【摘 要】
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脑卒中是一种急性脑血管疾病,现已成为世界人口死亡的第二大病因。因此寻找一种有效治疗脑卒中的科学方法有重要意义。卒中类型的快速诊断是治疗脑卒中的关键,脑卒中可分为出血性卒中（脑出血）和缺血性卒中（脑梗塞）,这两种卒中的发病症状相似。目前脑卒中诊断常用的CT检查与核磁共振方法存在诊断时间长,适用人群有限等问题。因此,寻找一种快速诊断脑卒中类型的科学方法有重要意义。近年来,人们在临床研究中发现通过检测人
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脑卒中是一种急性脑血管疾病,现已成为世界人口死亡的第二大病因。因此寻找一种有效治疗脑卒中的科学方法有重要意义。卒中类型的快速诊断是治疗脑卒中的关键,脑卒中可分为出血性卒中（脑出血）和缺血性卒中（脑梗塞）,这两种卒中的发病症状相似。目前脑卒中诊断常用的CT检查与核磁共振方法存在诊断时间长,适用人群有限等问题。因此,寻找一种快速诊断脑卒中类型的科学方法有重要意义。近年来,人们在临床研究中发现通过检测人体血液中同型半胱氨酸（Homocysteine,HCY）与胶质纤维酸性蛋白（Glial fibrillary acidic protein,GFAP）这两种生物标志物浓度可以有效预测脑卒中的发病类型和发病几率。ssDNA-石墨烯场效应管是一种新型生物传感器,可实现对蛋白质、氨基酸等生物分子的高特异性、高灵敏度检测。微流控芯片是一种新兴的微结构制品,可实现在微米级通道内控制微量试剂的传递、检测等功能,不仅能降低试剂消耗,也能大幅提高检测速度。以上研究为快速诊断脑卒中提供了新思路。本文首先分析了GFET的电化学特性与ssDNA-GFET信号响应机理,并建立传感器响应信号与HCY、GFAP浓度c的数学模型;根据布朗运动原理与碰撞理论,创新提出了溶液粘度对ssDNA-GFET的影响机理,并实验验证了通过稀释溶液降低粘度的方法可以有效提高ssDNA-GFET的信号响应灵敏度。利用MEMS工艺完成GFET电极与石墨烯沟道的制作,并完成石墨烯表面ssDNA分子的功能化修饰与拉曼光谱、EDS能谱分析的表征,得到具有特异性识别功能的ssDNA-GFET。使用ssDNA-GFET进行HCY与GFAP的检测实验,验证其满足对不同标志物和不同分子浓度的特异性响应功能,通过函数拟合得到标志物浓度与信号响应的函数关系,并计算得到在室温环境下ssDNA-GFEET对HCY与GFAP的最低检测限为0.277μM与4.42pg/L,浓度阈值响应准确度为85.06%与88.04%,量程能满足两种人体血清标志物的浓度范围检测要求。采用软光刻技术加工制作出一种双通道微流控ssDNA-GFET芯片,并设计出一种双通道电子检测装置实现对传感器双通道信号的快速同步检测,其信号响应时间为600s,时漂为2.7%/h。使用该微流电子检测装置可初步实现对脑卒中类型的快速诊断。
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