本發明專利技術公開一種聚合物光柵核酸適體生物傳感器及檢測裝置，該生物傳感器包括基體，該基體的下表面為光學平面，上表面為聚合物凹凸光柵，該聚合物凹凸光柵是由多條等間距設置的平行凹槽構成，且凹槽內沉積有一層核酸適體。該檢測裝置包括金屬樣品盒、半導體激光器、分光鏡、柱面透鏡、光衰減器、線陣CCD傳感器、數據處理模塊以及前述的生物傳感器，該生物傳感器固定在金屬樣品盒上，該分光鏡、柱面透鏡、光衰減器、線陣CCD傳感器中心在同一光軸上，所述半導體激光器包括紅光半導體激光器和綠光半導體激光器，該紅光半導體激光器和綠光半導體激光器互成90度角安裝在分光鏡的底部和右側。該檢測裝置實現完全非接觸測量，對被測樣本無損傷。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于檢測與傳感
，具體涉及一種核酸適體生物傳感器及檢測裝置。
技術介紹
近年來，生物傳感器在科學研究、生物醫學和工業領域的研究與應用方興未艾，例如醫學診斷、流程控制和環境監測等。生物傳感器是以生物學組件作為主要功能性元件，能夠感受特定的被測量并按照一定規律將其轉換成可識別信號的器件或裝置。專利技術高速度、高特異性、高靈敏的蛋白質檢測技術是目前生物傳感器研究所面臨的緊迫任務。傳統蛋白質的檢測主要利用抗體-抗原的特異相互作用，而利用寡核苷酸間嚴格的識別和親合力而設計的人工合成寡核苷酸-適體的出現，使抗體抗原反應發生新的革命性變化。篩選出來的核酸適體能特異性地結合蛋白質、多肽、有機物、金屬離子等各種配體，并且核酸適體具有易合成、易存儲、易修飾等優點，它在核酸結構的多樣性、蛋白質/DNA相互作用等方面的研究日益受到重視。生物活性單元的固定化技術是生物傳感器制作的核心，現有的生物傳感器的固定化技術主要有吸附法、共價鍵合法、物理包埋法等。吸附法一般是通過含酶緩沖液的揮發來進行，但吸附過程具有可逆性，生物活性單元易從電極表面脫離，壽命較短；共價鍵合法是將生物活性單元通過共價鍵與電極表面結合而固定，酶穩定性較好，但電極表面的共價鍵合較困難。物理包埋法采用凝膠、聚合物包埋，將生物分子包埋并固定在高分子聚合物的空間網狀結構中，穩定性好，過程簡單。但采用物理方法將凝膠/聚合物限制在電極表面，使傳感器難以微型化。目前使用的生物活性單元固定化載體、方法和技術并未達到完善的程度，因此更簡單、實用的新型固定化技術仍然是該領域研究的重要方向之一。現有的核酸適體生物傳感器主要有光學適體生物傳感器、壓電晶體適體傳感器和電化學適體傳感器?，F有的光學適體生物傳感器有光纖適體傳感器、消失波光纖適體傳感器、表面等離子共振適體傳感器和熒光適體傳感器?，F有光纖適體生物傳感器的基體傳感器為石英光纖，作用機理是利用石英表面先接上一層連接物，然后將適體連在光纖端面上，與目的物進行生化反應。反應后產生的特征光學信號(熒光、顏色等)通過光纖探頭傳遞至光檢測器，經光電轉換進而測定目的物含量?，F有消失波光纖適體傳感器采用在光纖側表面加上生物敏感膜(核酸適體)實現對目的物的測量。原理是當光線在光纖纖芯中以全反射方式傳播時，會在纖芯側表面外的其它介質中存在一個光波場，這種波隨向外傳播距離而快速衰減，稱為消失波。當消失波穿過生物敏感膜時，或產生光信號，或導致消失波與光纖內傳播光線的強度、相位或頻率改變，測量這些變化，即可獲得生物敏感膜上變化的信息，即適體與分析物相互作用的信息。上述光纖適體生物傳感器和消失波光纖適體傳感器的缺點是生物活性單元的固定困難，基體傳感器不能重復使用且更換不方便?