糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器以及具備該傳感器的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置制造方法
【專利摘要】涉及糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器以及便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于，具備：檢測膜（300），形成在規(guī)定的基材（100）上；第一和第二單位傳感器（10′、10″），其包含陽（+）極（400）和陰（－）極（500），該陽（+）極（400）和陰（－）極（500）隔著規(guī)定間隔對置地形成在檢測膜（300）的兩端，在第一單位傳感器（10′）的第一檢測膜（300）上配置有配體組合物（600′），該配體組合（600′）物包含與第一目標(biāo)物質(zhì)（700）結(jié)合的芳香族硼酸作為有效成分，在第二單位傳感器（10″）的第二檢測膜（300）上配置有與第一或第二目標(biāo)物質(zhì)（700）結(jié)合的受體（600″），第一目標(biāo)物質(zhì)（700）為糖化蛋白質(zhì)（700′），第二目標(biāo)物質(zhì)（700）為蛋白質(zhì)（700″）。
【專利說明】糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器以及具備該傳感器的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器以及具備該傳感器的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置。更具體地，涉及無需進(jìn)行采血，而僅僅將唾液(saliva)接觸于檢測傳感器上，就能夠簡單地檢測糖化蛋白質(zhì)數(shù)值的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器以及具備該傳感器的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]納米大小的物質(zhì)因其獨(dú)特的電子、光學(xué)、機(jī)械特性，作為非常重要的物質(zhì)，最近受到關(guān)注。目前為止的關(guān)于納米結(jié)構(gòu)物的研究，通過量子尺寸效應(yīng)等新的現(xiàn)象，預(yù)示著將來作為新型光學(xué)元件的可應(yīng)用性。特別是納米結(jié)構(gòu)物，由于不僅能夠應(yīng)用于電子晶體管元件，而且也能夠應(yīng)用于各種化學(xué)傳感器以及生物傳感器等，因此受到更多的關(guān)注。
[0003]利用具備納米結(jié)構(gòu)物的生物傳感器來檢測目標(biāo)物質(zhì)的方法為，固定在納米結(jié)構(gòu)物表面上的受體使所要檢測的目標(biāo)物質(zhì)(化學(xué)因子、生物分子、疾病表示因子)吸附在納米結(jié)構(gòu)物表面，通過這種方式被吸附的目標(biāo)物質(zhì)引起納米結(jié)構(gòu)物的導(dǎo)電性變化。
[0004]通過利用這種納米結(jié)構(gòu)物的導(dǎo)電性變化，也可以檢測身體內(nèi)部的目標(biāo)物質(zhì),例如糖尿病患者的血漿蛋白質(zhì)。
[0005]糖尿病是胰臟分泌的胰島素的分泌量不足或者無法進(jìn)行正常功能等代謝性疾病的一種，為了控制血液中的糖的含量，糖尿病患者進(jìn)行食療法、運(yùn)動療法、藥物療法等。因此，對于糖尿病患者而言，為了進(jìn)行上述的療法，每天定期檢測糖數(shù)值是必須的。
[0006]現(xiàn)有的糖數(shù)值檢測方法為，刺破患者的手指，采取少量的血液樣品，將血液樣品導(dǎo)入至經(jīng)過化學(xué)處理的傳感器中，以檢測血液中的糖數(shù)值。這種方法被韓國公開專利公報(bào)第2010-0086039 號等公開。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
[0008]由于這種現(xiàn)有的糖數(shù)值檢測方法需要頻繁地采血，導(dǎo)致給患者帶來痛苦，而且還存在引起細(xì)菌感染等問題。此外，由于將血液樣品導(dǎo)入至經(jīng)過化學(xué)處理的傳感器中的過程需要一定的時間，因此導(dǎo)致檢測血液中的糖數(shù)值存在誤差。因此，需要開發(fā)出通過不采血的方式更加準(zhǔn)確地實(shí)時檢測糖尿病患者的糖數(shù)值的方法。
[0009]解決問題的方法
