【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生物传感器，具体为基于碳基场效应晶体管的生物传感器，属于生物传感器。
技术介绍
1、单核苷酸多态性(snp)是指基因组中单个核苷酸的变异引起的dna序列多样性，数量很多，在生物体中普遍存在是遗传学研究中的重要内容。snp与某些遗传疾病的发生息息相关，如乳腺癌、结直肠癌、糖尿病等。检测snp能够帮助医护人员对疾病的预防和早期诊断。不同人对同一药物的反应能力也与snp相关，通过检测snp能帮助医生选择最适患者的药物和剂量，促进实现药物治疗个体化。同时，snp也是人类基因组的重要组成部分，对snp的检测能推动人类进化学和种群遗传学的研究。
2、每一个snp位点可以有4种不同的变异形式，分别为转换、颠换、插入和缺失。不过，在实际情况中，只发生两种变异形式，即转换和颠换。其中，转换型变异是指鸟嘌呤(g)和腺嘌呤(a)之间或胞嘧啶(c)和胸腺嘧啶(t)之间的转换，而颠换型变异是指g和c之间或a和t之间的转换。
3、目前已经开发了许多snp的检测方法，包括表面等离子体共振技术(spr)、石英晶体微天平技术(qcm)、荧光定量聚合酶链式反应技术等；
4、其中，spr技术是一种基于光学原来的生物分子相互作用检测技术，利用金属表面等离子共振现象检测生物分子在金属表面上的吸附和解离过程来实现对生物分子的检测，无需标记，重复性好，不过spr技术所用的仪器价格昂贵，并且需要专业的人员进行操作和维护，成本较高；
5、qcm技术是通过生物分子相互作用导致的石英晶体表面质量变化来实现对目标物的检
6、荧光定量聚合酶链式反应技术是一种基于荧光检测的技术，能够实现高特异性和高通量的检测，不过实施检测时需要相应的光学仪器和复杂的数据分析算法，而且耗时较长，为此，提出一种基于碳基场效应晶体管的生物传感器、制备方法及检测方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种基于碳基场效应晶体管的生物传感器、制备方法及检测方法，以解决或缓解现有技术中存在耗时长、成本高、设备不方面携带的技术问题，至少提供有益的选择。
2、本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种基于碳基场效应晶体管的生物传感器，包括衬底层、保护层、au电极、中间层和介电层，所述衬底层为si衬底，位于最底层；
3、所述保护层为二氧化硅层，位于si衬底上；
4、所述au电极包括源电极d和漏电极s，所述源电极d和漏电极s位于二氧化硅层的左右两边；
5、所述中间层为cnt层，所述cnt层位于二氧化硅层上；
6、所述介电层为氧化铪介电层，所述氧化铪介电层位于cnt层上；
7、所述氧化铪介电层上连接有dna探针，所述dna探针用于与扩增反应后的目标物充分结合。
8、一种生物传感器检测单核苷酸多态性的检测方法，包括以下步骤：
9、s01、修饰羟基-在生物传感器沟道区域滴加naoh溶液；
10、s02、表面硅烷化-将生物传感器浸入atpes和丙酮混合溶液中；
11、s03、固定dna探针-将dna探针溶液、活化溶液与1×pbs缓冲溶液混合，并将混合后的溶液滴加至生物传感器沟道区域：
12、s04、连接反应-将突变型dna和锁式探针dna溶液混合，并依次加入10×ligasebuffer溶液和超纯水，进行退火，然后加入dna连接酶进行连接反应；
13、s05、扩增反应-将连接反应获得的溶液与dntp溶液、聚合酶缓冲液和dna聚合酶溶液混合，并加入超纯水进行扩增反应；
14、s06、fet检测。
15、进一步优选的，所述s01中，naoh溶液的ph＝12-13.5，滴加量为10-12ul，处理时间为30-40分钟，待处理完成后用纯水清洗掉生物传感器表面的naoh溶液。
16、进一步优选的，所述s02中，atpes和丙酮混合溶液包括200-220ul的atpes和9.8-10.2ml的丙酮，处理条件为避光，时间为30-40分钟，处理完成后，取出生物传感器并用纯水清洗掉表面残余溶液，并对其表面进行吹干。
17、进一步优选的，所述s03中，活化溶液为5.5-6.5mg的suflo-nhs和2-3mg的edc与1-2ml的1×mes缓冲液混合后，经振荡离心获得；
18、其中，1×mes缓冲液的ph＝6.0；
19、活化溶液的用量为5-6ul；dna探针溶液的用量为20-22ul，浓度为100-110um；1×pbs缓冲溶液的用量为75-85ul，ph＝7.3；
20、其中，活化溶液与dna探针溶液的反应时间为15-20分钟，反应完成后，加入1×pbs缓冲溶液进行混合，混合后的溶液滴加量为10-12ul，处理条件为避光，孵育时间为2-3小时。
21、进一步优选的，所述s04中，突变型dna溶液和锁式探针dna溶液的用量均为2-3ul，浓度均为50-55um；
22、锁式探针为环形dna单链，环形dna单链并非完整的环，其缺口与突变型dna序列完全互补，互补后才能使锁式探针环化；
23、10×ligase buffer溶液的加入量为5-6ul；超纯水的加入量为39-41ul；
24、退火温度为95-100℃，时间为4-5分钟；
