基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块及方法技术

本发明专利技术属于生物检测技术领域，具体公开了一种基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块及方法，通过共价键或分子间作用力，将不同类型、不同靶向位点的新冠病毒抗体同时修饰在二维敏感材料上得到功能化的新冠病毒检测模块，将待测标本加入检测模块加样槽，通过电信号判断待测标本是否含有新冠病毒，一方面，本方法检测模块对新冠病毒抗原平均检测时间小于5分钟，灵敏度达

【技术实现步骤摘要】
基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块及方法


[0001]本专利技术属于生物检测
，具体涉及一种基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块及方法。

技术介绍

[0002]新型冠状病毒(SARS
‑
CoV
‑
2)引起的肺炎传染病对全球公共卫生和经济发展造成了巨大影响。快速、精准的检测诊断对控制继发性传播尤为重要，目前用于新冠病毒临床检测的对象主要包括三类：核酸、抗原和抗体。
[0003]晶体管型传感器具有高灵敏、低成本、响应快、免标记等优点。该传感技术是通过传导和监控带电分子、离子等吸附以及脱附过程中引起半导体沟道导电性发生变化，从而实现痕量检测。近年来，二维敏感材料的应用使得晶体管型传感技术飞速发展。二维敏感材料具有优良导电性和大比表面积，具有原子层厚度的沟道直接暴露在检测环境中，能对外界微小扰动做出实时、灵敏的反应。因此，基于二维敏感材料的生物传感器检测灵敏度至少可达飞摩尔每升(10
–
15
mol/L)量级。高灵敏度、高特异性、非标记和快速响应等优点使其成为一种极具潜力的分析工具，在生物大分子(核酸、蛋白、抗体等)、小分子(葡萄糖、ATP等)、细胞、病原体、气体和金属离子等检测方面，特别是即时检测方面，具有重大应用价值。
[0004]新冠病毒刺突蛋白(S蛋白)由S1和S2两个亚基组成，其中S1亚基和S蛋白受体识别区(RBD)是抗原检测中的重要靶点。在新冠病毒抗原检测探索中，基于单一抗体S1蛋白单克隆抗体(S1蛋白单抗)的二维敏感材料晶体管型传感器成功实现了临床阳性标本的甄别，但是检测灵敏度和稳定性仍无法满足大规模的临床需求(ACS Nano 2020,14,5135)。因此，亟需开发高效病毒抗体以实现精准、可靠的抗原检测。