[0010]由此，本發(fā)明旨在解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的所有問題，本發(fā)明提供一種糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器以及具備該傳感器的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置，其無需進(jìn)行采血，僅僅將唾液接觸于檢測傳感器上，就能夠簡單地檢測糖化蛋白質(zhì)數(shù)值。
[0011]此外，本發(fā)明提供一種能夠?qū)崟r、簡單地檢測糖化蛋白質(zhì)數(shù)值的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器以及具備該傳感器的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置。[0012]此外，本發(fā)明提供一種提高檢測精度且制造過程簡單的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器以及具備該傳感器的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置。
[0013]有利效果
[0014]根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，無需進(jìn)行采血，僅僅將唾液接觸于檢測裝置上，就能夠簡單地檢測糖化蛋白質(zhì)數(shù)值。
[0015]此外，本發(fā)明能夠?qū)崟r簡單地檢測糖化蛋白質(zhì)數(shù)值。
[0016]此外，本發(fā)明能夠以最小誤差檢測糖化蛋白質(zhì)數(shù)值，而且能夠簡單地制造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的糖化蛋白質(zhì)檢測單位傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的配體組合物的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的配體組合物和糖化蛋白質(zhì)的結(jié)合的圖。
[0021]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的芳香族硼酸和糖化人血清白蛋白(gHSA)的結(jié)合狀態(tài)的示意圖。
[0022]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置的示意圖。
[0023]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的將便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置連接在讀取部上的示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記
[0025]10:單位傳感器
[0026]10':第一單位傳感器
[0027]10":第二單位傳感器
[0028]100:基材、便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測基材
[0029]200:氧化物層
[0030]300:檢測膜
[0031]400>400; 400":陽(+ )級、源極
[0032]500、500' 500":陰(+ )級、漏極
[0033]600':配體組合物
[0034]600":受體
[0035]700:目標(biāo)物質(zhì)
[0036]700':糖化蛋白質(zhì)
[0037]700":蛋白質(zhì)
[0038]800:柵極
[0039]900:傳感器主體
[0040]9IO:多個孔
[0041]920:端子部
[0042]930:槽
[0043]1000:讀取部
[0044]1010:顯示部【具體實(shí)施方式】
[0045]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一實(shí)施方式的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器的特征在于，包含配體組合物，該配體組合物包含作為有效成分的芳香族硼酸。
[0046]此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器的特征在于，具備:檢測膜，形成在規(guī)定的基材上；第一單位傳感器和第二單位傳感器，包含陽(+ )極和陰(一)極，該陽(+ )極和陰(一)極隔著規(guī)定的間隔對置地形成在檢測膜的兩端上，其中，在第一單位傳感器的第一檢測膜上配置有配體組合物，該配體組合物包含與第一目標(biāo)物質(zhì)結(jié)合的芳香族硼酸作為有效成分，在第二單位傳感器的第二檢測膜上配置有與第一目標(biāo)物質(zhì)或第二目標(biāo)物質(zhì)結(jié)合的受體，第一目標(biāo)物質(zhì)為糖化蛋白質(zhì)，第二目標(biāo)物質(zhì)為蛋白質(zhì)。
