[發明專利]一種高靈敏度生物傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201010197875.7
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101865874A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 丁彬;孫敏;俞建勇;孫剛
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/327;D06M11/83;D06M101/20;D06M101/30;D06M101/26;D06M101/38
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及一種高靈敏度生物傳感器及其制備方法，屬于生物傳感器領域。

背景技術

傳統的生物傳感器，檢測生物過程繁瑣，靈敏度低，并且檢測時間長，難以適應實際需求。目前市場上普遍采用的用試劑盒檢測生物，雖然在一定程度上克服了上述傳感器檢測方法的缺點，但試劑盒檢測法只能定性檢測，而不能定量檢測，并且檢測不精準。一些國內外專家學者以石英晶體微天平為研究平臺，定量檢測生物，并采取各種方法提高檢測靈敏度，如將敏感材料以實心膜的形式覆蓋到電極上，制備生物傳感器，但仍無法克服靈敏度低的缺點。生物檢測是關系國計民生的大事，制備出靈敏度高、可以定量檢測的生物傳感器勢在必行。

發明內容

本發明的目的是提供一種高靈敏度生物傳感器及其制備方法，解決上述傳感器檢測靈敏度低、不能定量檢測和檢測過程繁瑣、檢測時間長等問題。

為了達到上述目的，本發明提供了一種高靈敏度生物傳感器，包括石英晶體微天平，其特征在于，石英晶體微天平的電極上沉積有高分子纖維，高分子纖維上噴覆有金屬膜，金屬膜上覆蓋自組裝材料，自組裝材料連接生物傳感材料。

本發明還提供了高靈敏度生物傳感器的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

第一步：在室溫下，將紡絲高分子原料用磁力攪拌器以50-2500rpm/min的轉速攪拌溶解在溶劑中得到質量分數為5-30％的電紡原料；

第二步：在室溫、濕度范圍為40-60％的條件下，將第一步得到的電紡原料以0.1-10mL/h的流速輸入到噴絲頭上，同時將噴絲頭連接10-80kV電源進行靜電紡絲制備纖維；

第三步：將第二步紡出的纖維沉積到石英晶體微天平的電極上，接收電極與噴絲頭之間的距離為5-30cm；

第四步：用真空金屬濺射儀在第三步中沉積到石英晶體微天平電極上的纖維上噴覆金屬膜，噴覆時間為0.1-10min；

第五步：將第四步得到的石英晶體微天平的電極放進自組裝材料(或交聯材料)溶液中浸泡1-40h；

第六步：將石英晶體微天平的電極取出后，放進真空干燥箱干燥10-30min，將生物傳感材料覆蓋到電極上，利用自組裝或交聯連接傳感材料，靜置1-30h，取出后得到高靈敏生物傳感器。

所述第一步中的紡絲高分子原料為聚苯乙烯、聚亞乙基亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚二苯胺、聚鄰甲基苯胺、聚環氧氯丙烷、聚異丁烯、聚己內酯、聚吡咯、聚醋酸乙烯酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚乳酸、聚偏氟乙烯、聚酯酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚-α-氨基酸、聚苯硫醚、環氧樹脂和聚硅氧烷中的一種或兩種以上的混合物；或甲殼素、殼聚糖、葡聚糖、纖維蛋白、絲蛋白、瓊脂、膠原、角叉膠、藻酸鈉和藻酸鈣中的一種或兩種以上的混合物。

所述第一步中的溶劑為無水乙醇、甲酸、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、二氯甲烷、甲醇、乙醚、二甲基亞砜、苯、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、氯乙烯、乙烷、環丁砜、嘧啶、甲酰胺、己烷、氯苯、乙腈、甲苯、甲基環己烷、二氯乙烯、二甲苯、環己烷、N-甲基吡咯烷酮、丙烷、戊烷、乙酸、苯甲醚、丙醇、戊醇、乙酸丁酯、三丁甲基乙醚、異丙基苯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、甲基異丁酮、甲烷、丙烷、異辛烷、異丙醚、甲基異丙酮、石油醚、三氯乙酸、三氟乙酸和吡啶中的一種或兩種以上的混合物。

所述第四步中的金屬膜為鉑金膜、黃金膜、銀膜或銅膜。

所述第五步中的自組裝材料為巰基酸、巰基胺、硫辛酸、硫代酸、酰胺酸、硫醇、乙二醛或甘油。

所述第六步中的生物傳感材料為氯霉素抗體、肝素、生化細菌抗體、沙門氏菌抗體、大腸桿菌抗體、流感病毒抗體、血凝素、神經節苷脂、酶、核苷酸、內皮素、牛流行熱病毒抗體、人抗血清、動物抗血清、癌抗體、沙眼抗體、抗生物素蛋白或抗生物素肽。

對于被選定的被檢測物和敏感材料，傳感材料膜的比表面積越大，其顯示的靈敏度越高。靜電紡納米纖維膜的比表面積比普通實心膜的比表面積高出1-2個數量級，故以靜電紡納米纖維膜為模板的傳感材料膜的比表面積也會高出1-2個數量級。傳感材料膜的比表面積越大，所能吸附的被檢測物越多，從而檢測靈敏度越高。

本發明與現有技術相比其優點如下：

(1)本發明所提供的一種高靈敏生物傳感器的制備方法，制備出的生物傳感器檢測靈敏度高，可檢測濃度極限低，可以檢測微生物濃度低至0.1ppb；