技术实现思路

[0005]为解决当前新冠病毒抗原检测“灵敏度低、特异性差、耗时长”的问题，本专利技术提供了一种基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块及方法。本专利技术所制备出的检测模块对新冠病毒抗原平均检测时间小于5分钟，灵敏度达
–
4.1毫伏/(摩尔每升)，检出限为5阿摩尔每升(10
–
18
mol/L)。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块，包括绝缘基底、设置在所述绝缘基底上的电极以及设置在所述绝缘基底上并位于所述电极之间的二维敏感材料，所述二维敏感材料表面通过共价键或分子间作用力修饰新冠病毒抗体，得到功能化的新冠病毒检测模块。
[0008]优选地，所述绝缘基底包括SiO2/Si基底，所述电极包括铬和/或金。
[0009]优选地，所述的二维敏感材料包括石墨烯、二硫化钼、二硫化钨、氧化石墨烯或者含硅、锗、有机半导体等薄膜。
[0010]优选地，所述新冠病毒抗体包括新冠病毒S1蛋白单抗、CR3022单抗、n3021纳米抗
体、n3063纳米或n3010纳米抗体中的一种或多种组合。
[0011]所述绝缘基底包含印刷电路板基座，所述印刷电路板基座设有加样槽。
[0012]一种基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测方法，包括以下步骤：
[0013]步骤1、在绝缘基底上加工电极，所述电极包括源极和漏极；
[0014]步骤2、将二维敏感材料转移到绝缘基底，连接在源极和漏极之间，利用光刻技术将二维敏感材料刻蚀成特定形状以得到待修饰器件；
[0015]步骤3、在待修饰器件的二维敏感材料导电沟道区域修饰连接分子；
[0016]步骤4、在连接分子上连接不同类型、不同靶向位点的新冠病毒抗体，形成修饰有几种新冠病毒抗体的二维敏感材料表面；
[0017]步骤5、将多余连接分子钝化得到功能化的新冠病毒检测模块；
[0018]步骤6、将新冠病毒检测模块与电学测试系统相连，其中检测模块源极接正极，漏极接负极；
[0019]步骤7、将待测新冠病毒标本加入到新冠病毒检测模块，进行测试。
[0020]优选地，步骤3中修饰连接分子具体方法为，将二维敏感材料在1
‑
芘丁酸N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯溶液或二甲基亚砜溶液中浸泡1
–
3小时。
[0021]优选地，步骤4中连接新冠病毒抗体的方法为，将二维敏感材料在不同浓度的抗体组合溶液浸泡4
–
8小时。
[0022]优选地，步骤5中钝化过程具体方法为，钝化方法可以采用钝化剂或钝化层，将二维敏感材料在乙醇胺溶液中浸泡1
–
3小时，钝化层可以为S1813光刻胶或Al2O3层。
[0023]优选地，步骤7中新冠病毒标本检测按电流—时间检测和电流—栅压检测两种模式进行。
[0024]新冠病毒待测标本包括上呼吸道标本(咽拭子、鼻拭子、鼻咽抽取物等)和下呼吸道标本(深咳痰液、呼吸道抽取物、支气管灌洗液、肺泡灌洗液、肺组织活检标本等)。标本采集可依照中国卫健委新型冠状病毒肺炎实验室检测技术指南(第四版)公布的方法，具体如下：
[0025](a)咽拭子：用2根聚丙烯纤维头的塑料杆拭子同时擦拭双侧咽扁桃体及咽后壁，将拭子头浸入含3毫升病毒保存液(也可使用等渗盐溶液、组织培养液或磷酸盐缓冲液)的管中，尾部弃去，旋紧管盖，按照生物安全要求包装好。
[0026](b)鼻拭子：将1根聚丙烯纤维头的塑料杆拭子轻轻插入鼻道内鼻腭处，停留片刻后缓慢转动退出。取另一根聚丙烯纤维头的塑料杆拭子以同样的方法采集另一侧鼻孔。上述两根拭子浸入同一含3毫升采样液的管中，尾部弃去，旋紧管盖，按照生物安全要求包装好。
[0027](c)鼻咽抽取物或呼吸道抽取物：用与负压泵相连的收集器从鼻咽部抽取粘液或从气管抽取呼吸道分泌物。将收集器头部插入鼻腔或气管，接通负压，旋转收集器头部并缓慢退出，收集抽取的粘液，并用3毫升采样液冲洗收集器1次(亦可用小儿导尿管接在50毫升注射器上来替代收集器)。
[0028](d)深咳痰液：要求病人深咳后，将咳出的痰液收集于含3毫升采样液的50毫升螺口塑料管中。
[0029](e)支气管灌洗液：将收集器头部从鼻孔或气管插口处插入气管(约30厘米深处)，
注入5毫升生理盐水，接通负压，旋转收集器头部并缓慢退出。收集抽取的粘液，并用采样液冲洗收集器1次(亦可用小儿导尿管接在50毫升注射器上来替代收集)。
[0030](f)肺泡灌洗液：局部麻醉后将纤维支气管镜通过口或鼻经过咽部插入右肺中叶或左肺舌段的支管，将其顶端契入支气管分支开口，经气管活检孔缓缓加入灭菌生理盐水，每次30
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50毫升，总量100
–
250毫升，不应超过300毫升。
[0031]本专利技术检测方法按信号产生机理可分为电流—时间检测和电流—栅压检测两种模式，具体如下：
[0032](一)电流—时间检测模式
[0033](a)加入一定体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块，其特征在于，包括绝缘基底、设置在所述绝缘基底上的电极以及设置在所述绝缘基底上并位于所述电极之间的二维敏感材料，所述二维敏感材料表面通过共价键或分子间作用力修饰新冠病毒抗体，得到功能化的新冠病毒检测模块。2.根据权利要求1所述的一种基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块，其特征在于，所述绝缘基底包括SiO2/Si基底，所述电极包括铬和/或金。3.根据权利要求1所述的一种基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块，其特征在于，所述的二维敏感材料包括石墨烯、二硫化钼、二硫化钨、氧化石墨烯或者含硅、锗、有机半导体薄膜。4.根据权利要求1所述的一种基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块，其特征在于，所述新冠病毒抗体包括新冠病毒S1蛋白单抗、CR3022单抗、n3021纳米抗体、n3063纳米或n3010纳米抗体中的一种或多种组合。5.根据权利要求1所述的一种基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测模块，其特征在于，所述绝缘基底包含印刷电路板基座，所述印刷电路板基座设有加样槽。6.一种基于多靶向位点抗体组合的新冠病毒检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在绝缘基底上加工电极，所述电极包括源极和漏极；步骤2、将二维敏感材料转移到绝缘基底，连接在源极和漏极之间，利用光刻技术将二维敏感材料刻蚀成特定形状以得到待修饰器件；步骤3、在...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏大程，戴长昊，应天雷，康华，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：