[0047]當(dāng)?shù)谝粏挝粋鞲衅鞯牡谝粰z測膜的至少一部分區(qū)域與唾液(saliva)接觸時，檢測第一檢測膜通過配體組合物與唾液中的糖化蛋白質(zhì)連接而產(chǎn)生的第一檢測膜的電流變化，其中，該配體組合物含有作為有效成分的芳香族硼酸，當(dāng)?shù)诙挝粋鞲衅鞯牡诙z測膜的至少一部分區(qū)域與唾液(saliva)接觸時，檢測第二檢測膜通過受體與唾液中的糖化蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)連接而產(chǎn)生的第二檢測膜的電流變化。
[0048]基材的材質(zhì)包括硅、玻璃、塑料以及聚合物中的任一種，而且，基材的表面可以具有疏水性。
[0049]第一檢測膜和第二檢測膜的材質(zhì)相同，可以包括碳納米管和石墨烯中的任一種。
[0050]陽(+ )極和陰(一)極的材質(zhì)可以包括金。 [0051]第一單位傳感器的陰(一)極和第二單位傳感器的陰(一)極共同，并且接地。
[0052]芳香族硼酸可以包括苯(phenyl)硼酸、萘(naphthalene)硼酸、菲(phenanthrene)硼酸以及花(pyrene)硼酸中的任意一種。
[0053]受體可以包括硫醇基。
[0054]糖化蛋白質(zhì)可以包括糖化人血清白蛋白(gHSA:glycated human serumalbumin)、糖化免疫球蛋白G(IgG:1mmunoglobulin G)、糖化免疫球蛋白M(IgM:Immunoglobulin Μ)中的任一種。
[0055]蛋白質(zhì)可以包括人血清白蛋白(HAS:human serum albumin)、IgG、IgM中的任一種。
[0056]當(dāng)陽(+ )極為源極，陰(一)極為漏極時，還可以包括作為其他陰(一)極的柵極。
[0057]此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置可以包括:所述糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器；傳感器主體，覆蓋糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，并且形成外觀；端子部，形成在蛋白質(zhì)檢測傳感器的端部上。
[0058]此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測方法，能夠利用所述糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器來進(jìn)行檢測。
[0059]以下，參照附圖來詳細(xì)說明實(shí)施本發(fā)明的特定實(shí)施方式。通過這些實(shí)施方式，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠充分實(shí)施本發(fā)明。應(yīng)理解為，雖然本發(fā)明的各種實(shí)施方式有所不同，但并非具有排他性。例如，在不超過本發(fā)明的精神和范圍的基礎(chǔ)上，在此記載的特定形狀以及特性，一種實(shí)施方式能夠以其他的實(shí)施方式實(shí)施。此外，應(yīng)理解為，每個實(shí)施方式的個別構(gòu)成要素的位置或配置在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的基礎(chǔ)上能夠進(jìn)行變更。因此，后述的本發(fā)明并非旨在限定，本發(fā)明的范圍包括權(quán)利要求中所要求的范圍以及與其均等的所有范圍。附圖中類似的附圖標(biāo)記在不同側(cè)面表示相同或類似的構(gòu)成要素，為了便于說明，長度、面積、厚度等有可能夸大表不。
[0060]以下，為了所屬另一的技術(shù)人員能夠容易地實(shí)施本發(fā)明，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0061]糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器的結(jié)構(gòu)
[0062]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的單位傳感器10的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0063]參照圖1，單位傳感器10可以包括基材100、氧化物層200、檢測膜300、第一電極400以及第二電極500。
[0064]基材100作為糖化蛋白質(zhì)檢測基材發(fā)揮作用，可以使用普通的硅晶片的一部分，但是并非限定于此，根據(jù)情況，也可以使用玻璃、塑料、聚合物材質(zhì)的基材。此外，雖然圖1中表示基材100的尺寸限定于單位傳感器10的尺寸，但是如圖2所示，在基材100(便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測基材)的局部上可以設(shè)置作為單位傳感器10的構(gòu)成要素的氧化物層200、檢測膜300、陽(+ )極400、陰(一)極500等。即，在便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測基材100上可以形成有兩個以上的單位傳感器10。
