应的谷氨酸氧化酶固定至戊二醛。此外，根据本专利技术的其它实施方案，提供基于生物传感器检测谷氨酸 盐的方法。在本专利技术中，"纳米线"包括中空型纳米管、内部填充的纳米线与纳米棒。有益效果才艮据本专利技术的用于检测谷氨酸盐的生物传感器可以制造为具有纳米线 选择性地布置在差^质中的固体基底上的布置。由于该生物传感器可以防止 纳米线的电特性降低，所以即使食品中包含少量的谷氨酸盐也可以灵敏地 检测谷氨酸盐，使得该生物传感器可以有效地用于检测在加工食品中存在 的食品添加剂。此外，由于能够最小化生物传感器的尺寸，所以该生物传 感器可以结合于个人数字助理、手持电话或便携式食品添加剂检测器。附图说明图l是说明根据本专利技术的生物传感器的示意图。图2是说明才艮据本专利技术的生物传感器的结构的示意图。图3是说明对常规生物传感器施加L-谷氨酸一钠之后的电导率改变的图。图4是显示对4艮据本专利技术的固定谷氨酸氧化酶的生物传感器施加L-谷 氨酸一钠之后的电导率变化的图。本专利技术最优才莫式以下，将详细地描述本专利技术。使用常规納米线的生物传感器具有在纳米线上直接固定能够结合目标 物质的受体的结构。然而，根据本专利技术的生物传感器的特征在于受体固定 在纳米线附近，即在一个纳米线与另一纳米线之间的基底表面上。根据本专利技术的用于检测谷氨酸盐的生物传感器包括固体基底；布置 在基质中的并且具有两端粘附有电极的纳米线的至少一个信号转换器；和 设置在固体基底表面上纳米线附近、并且连接有催化谷氨酸盐的氧化反应 的作为受体的谷氨酸氧化酶的至少一个信号感测部。在本专利技术中，谷氨酸盐是L-谷氨酸一钠和L-谷氨酸盐。在本专利技术中待 检测的L-谷氨酸一钠称作谷氨酸一钠。在水溶液中溶解L-谷氨酸一钠4吏得 其分离为钠离子和L-谷氨酸根。因此，根据本专利技术的生物传感器可以通过 使用仅与L-谷氨酸根选择性反应的物质来最终检测食品添加剂L-谷氨酸 一钠。上述固体基底优选是具有绝缘表面的基底诸如硅基底或玻璃基底，并 且在本专利技术中所述硅基底通常包括但不限于二氧化珪膜(Si02 )。根据本专利技术用于检测谷氨酸一钠的生物传感器包括设置在固体基底表 面上的信号感测部和信号转换器。信号感测部是由具有检测目标物质能力 的受体或生化物质的反应引起物理或化学变化的部分，信号转换器是通过 使用具有电极等的物理或化学转化设备进行来自信号感测部的信号的定 量分析的部分。根据本专利技术的用于检测谷氨酸一钠的生物传感器的信号转换器由布置 在基质中固体基底表面上的纳米线制成，该纳米线的两端附着有电极。将信号转换器连接至外部供^Hf号的电路(signal supplying circuit)和感测 电路的电极作为使得能够观测电特性的接触接头。在信号感测部中引起的 物理和化学反应导致信号转换器的电特性改变，并且在外部通过粘合性接 头能够感测该改变。每个电极均由导电金属和粘合性金属的双结构构成， 并且电极可以通过诸如热蒸发器、溅散器或电子束蒸发器等的设备连续沉 积。粘合性金属首先与纳米线接触，并且当粘合性金属与表面具有强的结 合力时，导电金属可以附着于粘合性金属。优选将与纳米线具有极好电接用作粘合性金属。导电金属可使用高电导率金属而没有任何限制，在本发 明的优选实施方案中尤其是Au。此外，根据本专利技术的用于检测谷氨酸盐的生物传感器的信号感测部设 置在包括纳米线和电极的信号转换器附近，并且能够结合目标物质谷氨酸 盐并催化谷氨酸盐的氧化反应的作为受体的谷氨酸氧化酶连接于信号感7测部。作为受体的谷氨酸氧化酶通过戊二醛连接至固体基底表面上的官能 团。然而，所述酶的连接不限于该方法。所述酶用作催化剂以通过促进谷 氨酸盐的氧化来产生反应物。由于>^应物的氨改变了碳本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于检测谷氨酸盐的生物传感器，包括： 固体基底； 布置在基质中并且具有在其两端附着有电极的纳米线的至少一个信号转换器；和 至少一个信号感测部，该至少一个信号感测部设置在所述固体基底的表面上的所述纳米线附近，并且该至少一 个信号感测部连接有结合谷氨酸盐并催化谷氨酸盐的氧化反应的谷氨酸氧化酶。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪承焄，李炳洋，李东埈，
申请(专利权)人：财团法人首尔大学校产学协力财团，美泰克公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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