25、dna连接酶的加入量为2-3ul，加入时间为退火后溶液温度冷却至室温，反应温度为25-30℃，反应时间为1-1.5小时；
26、待连接反应完成后，将溶液在70-80℃的温度条件下，反应4-5分钟，使dna连接酶失活。
27、进一步优选的，所述s05中，连接反应所得溶液的用量为1.5-2ml；dntp溶液的用量为5-6ul，浓度为60-70um；聚合酶缓冲液的用量为5-6ul；dna聚合酶溶液的用量6-7ul，浓度为1-1.5u/ul；超纯水的用量为29-31ul；
28、扩增反应温度为30-35℃，时间为30-40分钟；
29、待扩增反应完成后，将溶液在70-80℃的温度条件下，反应4-5分钟，使dna聚合酶失活。
30、进一步优选的，所述s06中，fet检测包括初始检测、目标检测和曲线比对；
31、其中，初始检测-在生物传感器的沟道区域上滴加10-15ul0.01×pbs，使用半导体分析仪，测试出生物传感器的传输特性曲线，作为初始曲线；
32、其中，目标检测-在生物传感器的沟道区域上滴加10-15ulrca扩增反应中得到的最终溶液，等待5-8分钟，使rca反应溶液中的目标物和生物传感器上的探针充分结合，然后用纯水冲洗掉rca反应溶液并吹干生物传感器，再次在沟道区域滴加10-15ul0.01×pbs溶液，使用半导体分析仪，测试出生物传感器的传输特性曲线，作为目标曲线；
33、其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于碳基场效应晶体管的生物传感器，包括衬底层、保护层、Au电极、中间层和介电层，其特征在于，所述衬底层为Si衬底，位于最底层；
2.一种根据权利要求1所述的生物传感器检测单核苷酸多态性的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述S01中，NaOH溶液的PH＝12-13.5，滴加量为10-12uL，处理时间为30-40分钟，待处理完成后用纯水清洗掉生物传感器表面的NaOH溶液。
4.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述S02中，ATPES和丙酮混合溶液包括200-220uL的ATPES和9.8-10.2mL的丙酮，处理条件为避光，时间为30-40分钟，处理完成后，取出生物传感器并用纯水清洗掉表面残余溶液，并对其表面进行吹干。
5.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述S03中，活化溶液为5.5-6.5mg的Suflo-NHS和2-3mg的EDC与1-2mL的1×MES缓冲液混合后，经振荡离心获得；
6.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述S0
7.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述S05中，连接反应所得溶液的用量为1.5-2mL；dNTP溶液的用量为5-6uL，浓度为60-70uM；聚合酶缓冲液的用量为5-6uL；DNA聚合酶溶液的用量6-7uL，浓度为1-1.5u/uL；超纯水的用量为29-31uL；
8.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述S06中，FET检测包括初始检测、目标检测和曲线比对；
9.一种根据权利要求1所述的生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述S1-S3中，匀胶采用匀胶机进行操作，曝光处理采用光刻机进行操作，曝光处理使结构表面形成相应图形；
...【技术特征摘要】
1.一种基于碳基场效应晶体管的生物传感器，包括衬底层、保护层、au电极、中间层和介电层，其特征在于，所述衬底层为si衬底，位于最底层；
2.一种根据权利要求1所述的生物传感器检测单核苷酸多态性的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述s01中，naoh溶液的ph＝12-13.5，滴加量为10-12ul，处理时间为30-40分钟，待处理完成后用纯水清洗掉生物传感器表面的naoh溶液。
4.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述s02中，atpes和丙酮混合溶液包括200-220ul的atpes和9.8-10.2ml的丙酮，处理条件为避光，时间为30-40分钟，处理完成后，取出生物传感器并用纯水清洗掉表面残余溶液，并对其表面进行吹干。
5.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述s03中，活化溶液为5.5-6.5mg的suflo-nhs和2-3mg的edc...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈巧舒，李佳旺，王安慧，王浩然，肖梦梦，张志勇，曹觉先，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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