本發(fā)明涉及幽門螺旋桿菌檢測及氨氣傳感器，特別是一種用于幽門螺旋桿菌檢測的室溫氨氣傳感器及制備方法。

背景技術(shù)：

1、幽門螺桿菌是一種寄生于人體胃黏膜上皮的革蘭氏陰性，帶有鞭毛的螺旋狀桿菌。全球50％以上的人口感染幽門螺旋桿菌，而大多數(shù)人的首次感染時間一般發(fā)生在10歲前。幽門螺旋桿菌感染初期往往是無癥狀，因此未得到應有的重視，易引發(fā)淺表性胃炎，萎縮性胃炎乃至胃癌等嚴重疾病的發(fā)生。自1994年以來，幽門螺桿菌被世界衛(wèi)生組織和國際癌癥研究機構(gòu)列為與胃癌發(fā)病相關(guān)的i類致癌物。發(fā)生癌前病變之前根除幽門螺旋桿菌已被證明可以預防胃癌，因此幽門螺旋桿菌的檢測技術(shù)研究和精準治療方案具有重要的臨床意義。

2、目前，幽門螺旋桿菌的檢測主要分為非侵入式檢測和侵入式檢測。非侵入測試常見的有13c尿素呼氣試驗、糞便抗原測試等等，此類測試受到樣品源等多因素影響準確性，無法實時觀察胃內(nèi)組織實況。所有侵入性檢查均基于胃鏡檢查的活檢樣本，如快速尿素酶試驗、細菌培養(yǎng)、組織學檢查等等方式。微創(chuàng)測試給患者帶來一定不適感，此類檢測手段準確性較高但依賴操作人員技術(shù)水平，且受限于活檢樣品數(shù)量、位置等因素。此外，幽門螺旋桿菌的精準治療受到基因類型、遺傳因素、耐藥性等因素影響在臨床上面臨諸多挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)出一種可以高效、無創(chuàng)檢測幽門螺桿菌的技術(shù)在幽門螺旋桿菌感染治療和預防中具有重要的應用意義。

3、幽門螺旋桿菌產(chǎn)生的脲酶將尿素裂解成氨氣和二氧化碳，使得幽門螺旋桿菌能夠在低ph值的環(huán)境中存活，進一步引發(fā)疾病。通過監(jiān)測產(chǎn)氨情況精確定位活性幽門螺桿菌細菌的存在，有效地避免了由不存活或死亡細胞引起的任何干擾。

4、氨氣傳感器是一種測量氨氣與敏感層之間的電荷轉(zhuǎn)換從而測量氨氣濃度的器件，在現(xiàn)代社會中得到了廣泛的應用，包括但不局限于醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、安全監(jiān)控、智能家居等。現(xiàn)有的氣體檢測傳感器主要基于金屬氧化物、導電聚合物等等，但普遍存在高功耗、選擇性差等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提出一種用于幽門螺旋桿菌檢測的室溫氨氣傳感器及制備方法，其以二硫化鉬為敏感層，可實現(xiàn)室溫下的高效檢測，為現(xiàn)有的幽門螺旋桿菌檢測提供新的無創(chuàng)便攜的檢測方式。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種用于幽門螺旋桿菌檢測的室溫氨氣傳感器，包括襯底1、二硫化鉬層2、修飾顆粒層3、源電極4和漏電極5，二硫化鉬層2位于襯底1表面，并將源電極4和漏電極5覆蓋，源電極4和漏電極5在襯底1表面，并位于二硫化鉬層2兩端，修飾顆粒層3覆蓋在二硫化鉬層2表面。