[0065]氧化物層200形成在基材100上，并且可以包括二氧化硅(Si02)。氧化物層200可以起到柵絕緣膜的作用。氧化物層200可以通過熱氧化法、物理氣相沉積法(PVD =PhysicalVapor Deposition)、化學(xué)氣相沉積法(CVD:Chemical Vapor Deposition)等形成，但并非限定于此，可以利用公知的任何薄膜形成方法。
[0066]檢測膜300形成在氧化物層200上，起到半導(dǎo)體的作用，即，當(dāng)其表面吸附作為目標(biāo)物質(zhì)700的糖化蛋白質(zhì)70(V或蛋白質(zhì)700"時，流通在一對陽(+ )極400和陰(一)極之間的電流的量能夠發(fā)生變化。
[0067]特別是，作為構(gòu)成本發(fā)明的檢測膜300的物質(zhì)可以使用碳納米管(CNT =Carbonnano tube)或石墨烯(graphene)中的任一種。使用于檢測膜300的碳納米管可以具有單壁、雙壁、多壁等形狀，根據(jù)情況，也可以具有繩索形狀。石墨烯是具有石墨(graphite)的單層形狀且由一個碳原子的厚度形成的薄碳膜。其電傳導(dǎo)性、熱傳導(dǎo)性優(yōu)越，而且具有較大的強(qiáng)度，化學(xué)性質(zhì)與碳納米管類似。
[0068]碳納米管具有強(qiáng)疏水性(hydrophobic)。因此，為了便于在氧化物層200上形成由碳納米管構(gòu)成的檢測膜300，可以對氧化物層200的上表面進(jìn)行改質(zhì)，使其具有疏水性。
[0069]陽(+ )極400和陰(一)極500可以隔著規(guī)定的間隔相互對置地配置在檢測膜300的兩端上。優(yōu)選為，陽(+ )極400和陰(一)極500的材質(zhì)為金(Au)。此外，如后所述，陽(+ )極400可以做成獨(dú)立電極，陰(一)極500可以做成共同電極。
[0070]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0071]參照圖2，本發(fā)明的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器可以包括兩個以上的單位傳感器10，以下，以糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器包括兩個單位傳感器10，即第一單位傳感器10'和第二單位傳感器10"的結(jié)構(gòu)作為示例進(jìn)行說明。第一單位傳感器10'和第二單位傳感器10"中，基材100、氧化物層200、檢測膜300、陽(+ )極400以及陰(一)極500的構(gòu)成要素實(shí)質(zhì)上相同。[0072]在第一單位傳感器10'的第一檢測膜300上配置有配體組合物600'。本發(fā)明中的“配置”可以理解為，通過涂覆、吸附、沉積等方式，將規(guī)定的物質(zhì)均勻地置于檢測膜300的上側(cè)。配體組合物600'能夠與作為第一目標(biāo)物質(zhì)700的糖化蛋白質(zhì)700'結(jié)合，從而將糖化蛋白質(zhì)700'附著在檢測膜300上。這種配體組合物600'可以包含芳香族硼酸(aromatic boronic acid)作為有效成分，具體為，可以是包含苯(phenyl)硼酸、萘(naphthalene)硼酸、菲(phenanthrene)硼酸以及花(pyrene)硼酸中的任一種的物質(zhì)。圖3的(a)表示苯硼酸化學(xué)式，(b)表示1-萘硼酸化學(xué)式、(C)表示9-菲硼酸化學(xué)式、(d)表示1-芘硼酸化學(xué)式。
[0073]糖化蛋白質(zhì)700'可以是糖化人血清白蛋白(gHSA:glycated human serumalbumin)、糖化免疫球蛋白G(IgG)、糖化免疫球蛋白M(IgM)中的任一種。
[0074]第二單位傳感器10"的第二檢測膜300上配置有受體600"。受體600"通過與作為第一或第二目標(biāo)物質(zhì)700的糖化蛋白質(zhì)70(V或蛋白質(zhì)700"結(jié)合，使糖化蛋白質(zhì)70(V或蛋白質(zhì)700"附著在檢測膜300上。受體600"可以是選自酶基質(zhì)、配體、氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、碳水化合物中的物質(zhì)，優(yōu)選為甲狀腺素(thyroxine )。
[0075]蛋白質(zhì)700"可以是人血清白蛋白(HAS:human serum albumin)、IgG、IgM中的任一種。