，F有表面等離子共振適體傳感器是將適體分子固化在以石英或玻璃為載體的金屬(通常為金)膜表面，加入待測目的物，兩者的結合使金屬膜與溶液界面的折射率上升，從而導致共振角度的改變。如果固定入射光角度，就能根據共振角的改變程度對待測目的物進行定量分析，該方法無需標記，十分方便。但由于需要貴金屬膜，傳感器成本較高?，F有熒光適體生物傳感器主要是用熒光基團標記核酸適體，基于目標分子和核酸適體作用后產生的熒光偏振或者熒光強度的改變來檢測目標分子，或者將熒光基團和猝滅基團分別標于核酸適體上，通過將目標分子引入到體系中后熒光信號的改變來實現對待測物的定量分析。熒光適體生物傳感器結構簡單，但檢測準確度相對較低。光學聚合物具有易加工、重量輕以及適于批量生產等優點，因此聚合物光柵被廣泛應用于光學測量、集成光學、光信息處理等領域中。采用微電子工藝制作的微結構光柵是新型光柵發展的一個重要方向，其最小線寬可以做到小于100納米。為此國內外進行了各種復制技術的研究，主要包括熱壓、注射成型、澆鑄和溶膠-凝膠法、壓印法等。利用這些方法進行微結構光柵的復制，使用同一塊母光柵可大批量生產出光柵參數相同的復制光柵，復制成本低。無論哪種科學儀器，其發展趨勢總是朝著小型化、智能化、高精度和低價格方向發展。生物傳感器種類很多，新的方法不斷替代傳統方法，因此國內外在該領域的研究工作從不間斷，研究可用于免疫檢測和核酸檢測以及作為其它生命科學研究中各種生物反應過程的低成本、方便、快捷生物分子檢測方法，對于醫院、生物制藥部門、檢疫檢驗部門和生命科學研究單位，特別是用于家庭免疫、衛生監護等都有重要意義，應用前景良好。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種聚合物光柵核酸適體生物傳感器及檢測裝置，設備簡單、檢測容易、穩定性好、過程簡單、制作成本低、實現完全非接觸測量，對被測樣本無損傷，從而克服現有技術的不足。為實現上述目的，本專利技術采用如下之技術方案一種聚合物光柵核酸適體生物傳感器，包括一片用光學塑料制作的基體，該基體的下表面為光學平面，上表面為聚合物凹凸光柵，該聚合物凹凸光柵是由多條等間距設置的平行凹槽構成，且凹槽內沉積有一層核酸適體。優選的，所述基體為長方體狀，其長度為5毫米，寬度為3毫米，高度為I毫米，所述聚合物凹凸光柵的光柵常數為I至2微米，光柵凹槽深度為I至2微米，核酸適體的沉積厚度為10-100納米。優選的，所述基體為聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯材料。一種聚合物光柵核酸適體生物檢測裝置，包括金屬樣品盒、半導體激光器、分光鏡、柱面透鏡、光衰減器、線陣CCD傳感器、數據處理模塊以及前述的生物傳感器，該生物傳感器固定在金屬樣品盒上，該光衰減器和線陣CCD傳感器依次位于生物傳感器的上方，該數據處理模塊與線陣CCD傳感器連接，該柱面透鏡和分光鏡依次位于生物傳感器的下方，所述半導體激光器包括紅光半導體激光器和綠光半導體激光器，該紅光半導體激光器和綠光半導體激光器互成90度角安裝在分光鏡的底部和右側，該分光鏡、柱面透鏡、光衰減器、線陣CXD傳感器中心在同一光軸上。優選的，所述金屬樣品盒的中心設有一矩形凹陷區域，該矩形凹陷區域的長度為5毫米，寬度為3毫米，高度為I毫米，且矩形凹陷區域的中心位置有一個圓形通光小孔，且金屬樣品盒的上表面四個方向各有一個用作放置和取出生物傳感器的槽形缺口，各槽形缺口的寬度為1. 5毫米，深度為I毫米。