本发明专利技术公开一种用于同时检测miRNAs与蛋白标记物的硅纳米线芯片，包括至少一种单链DNA探针在硅纳米线阵列中的集成排布以及蛋白标记物抗体在硅纳米线阵列中的集成排布。本发明专利技术还公开所述硅纳米线芯片的结构及制备工艺。本发明专利技术还公开所述硅纳米线芯片用于同时检测miRNAs与蛋白标记物的检测方法以及在检测急性心肌梗塞miRNAs中的应用。本发明专利技术实现快速同时检测急性心肌梗塞miRNAs与蛋白标记物，具有灵敏度高、检测速度快、易于集成、高通量、稳定性高、抗污染等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物分子检测领域，特别涉及一种同时检测miRNAs与蛋白标记物的硅纳米线芯片及其制备方法、检测方法及应用。
技术介绍
目前，心血管病是威胁人类健康的常见病高发病，而急性心肌梗塞则因为发病迅猛、致死率及致残率高，给社会及患者家庭造成极大负担。如果要降低急性心肌梗塞的危害，早期诊断、针对性治疗以及根据病程进展调整用药等是必不可少的环节，而检测及监控某些生物标记物显然有助于这几方面的实施。除了目前临床上常用的几种蛋白标记物 cTnT、cTnI、CK-MM和CK-MB，近年来微小核糖核酸(microRNAs，miRNAs)被认为是很有应用前景的生物标记物。按2000年欧洲心脏病学会和美国心脏病学会对心机梗死的定义，急性、演变中或新近心肌梗死诊断条件具备下列任何条件之一心肌生化标志的典型升高和逐渐下降 (cTnT或cTnl)或较快增高和下降(CK-MB)，至少伴有下列情况之一者心肌缺血症状；心电图出现病理性Q波；心电图示心肌缺血(ST段抬高或压低)；冠心动脉介入术(如冠状动脉成形术)。但即使是目前国际上通行诊断金标准cTn通常在心肌损伤4-8小时后升高，因而建议如果在入院时(有心肌缺血症状约I小时)检测cTn水平未升高，则需在6-9小时后再次抽血检测，甚至需要在12-24小时后第三次检测。因而如果要早期诊断急性心梗，需要检测一些更早期即出现显著性变化的分子标记物。近年未有研究显示某些miRNAs可在急性心梗后早期出现变化，提示了 miRNAs作为诊断指标的可能性。例如D’ Alessandra等人采集了 33例急性心肌梗死患者的血衆,TaqMan Human MicroRNA A and B Arrays筛选急性心梗后8倍以上变化的miRNAs并用实时定量PCR验证，最后选择了 6个miRNAs进一步研究。结果发现急性心梗后3小时内即有miRNAs升高，其中miR-1，miR-133a, miR-133b, miR-122和miR-375的峰值比目前诊断用的“金标准”心肌肌I丐蛋白(cardiac troponin, cTn)更早出现。Wang等人则针对性选择了肌肉富含的miR-1、miR-133a、miR_499和心肌特异性的miR-208a进行研究。在结扎法大鼠AMI模型中，miR_208a在术后I小时即显著升高。而在临床病例中，AMI (33例)患者这四种血浆miRNAs比健康对照(30例)、非AMI型冠心病(16例)以及其它心血管病(17例)都明显升高。更重要的是miR-208a在非AMI 患者中不能检测到，而在AMI病例症状发生4小时后可100%检测到。之后有更多研究报道 miR-1、miR-133、miR-328、miR-499_5p等对于AMI的诊断价值。因为miRNAs变化出现更早，而且miRNAs本身也比较稳定，因而用miRNAs作为AMI诊断指标是相当有前景的。微小RNAs (microRNAs,简称miRNAs)是一类非编码的RNA分子，长度在18-25核苷酸。近年来miRNAs对各种疾病的诊断价值越来越受到重视。虽然随着现代芯片技术的应用，可以灵敏地检测出在疾病中miRNAs表达谱的变化。然而其检测仍然存在以下缺陷检测样品需经繁琐的步骤处理，包括细胞、组织或血液样品中总RNA的富集抽提及纯化，而后经反转录成cDNA，某些情况下还需PCR扩增，方可上样检测。而究其根本原因，则在于细胞、 组织或血样中miRNAs含量很低，经常在pM-fM级，超出目前的检测方法的极限低值。而且生物样品中的其它复杂成分，例如糖、脂质、金属离子、大分子蛋白质等，也会干扰目标miRNA 与探针的结合，从而对检测的灵敏度和特异性产生重大影响。