[0076]如上所述的單位傳感器10具有與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(M0S-FET:metal oxide semiconductor field effect transistor)類似的結(jié)構(gòu),而且,檢測膜300可以起到溝道(channel)的作用，陽(+ )極400可以起到源(source)極的作用，陰(一)極500可以起到漏(drain)極的作用。此外，便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測基材100上可以形成作為另一陰(一)極的柵極800。特別是，當(dāng)使用具有半導(dǎo)體特性的碳納米管構(gòu)成檢測膜300的物質(zhì)時，單位傳感器10可以作為碳納米管場效應(yīng)晶體管(CNT-FET:carbon nanotube fieldeffect transistor)發(fā)揮作用。
[0077]存在于唾液中的糖化蛋白質(zhì)70(V通過與第一單位傳感器1(V的配體組合物600'結(jié)合，附著在第一檢測膜300上，從而能夠改變第一單位傳感器10'的電流值。即，第一檢測膜300可以通過配體組合物60(V與糖化蛋白質(zhì)70(V連接，使第一檢測膜300的電流發(fā)生變化。此外，存在于唾液中的糖化蛋白質(zhì)700'或蛋白質(zhì)700"通過與第二單位傳感器10"的受體600"結(jié)合，附著在第二檢測膜300上，從而能夠改變第二單位傳感器10"的電流值。即，第二檢測膜300可以通過受體600"與糖化蛋白質(zhì)700'或蛋白質(zhì)700"連接，使第二檢測膜300的電流發(fā)生變化。因此，第一單位傳感器10'或第二單位傳感器10 "內(nèi)部的電流量可以根據(jù)一定的檢測溶液(即唾液)內(nèi)所包含的糖化蛋白質(zhì)700'或蛋白質(zhì)700"的量而發(fā)生變化。
[0078]此外，雖然圖2中表示糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器上配置有兩個單位傳感器10，但是并非限定于此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施目的，可以增加單位傳感器10的數(shù)量。作為一實(shí)施方式，當(dāng)需要配置四個單位傳感器10時，可以分別追加第一單位傳感器10'和第二單位傳感器10"。
[0079]陽(+ )極400在配置有兩個以上的單位傳感器10的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器中可以作為獨(dú)立電極400起到源極的作用。此外，陽(+ )極400并非限定于圖二所示的電極的大小、形狀等，陽(+ )極400可以在起到源極作用的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。[0080]此外，再參照圖2，陰(一)極500在配置有兩個以上的單位傳感器10的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器中可以作為共同電極500，例如作為第一單位傳感器10'或第二單位傳感器10"所共有的共同的電極發(fā)揮作用。共同電極500通過與多個單位傳感器10連接，從電壓施加單元(未圖示)接收對地電壓，從而能夠起到漏極的作用。
[0081]此外，電壓施加單元通過與陽(+ )極400接觸，能夠施加正電壓。并且，電壓施加單元通過與陰(一)極500接觸，能夠施加對地電壓，如此，當(dāng)由所述電壓施加單元向各電極施加電壓時，可以通過與陽(+ )極400以及陰(一)極500連接的端子部920 (參照圖6)，檢測各個單元傳感器的電流的變化。
[0082]特別是，通過檢測第一單位傳感器10'的電流變化量和第二單位傳感器10"的電流變化量，從而能夠比較由第一單位傳感器10'檢測的糖化蛋白質(zhì)數(shù)值和由第二單位傳感器10"檢測的總蛋白質(zhì)數(shù)值(糖化蛋白質(zhì)以及蛋白質(zhì)的數(shù)值)。即，gHSA/總HAS(gHSA+HSA)的值，即，通過檢測存在于糖尿病患者唾液中的總蛋白質(zhì)中轉(zhuǎn)化為糖化蛋白質(zhì)的量，從而能夠判定被檢測者是否屬于糖尿病患者。例如，當(dāng)所述檢測值為14%以上時，表不總蛋白質(zhì)中14%轉(zhuǎn)化為糖化蛋白質(zhì)，可以判定被檢測者為糖尿病患者。
[0083]實(shí)施方式
[0084]以下的實(shí)施方式中，在制造本發(fā)明的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器(CNT-FET)后，確認(rèn)了糖化蛋白質(zhì)和碳納米管結(jié)合引起的電流的變化。
[0085]本發(fā)明中，用于制造糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器的材料如下:
