组成图示
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传感器类型
其他（图案化生物分子固定表面）
检测对象
亲和素（avidin，avidin-FITC）；样品基质：0.5% Tween-20 水溶液
检测原理
高硼掺杂 p 型硅经 AZ1518 光刻胶图案化后，暴露硅区域浸入原位生成的 p-氨基苯重氮盐溶液，在 -0.5 V vs SCE 下电还原。重氮阳离子失去 N2 生成芳基自由基，与硅表面共价接枝形成氨基苯基薄膜；去除光刻胶后保留微米图案。薄膜上的氨基经 DCC 活化与 D-生物素形成酰胺键，实现生物素共价固定。随后加入荧光标记亲和素（avidin-FITC），亲和素与生物素高亲和结合，FITC 在 465–495 nm 激发下发射 515–555 nm 荧光，由荧光显微镜成像。图案区荧光强度对应亲和素结合量；金纳米颗粒可静电自组装到质子化氨基上，用于 SEM 验证表面氨基。该方法未使用酶催化或核酸放大，信号主要来自荧光标记蛋白的直接结合。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
该方法可重复获得 1–4 μm 横向特征，500 nm 结构因光刻胶去除不完全而不可见；几何图案从 15 μm 到 120 μm，分辨率测试中 10–1 μm 可分辨。AFM 测得氨基苯基膜厚 5.7 ± 0.2 nm，与先前约 5.5 nm 一致；固定生物素和亲和素后高度增加 2.3 nm，证实生物分子固定。荧光显微镜显示图案区绿色荧光，未修饰硅背景仅有痕量非特异结合，作者建议用 PEG 硅烷或 BSA 封闭。无生物素和无 DCC 对照均仅见痕量荧光，说明共价偶联是生物素固定前提。金纳米颗粒自组装验证氨基功能化。作者认为方法无需去除硅原生氧化层、适合大面积快速图案化，可拓展至多种基底和重氮盐，有望用于生物传感器识别层。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：高硼掺杂 p 型硅(100)晶圆（p-Si，电阻率<0.001 Ω cm），作为导电基底和电化学接枝工作电极
- 光刻模板层：AZ1518 正性光刻胶，旋涂约 2 μm，经紫外曝光和显影形成微米图案，作为电接枝掩模
- 电接枝修饰层：p-氨基苯重氮盐（由 p-苯二胺与亚硝酸钠原位生成），在 -0.5 V vs SCE 下电还原接枝形成氨基苯基薄膜
- 识别/固定元件：D-生物素（D-biotin），经 DCC 偶联到氨基苯基薄膜，作为亲和素识别配体
- 信号标记物：异硫氰酸荧光素标记亲和素（avidin-FITC），与生物素特异性结合并提供荧光信号
- 清洗/封闭处理：0.5% Tween-20 用于洗涤；文中建议可用 BSA 或 PEG 硅烷封闭背景以降低非特异吸附
- 验证标记：柠檬酸封顶金纳米颗粒（citrate-capped Au NPs），静电自组装到氨基区域，用于 SEM 验证氨基功能化
中文摘要
本文报道了一种基于重氮盐化学的通用方法，用于在硅表面制备蛋白质阵列。作者采用常规紫外掩膜光刻，在重掺杂 p 型硅(100)衬底上的商用正性光刻胶中图案化微米级区域。这些图案区域作为模板，用于电化学接枝原位生成的 p-氨基苯重氮阳离子，从而在硅表面形成氨基苯基薄膜图案。随后，通过 DCC 偶联反应将生物素固定到氨基苯基区域，再与荧光标记亲和素反应，并用荧光显微镜进行可视化，证明该图案化表面可用于生物分子固定。该方法无需去除硅原生氧化层，可快速制备大面积图案，且图案特征可小至约 1 μm，为未来生物传感器器件中的选择性识别层制备提供了简单可行的策略。
英文摘要
A highly versatile method utilizing diazonium salt chemistry has been developed for the fabrication of protein arrays. Conventional ultraviolet mask lithography was used to pattern micrometer sized regions into a commercial photoresist on a highly doped p-type silicon (100) substrate. These patterned regions were used as a template for the electrochemical grafting of the in situ generated p-aminobenzenediazonium cation to form patterns of aminophenyl film on silicon. Immobilization of biomolecules was demonstrated by coupling biotin to the aminophenyl regions followed by reaction with fluorescently labeled avidin and visualization with fluorescence microscopy. This simple patterning strategy is promising for future application in biosensor devices.