繁琐的前期处理过程是目前制约生物芯片在临床大规模使用的瓶颈之一。最近的基于纳米技术的场效应F E T的硅纳米线阵列(SiNW)芯片则有望通过提高检测灵敏度解决这个难题。以SiNW结构为核心，采用场效应晶体管实现信号采集和放大，能够更有效检测目标信号。此种芯片具有灵敏度高、检测速度快、易于集成与高通量检测的优点。因此，本专利技术不仅解决硅纳米线阵列保存应用中存在的容易受污染问题，且使其在生物检测中，即使待测组份本体液的呈现多样性的情况下，也同样可以使芯片面对Na、K、 Fe、Cu和Ca等离子的扩散污染的考验以及PH值等多种化学因素的影响，即实现了检测的高稳定性。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术的以上缺陷，提出一种用于同时检测miRNAs与蛋白标记物的硅纳米线芯片，可用于同时检测复杂生物样品中miRNAs和蛋白标记物，从而早期诊断急性心梗相关的miRNAs标记物。本专利技术提供一种同时检测miRNAs与蛋白标记物的硅纳米线芯片，所述芯片包括: 至少一种单链DNA探针在硅纳米线阵列中的集成排布，以及蛋白标记物抗体在硅纳米线阵列中的集成排布。本专利技术中，所述单链DNA探针包括针对特定miRNAs的完全匹配探针、单碱基不匹配探针、阴性对照探针、线虫cel-39探针。本专利技术中，所述针对特定miRNAs 探针包括 miR-1、miR_133a、miR-145、miR_146a、 miR-206、miR_208a、miR-21、miR_29a、miR-499 探针。本专利技术中，所述蛋白标记物抗体包括针对cTnT、cTnl、CK-MM、CK-MB的特异性抗体、阴性对照抗体、牛血清白蛋白抗体。本专利技术硅纳米线生物检测芯片包括半导体衬底、生长在半导体衬底上的二氧化硅隔离层、生长在二氧化硅隔离层上的多晶硅层、和生长在多晶硅层上的钝化层；其中，多晶硅层中包括图形化形成的硅纳米线阵列；钝化层的结构为从下至上依次包括SiON层、TaN 层和Ta2O5层，且TaN/Ta205层仅覆盖于硅纳米线阵列中各硅纳米线的表面和侧壁。本专利技术硅纳米线生物检测芯片中，所述二氧化硅隔离层的厚度为1000 A- 5000 Ac 所述多晶硅层厚度为5<) Α-Ι000 A。所述硅纳米线的线宽范围为5nm 130nm;其厚度为 5nm IOOnm。所述SiON层的厚度为10 A- 50 A;所述TaN层的厚度为10 A 50 A;所述Ta205 层的厚度为10人 50 A。本专利技术还提供一种用于同时检测miRNAs与蛋白标记物的硅纳米线芯片的制备方法，包括如下步骤步骤SOl :提供半导体衬底；步骤S02 :在所述半导体衬底上生长二氧化硅隔离层；步骤S03 :在所述二氧化硅隔离层上生长多晶硅层；步骤S04 :图形化所述多晶硅层以形成硅纳米线阵列；步骤S05 :在所述硅纳米线阵列上生长一定厚度的钝化层，其中，所述钝化层结构从上至下依次包括SiON层和TaN/Ta205层；步骤S06 :去除硅纳米线阵列中各硅纳米线之间的TaN/Ta205层。本专利技术制备方法中，所述步骤S02中的所述二氧化硅隔离层生长工艺为湿氧氧化工艺。本专利技术制备方法中，所述步骤S04中的形成硅纳米线阵列是通过等离子干法刻蚀工艺完成的。本专利技术制备方法中，所述步骤S05中的SiON层是通过热氧化法在硅纳米线阵列表面生长形成，所述TaN/Ta205层是通过原子层淀积工艺生长形成的。本专利技术制备方法中，所述步骤S06中的去除工艺是采用等离子干法刻蚀工艺。本专利技术还提供了一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于同时检测miRNAs与蛋白标记物的硅纳米线芯片，其特征在于，所述芯片包括：至少一种单链DNA探针在硅纳米线阵列中的集成排布，以及蛋白标记物抗体在硅纳米线阵列中的集成排布。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇岚，朱建军，何靖，蒋宾，
申请(专利权)人：华东师范大学，上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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