[0086]使用直徑為0.7 nm至1.4nm、長度為20nm至80nm的單壁CNT (碳納米管)。糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器是通過標(biāo)準(zhǔn)的光刻和剝離工藝制造。芳香族硼酸使用芘硼酸、9-菲硼酸、1-萘硼酸、苯硼酸。此外還準(zhǔn)備了山梨醇、二甲基甲酰胺(DMF:dimethylformamide)、乙醇、gHSA(每摩爾白蛋白含有1-5摩爾果糖胺(fructosamine))以及3_(N_嗎啡啉)丙磺酸(MOPS)。
[0087]本發(fā)明的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器的制造過程以及gHSA的檢測方法如下:
[0088]在二甲基甲酰胺(DMF)中溶解了芳香族硼酸。芳香族硼酸的最佳涂覆濃度是通過在DMF中進(jìn)行連續(xù)的稀釋后適用于CNT-FET而確定。為了防止蒸發(fā)，在密封容器內(nèi)，將溶解了 4ml的芳香族硼酸的DMF混合液，在CNT-FET上常溫培養(yǎng)了 30分鐘。培養(yǎng)后用乙醇清洗CNT-FET，然后在常溫下干燥一小時。CNT-FET的基準(zhǔn)阻抗值通過以下方式獲得:在CNT-FET里添加4ml的0.1M的PH為7.5的3- (N-嗎啡啉)丙磺酸(MOPS)以及5mM的氯化鎂(MgC12)(結(jié)合緩沖液)約30秒，然后，將相同緩沖液里的4 乂的gHSA添加到CNT-FET上，再追加檢測阻抗值的變化兩分鐘后獲得。將對gHSA檢測的阻抗值使用該緩沖液的基準(zhǔn)值進(jìn)行歸一化(normalization)。利用低電流檢測系統(tǒng)來檢測與CNT-FET結(jié)合的目標(biāo)物質(zhì)的電子特性，該低電流檢測系統(tǒng)與CNT-FET的源極以及漏極電連接。電信號檢測期間保持IOOmV的源/漏偏壓，脈沖的寬幅為I秒。
[0089]圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的配體組合物和糖化蛋白質(zhì)的結(jié)合的圖。
[0090]參照圖4可以確認(rèn)，配置在第一單位傳感器10'的第一檢測膜300上的配體組合物600'和糖化蛋白質(zhì)700'的結(jié)合。
[0091]作為糖化過程的初期生成物的N-鏈果糖胺-蛋白質(zhì)加合物(fructosamine-protein adduct)具有能夠與硼酸形成共價酯鍵的1、2_順式二醇(l、2_cisdiol)。由于硼酸是平面形，因此只能與平面形順式二醇結(jié)合。由于這種立體特異結(jié)合(stereo-specific bond),被固定化(immobilized)的氨基酸-苯硼酸可以作為對第一傳感器10的目標(biāo)物質(zhì)700即糖化蛋白質(zhì)700'的親和性配體組合物600'使用。
[0092]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的芳香族硼酸和糖化人血清白蛋白(gHSA)的結(jié)合狀態(tài)的示意圖。
[0093]參照圖5，當(dāng)適用包含目標(biāo)物質(zhì)的檢測溶液時(圖5中用箭頭表示)，可以確認(rèn)，涂覆有1-芘硼酸的CNT-FET (粗實(shí)線)相對于未涂覆的CNT-FET(點(diǎn)線)，阻抗的變化大。由此可以確認(rèn)，gHSA附著在配置有芳香族硼酸的CNT-FET上，能夠使流經(jīng)CNT-FET內(nèi)部的電流量發(fā)生變化。
[0094]便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置的結(jié)構(gòu)
[0095]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置的示意圖。圖6的Ca)是便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置的俯視圖，(b)是側(cè)視圖。
[0096]參照圖6，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置具備傳感器主體900以及端子部920。
[0097]傳感器主體900覆蓋便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測基材100或者糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，以保護(hù)便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置免受到來自外部的檢測溶劑的腐蝕以及沖擊，而且能夠構(gòu)成便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置的外觀。優(yōu)選為傳感器主體900的材質(zhì)為塑料，但是只要能夠覆蓋糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器以構(gòu)成外觀，也可以使用其他材質(zhì)。
