[發明專利]一種微生物生物印跡薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201110429958.9
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102514261A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 戚鵬;張盾;萬逸
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;C08L5/08;C08K3/04;C08J9/26
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;李穎

技術領域

本發明涉及到分子印跡領域，具體的說是一種微生物印跡薄膜及其制備。

背景技術

分子印跡技術是以一種合成人工抗體的技術，其主要原理是：選擇能與模板分子形成共價鍵或者非共價鍵的功能單體，與模板分子形成復合物，然后通過交聯劑共聚形成交聯聚合物。將模板分子洗脫后，在聚合物中留下的孔穴與模板分子的形狀、大小和表面基團相匹配。通過這些孔穴即生物識別位點對目標分子進行識別。采用分子印跡技術制成人工抗體作為生物識別元件是近幾年來生物傳感器研究的熱門方向。分子印跡技術可以應用催化，分離，純化，藥物傳遞，檢測等領域。在大多數情況下，分子印跡技術的目標物質都是小分子，比如：有毒有機物，氨基酸，糖類等等。對于微生物這類微米尺度的物質的印跡技術仍比較少，主要是由于目標物質過大，移動，固定都比較困難。并且分子印跡常用的方法通常都涉及到有機溶劑，有機溶劑本身會使微生物的細胞壁發生溶解，交聯等反應，這些問題給微生物的生物印跡帶來了很多困難。

發明內容

本發明目的在于提供一種制備微生物生物印跡薄膜及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種微生物生物印跡薄膜，導電基體依次沉積殼聚糖/石墨烯復合膜、微生物模板和殼聚糖膜即得到微生物生物印跡薄膜。

所述導電基體沉積厚度為15-20μm的殼聚糖/石墨烯復合膜，將微生物吸附到復合膜上形成微生物模板，而后采用殼聚糖將吸附在石墨烯/殼聚糖復合膜上的微生物部分包埋，微生物高度約即得到微生物生物印跡薄膜，即石墨烯/殼聚糖復合膜上的微生物部分包埋時殼聚糖厚度控制在250-300nm，SRB高度約為500nm。

將上述得到的微生物生物印跡薄膜通過氟硅烷偶聯劑進行表面修飾，而后浸泡于丙酮中2-3h，浸泡后將微生物模板洗脫掉，即得到留有微生物模板分子尺寸和形狀相匹配的生物識別位點的微生物生物印跡薄膜。

所述殼聚糖/石墨烯為濃度為0.3mg?mL^-1的石墨烯與質量分數為0.5％的殼聚糖溶液的混合液，其中石墨烯按如下步驟制備：

1)將天然石墨、NaNO₃和濃硫酸按體積比1∶1∶45的比例混合于冰水浴中反應4-4.5h，待用；

2)向步驟1)冰水浴混合物中加入KMnO₄，同時將反應溫度升至35℃并保持反應溫度2-2.5h，而后加入H₂O并將溫度升至98℃，反應進行2-2.5小時后再加入40-60℃溫水和30mL?H₂O₂，并在室溫下繼續反應1-1.5h，待用；

3)將步驟2)所得物質洗滌后烘干，并粉碎加入到H₂O中超聲使其得到均一的混合溶液，而后將混合溶液與N₂H₄按體積比為50∶1的比例混合于120-122℃下反應12-12.5h，得到石墨烯。

微生物生物印跡薄膜的制備方法，在導電基體上沉積厚度為15-20μm的殼聚糖/石墨烯復合膜，再將微生物吸附到復合膜上形成微生物模板，而后采用殼聚糖將吸附在石墨烯/殼聚糖復合膜上的微生物部分包埋，包埋后通過氟硅烷偶聯劑對導電基體進行表面修飾，而后浸泡于丙酮中2-3h，浸泡后將微生物模板洗脫掉，即得到留有微生物模板分子尺寸和形狀相匹配的生物識別位點的微生物生物印跡薄膜。

所述石墨烯/殼聚糖復合膜的沉積，將濃度為0.3mg?mL^-1的石墨烯與質量分數為0.5％的殼聚糖溶液混合，采用恒電位沉積，以-1.2V電壓下于導電基體上沉積250-350s，即可得到均勻的石墨烯/殼聚糖復合膜。

所述石墨烯按如下步驟制備：

1)將天然石墨、NaNO₃和濃硫酸按體積比1∶1∶45的比例混合于冰水浴中反應4-4.5h，待用；

2)向步驟1)冰水浴混合物中加入KMnO₄，同時將反應溫度升至35℃并保持反應溫度2-2.5h，而后加入H₂O并將溫度升至98℃，反應進行2-2.5小時后再加入40-60℃溫水和30mL?H₂O₂，并在室溫下繼續反應1-1.5h，待用；