4、進一步地，所述的襯底1為熱氧化硅片或al2o3晶體基片。

5、進一步地，所述二硫化鉬層2為采用機械剝離膠帶從塊體材料上剝離獲得的，厚度在20nm內(nèi)，長度在20μm以上的碎片。

6、進一步地，所述修飾顆粒層中的金屬顆粒為鐵、鉑或釕的氧化物，通過真空電子束蒸鍍方式均勻濺射在二硫化鉬層2的表面，厚度在以內(nèi)。

7、上述室溫氨氣傳感器的制備方法，包括以下步驟：

8、(1)使用有機溶劑對作為襯底的基片進行清洗；

9、(2)對清洗后的基片正面進行光刻，形成電極掩膜圖形；

10、(3)對光刻后的基片進行真空電子束蒸鍍，在基片正面形成鈦電極；

11、(4)使用有機溶劑丙酮、異丙醇依次對蒸鍍后的基片進行去膠處理，去除作為掩膜的光刻膠；

12、(5)采用機械剝離的方式，用機械剝離膠帶從二硫化鉬塊體材料上剝離得到少數(shù)層二硫化鉬薄膜；

13、(6)利用聚碳酸酯樹脂薄膜將少數(shù)層二硫化鉬薄膜轉(zhuǎn)移至基片的電極溝道區(qū)域上；

14、(7)對基片進行去膜處理，使用有機溶劑氯仿、丙酮、異丙醇依次浸泡基片，去除聚碳酸酯樹脂薄膜；

15、(8)對基片進行退火處理，去除有機物殘留；

16、(9)對退火后的基片進行真空電子束蒸鍍，在二硫化鉬薄膜表面進行金屬顆粒修飾，形成修飾顆粒層。

17、進一步地，步驟(2)中，電極掩膜圖形的電極溝道寬度為15±3μm。

18、進一步地，步驟(3)中，真空電子束蒸鍍的速度為鈦電極厚度為

19、進一步地，所述少數(shù)層二硫化鉬薄膜的層數(shù)為1～10層。

20、進一步地，步驟(8)中，退火處理的氣氛為ar：200sccm、h2：20sccm，退火處理的條件為：250℃保溫2小時。

21、進一步地，步驟(9)中，采用氧化亞鐵納米團簇進行金屬顆粒修飾，真空電子束蒸鍍的速度為修飾顆粒層的厚度為

22、本發(fā)明的有益效果在于：

23、1、本發(fā)明的傳感器采用半導體兼容模式制備，制備過程易于實現(xiàn)，制備出的傳感器可直接連接處理器及后端電路。

24、2、現(xiàn)有的傳感器大都需要在高溫(數(shù)百度)下才能實現(xiàn)氣體傳感，而本發(fā)明的傳感器可在室溫下實現(xiàn)氨氣的連續(xù)檢測。

25、3、現(xiàn)有的基于二硫化鉬的氨氣傳感器性能欠佳，達不到現(xiàn)有高溫氧化物氨氣傳感器的性能。本發(fā)明通過在二硫化鉬上做金屬修飾，可大幅提高二硫化鉬對氨氣的傳感性能，甚至超過高溫氧化物氨氣傳感的性能。

26、總之，本發(fā)明提供的氨氣傳感器，解決了常見的氣體傳感器高功耗、低靈敏度的問題，提供了針對幽門螺旋桿菌的便攜、快速的檢測方式，為幽門螺旋桿菌藥敏實驗和精準化治療提供了新的參考手段。

技術(shù)特征：

1.一種用于幽門螺旋桿菌檢測的室溫氨氣傳感器，其特征在于，包括襯底(1)、二硫化鉬層(2)、修飾顆粒層(3)、源電極(4)和漏電極(5)，二硫化鉬層(2)位于襯底(1)表面，并將源電極(4)和漏電極(5)覆蓋，源電極(4)和漏電極(5)在襯底(1)表面，并位于二硫化鉬層(2)兩端，修飾顆粒層(3)覆蓋在二硫化鉬層(2)表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于幽門螺旋桿菌檢測的室溫氨氣傳感器，其特征在于，所述的襯底(1)為熱氧化硅片或al2o3晶體基片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于幽門螺旋桿菌檢測的室溫氨氣傳感器，其特征在于，所述二硫化鉬層(2)為采用機械剝離膠帶從塊體材料上剝離獲得的，厚度在20nm內(nèi)，長度在20μm以上的碎片。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于幽門螺旋桿菌檢測的室溫氨氣傳感器，其特征在于，所述修飾顆粒層中的金屬顆粒為鐵、鉑或釕的氧化物，通過真空電子束蒸鍍方式均勻濺射在二硫化鉬層(2)的表面，厚度在以內(nèi)。

5.如權(quán)利要求1所述的室溫氨氣傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，電極掩膜圖形的電極溝道寬度為15±3μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，真空電子束蒸鍍的速度為鈦電極厚度為

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述少數(shù)層二硫化鉬薄膜的層數(shù)為1～10層。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(8)中，退火處理的氣氛為ar：200sccm、h2：20sccm，退火處理的條件為：250℃保溫2小時。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(9)中，采用氧化亞鐵納米團簇進行金屬顆粒修飾，真空電子束蒸鍍的速度為修飾顆粒層的厚度為

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于幽門螺旋桿菌檢測的室溫氨氣傳感器及制備方法，屬于幽門螺旋桿菌檢測及氨氣傳感器技術(shù)領(lǐng)域。該氨氣傳感器包括襯底、二硫化鉬層、修飾顆粒層、源電極和漏電極，修飾顆粒層位于二硫化鉬層表面，二硫化鉬層位于襯底表面，源電極和漏電極位于二硫化鉬層兩端。本發(fā)明提供的氨氣傳感器，解決了常見的氣體傳感器高功耗、低靈敏度的問題，提供了針對幽門螺旋桿菌的便攜、快速檢測技術(shù)，為幽門螺旋桿菌藥敏實驗和精準化治療提供了新的參考手段。

技術(shù)研發(fā)人員：王薇,王澤高,張竹,趙旻旻
受保護的技術(shù)使用者：北京醫(yī)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17