[0098]傳感器主體900上可以形成有可供唾液通過的多個孔910。唾液能夠通過多個孔910并接觸到存在于傳感器主體900內(nèi)部的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器。
[0099]優(yōu)選為，傳感器主體900上形成有能夠保持唾液的槽930。槽930可供使用者吐出唾液，或者容易地挪移已從體內(nèi)分離的唾液，從而能夠檢測糖化蛋白質(zhì)的數(shù)值。
[0100]此外，便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置還可以包括用于覆蓋單位傳感器10的傳感器覆蓋部件(未圖示)。傳感器覆蓋部件的材質(zhì)可以包括塑料。傳感器覆蓋部件上形成有多個細(xì)微孔，只有存在于檢測溶液中的目標(biāo)物質(zhì)700，例如存在于唾液中的糖化蛋白質(zhì)70(V或蛋白質(zhì)700"才能夠通過細(xì)微孔，與配體組合物60(V以及受體600"結(jié)合。
[0101]端子部920與糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器10連接，并且可以向傳感器主體900的外部突出。端子部920的布線921、922、923、924分別連接于與第一單位傳感器10'連接的陽(+ )極400、與第二單位傳感器10'連接的陽(+ )極400、陰(一)極500、柵極800。當(dāng)然，隨著單位傳感器10的增加，布線的數(shù)量也有可能變更。
[0102]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的將糖化蛋白質(zhì)檢測裝置連接在讀取部上的示意圖。
[0103]參照圖7，本發(fā)明的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置還可以包括讀取部1000。讀取部1000可拆裝地安裝在傳感器主體900上，并且形成有可供端子部920插入的端子部孔(未圖示)。端子部920插入于讀取部1000內(nèi)，并向讀取部1000的控制部(未圖示)傳遞關(guān)于糖化蛋白質(zhì)以及蛋白質(zhì)數(shù)值的電流信號，從而使讀取部1000分析糖化蛋白質(zhì)以及蛋白質(zhì)數(shù)值，以算出gHSA/總HAS(gHSA+HSA)的值。gHSA/總HAS (gHSA+HSA)的值也可以通過設(shè)置在讀取部1000上的顯示部1010來顯示。
[0104]此外，并不限定于讀取部1000，也可以將計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)等其他末端器連接在端子部920上，通過分析電流信號，檢測糖化蛋白質(zhì)數(shù)值。本發(fā)明的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置可以制作成棉棒或體溫計(jì)等大小的低廉的方式，作為一次性裝置可簡單地檢測糖化蛋白質(zhì)數(shù)值。
[0105]本發(fā)明無需進(jìn)行采血，而僅僅將唾液接觸于包含與糖化蛋白質(zhì)結(jié)合的配體組合物的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器上，就能夠?qū)崟r簡單地檢測糖化蛋白質(zhì)數(shù)值。此外，本發(fā)明中，CNT與作為目標(biāo)物質(zhì)的糖化蛋白質(zhì)之間的距離相對較短，從而能夠提高檢測精度，而且制造過
程簡單。
[0106]雖然通過優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并非限定于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠進(jìn)行各種變形和變更。應(yīng)理解為這種變形以及變形也屬于本發(fā)明以及添附的權(quán)利要求范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 包含配體組合物，該配體組合物含有芳香族硼酸作為有效成分。
2.一種糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 具備:檢測膜，形成在規(guī)定的基材上；第一單位傳感器和第二單位傳感器，該第一單位傳感器和第二單位傳感器包含陽(+ )極和陰(一)極，該陽(+ )極和陰(一)極隔著規(guī)定的間隔對置地形成在檢測膜的兩端上， 其中，在第一單位傳感器的第一檢測膜上配置有配體組合物，該配體組合物包含與第一目標(biāo)物質(zhì)結(jié)合的芳香族硼酸作為有 效成分，在第二單位傳感器的第二檢測膜上配置有與第一目標(biāo)物質(zhì)或第二目標(biāo)物質(zhì)結(jié)合的受體， 第一目標(biāo)物質(zhì)為糖化蛋白質(zhì)，第二目標(biāo)物質(zhì)為蛋白質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 