優選的，所述紅光半導體激光器的功率為3 5毫瓦、波長為650納米、輸出光束直徑為I 2毫米，所述綠光半導體激光器的功率為5 10毫瓦、波長為532納米、輸出光束直徑為I 2毫米，該紅光、綠光半導體激光器的出光面距離分光鏡的表面10 20毫米，且紅光、綠光半導體激光器的中心軸線與分光鏡的兩個互相垂直的軸線重合。優選的，所述分光鏡為立方體玻璃分光棱鏡，邊長為10 15毫米；所述柱面透鏡為長10毫米、寬5毫米、焦距10毫米的玻璃柱面透鏡，該柱面透鏡安裝在分光鏡的正上方5毫米處；所述金屬樣品盒放置于柱面透鏡的正上方10毫米 處，柱面透鏡的焦點與金屬樣品盒之圓形通光小孔的中心重合。優選的，所述光衰減器放置于金屬樣品盒的上方30毫米處，該光衰減器是由兩個薄膜偏振片組成的，兩個薄膜偏振片的直徑都是30毫米，其中一個薄膜偏振片固定不動，另一個薄膜偏振片可以繞中心軸線自由旋轉以改變激光透過衰減量。優選的，所述線陣CXD傳感器放置于光衰減器的上方10毫米處，該線陣CXD傳感器的CCD長度不小于25本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種聚合物光柵核酸適體生物傳感器，其特征在于：包括一片用光學塑料制作的基體，該基體的下表面為光學平面，上表面為聚合物凹凸光柵，該聚合物凹凸光柵是由多條等間距設置的平行凹槽構成，且凹槽內沉積有一層核酸適體。
【技術特征摘要】
1.一種聚合物光柵核酸適體生物傳感器，其特征在于包括一片用光學塑料制作的基體，該基體的下表面為光學平面，上表面為聚合物凹凸光柵，該聚合物凹凸光柵是由多條等間距設置的平行凹槽構成，且凹槽內沉積有一層核酸適體。2.根據權利要求1所述的聚合物光柵核酸適體生物傳感器，其特征在于所述基體為長方體狀，其長度為5毫米，寬度為3毫米，高度為I毫米，所述聚合物凹凸光柵的光柵常數為I至2微米，光柵凹槽深度為I至2微米，核酸適體的沉積厚度為10-100納米。3.根據權利要求1所述的聚合物光柵核酸適體生物傳感器，其特征在于所述基體為聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯材料。4.一種聚合物光柵核酸適體生物檢測裝置，其特征在于包括金屬樣品盒、半導體激光器、分光鏡、柱面透鏡、光衰減器、線陣CXD傳感器、數據處理模塊以及如權利要求1至3其中一項所述的生物傳感器，該生物傳感器固定在金屬樣品盒上，該光衰減器和線陣CCD傳感器依次位于生物傳感器的上方，該數據處理模塊與線陣CCD傳感器連接，該柱面透鏡和分光鏡依次位于生物傳感器的下方，所述半導體激光器包括紅光半導體激光器和綠光半導體激光器，該紅光半導體激光器和綠光半導體激光器互成90度角安裝在分光鏡的底部和右側，該分光鏡、柱面透鏡、光衰減器、線陣CCD傳感器中心在同一光軸上。5.根據權利要求4所述的聚合物光柵核酸適體生物檢測裝置，其特征在于所述金屬樣品盒的中心設有一矩形凹陷區域，該矩形凹陷區域的長度為5毫米，寬度為3毫米，高度為I毫米，且矩形凹陷區域的中心位置有一個圓形通光小孔，且金屬樣品盒的上表面四個方向各有一個用作放置和取出生物傳感器的槽形缺口，各槽形缺口的寬度為1. 5毫米，深度為I毫米。6.根據權利要求4所述的聚合物光柵核酸適體生物...
【專利技術屬性】
技術研發人員：莊其仁，龔冬梅，王加賢，賴麗萍，
申請(專利權)人：華僑大學，
類型：發明
國別省市：
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