當(dāng)?shù)谝粏挝粋鞲衅鞯牡谝粰z測膜的至少一部分區(qū)域與唾液接觸時，檢測第一檢測膜通過配體組合物與唾液中的糖化蛋白質(zhì)連接而產(chǎn)生的第一檢測膜的電流變化，其中，該配體組合物含有芳香族硼酸作為有效成分， 當(dāng)?shù)诙挝粋鞲衅鞯牡诙z測膜的至少一部分區(qū)域與唾液接觸時，檢測第二檢測膜通過受體與唾液中的糖化蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)連接而產(chǎn)生的第二檢測膜的電流變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 基材的材質(zhì)包括硅、玻璃、塑料以及聚合物中的任一種，并且，基材表面具有疏水性。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 第一檢測膜和第二檢測膜的材質(zhì)相同，并包括碳納米管和石墨烯中的任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 陽(+ )極和陰(一)極的材質(zhì)包括金。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 第一單位傳感器的陰(一)極和第二單位傳感器的陰(一)極共同，并且接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 芳香族硼酸包括苯硼酸、萘硼酸、菲硼酸以及芘硼酸中的任一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 受體選自酶基質(zhì)、配體、氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)以及碳水化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 糖化蛋白質(zhì)包括糖化人血清白蛋白(gHSA)、糖化免疫球蛋白G、糖化免疫球蛋白M中的任一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 蛋白質(zhì)包括人血清白蛋白(HSA)、免疫球蛋白G、免疫球蛋白M中的任一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，其特征在于， 當(dāng)陽(+ )極為源極，陰(一)極為漏極時，還包括作為另一陰(一)極的柵極。
13.一種便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置，其特征在于，包括: 權(quán)利要求2至12中的任一項(xiàng)所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器； 傳感器主體，覆蓋糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器，并且形成外觀；以及 端子部，形成在蛋白質(zhì)檢測傳感器的端部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置，其特征在于， 傳感器主體上形成有用于保持唾液的槽。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置，其特征在于， 傳感器主體上形成有供唾液通過的多個孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置，其特征在于， 進(jìn)一步包括讀取部，該讀取部可拆裝地安裝在傳感器主體上，用于分析從端子部傳遞的信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置，其特征在于， 所述讀取部包括用于顯示糖化蛋白質(zhì)的檢測數(shù)據(jù)的顯示部。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的便攜式糖化蛋白質(zhì)檢測裝置，其特征在于， 進(jìn)一步包括用于覆蓋糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器的傳感器覆蓋部件， 傳感器覆蓋部件的材質(zhì)包括塑料，并且形成有供目標(biāo)物質(zhì)通過的細(xì)微孔。
19.一種糖化蛋白質(zhì)檢測方法，利用權(quán)利要求2至12中的任一項(xiàng)所述的糖化蛋白質(zhì)檢測傳感器進(jìn)行檢 測。
【文檔編號】G01N33/487GK104024841SQ201280044915
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月15日
【發(fā)明者】安世榮, S·斯蒂芬森 申請人:株式會社Ndd, Im 醫(yī)療保健株式會社, Fti公司