[發明專利]基于微電極芯片的有機磷檢測方法

在審

• 申請號: 201310617713.8
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103675075A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 紀新明;竇宏雁;李潔慧
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;G01N27/30
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

技術領域

本發明涉及電化學檢測領域，特別涉及基于微電極芯片的有機磷檢測方法。

背景技術

電化學檢測方法是利用電極將不同物質發生的生化反應產生的信號轉換成電信號，從而確定物質間進行反應的微觀過程、物質含量等。常用的電化學測試方法有：電流分析法（也稱為計時安培法）、差分脈沖安培法（DPA）、差分脈沖伏安法（DPV）、循環伏安法（CV）、線性掃描伏安法（LSV）、常規脈沖伏安法（NPV）、方波伏安法（SWV）等。自電化學的檢測方法發明以來，經過不斷地發展，對電極與溶液界面的特性研究已經具有了非常好的理論基礎，電化學檢測可以應用于無機離子、有機離子、蛋白質、氨基酸、DNA等分析物，這也是此方法可以廣泛用于生物傳感器的原因。

生物傳感器是在化學傳感器的基礎上發展起來的，它是由產生信號的敏感元件(分子識別元件)和信號轉換器件組成。生物傳感器的發展始于1962年，當時L.c.clark將電極與含有葡萄糖氧化酶的膜結合應用于葡萄糖檢測。隨后其應用領域不斷擴展，檢測方法也不斷改進。根據檢測物質的不同，可分為免疫傳感器、DNA傳感器、酶傳感器、細胞傳感器等幾類。

最近二三十年里，微電子機械系統（Micro?Electromechanical?System，MEMS）加工技術的發展使生物傳感器及其生化分析儀器進一步向小型化、數字化和高可靠性的方向發展。隨著生物技術的日臻完善、微電子學技術的迅速發展以及實際應用領域的迫切要求，作為一種多學科交叉的高技術、一種強有力的分析工具，生物傳感器已成功地應用于醫學、國防、環境、食品工業及農業等領域。

MEMS技術對電化學生物傳感器的最主要影響是電極的改進，電極的尺寸有原來的常規電極發展到了微電極。傳統分別使用的三電極系統電極(參比電極、輔助電極、工作電極)可以集成于一個芯片上；一個傳感器器件上就可以集成多個具有獨立檢測功能的電極，從而實現了一個器件可以同時檢測多種生物樣品。微電極不僅僅具有小型化的優點，更重要的是它與常規電極相比具有無可比擬的優點，即極高的穩態電流密度、極短的響應時間、極化電流小、傳質速率高、信噪比大等特點。

另一方面，有機磷農藥主要用作農業殺蟲劑，少數品種用作殺菌劑、除草劑和脫葉劑。本類農藥殺蟲效果好，殘效期較短，但對溫血動物具有一定毒性，毒性與化學結構有關。多數屬于中等毒和低毒，少數屬于高毒類。有機磷農藥在工農業生產中廣泛應用，但農藥的長期大量使用所帶來的農藥殘留問題卻成為影響人類健康與環境安全的重大隱患。對有機磷農藥殘留的常規檢測方法包含：高效液相色譜、氣相色譜法、質譜法、酶聯免疫法等，這些檢測方法雖然檢測精度高，但需要借助繁雜的前處理過程、技術復雜、成本高、檢測周期長，不適合于現場實時、快速檢測，而且藥劑有毒；也有采用試紙條通過酶反應和顯色劑實現檢測的方法，這種方法雖然快速方便，但檢測效果不好，只能大約定量，而且只能確定含有有機磷，無法確定具體是哪一種有機磷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于微電極芯片的有機磷檢測方法，使得有機磷檢測儀器能實現小型化、微型化，而且能定量檢測有機磷。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種基于微電極芯片的有機磷檢測方法，包含以下步驟：

S1.提供一微電極芯片；其中，所述微電極芯片包含襯底以及制作在所述襯底上的至少一組微電極；所述微電極包含工作電極；

S2.將鄰苯二胺與有機磷抗體混合之后，滴到所述微電極芯片表面，在工作電極上選擇性加電，在所述加電的工作電極表面聚合有機磷抗體和鄰苯二胺的復合膜，采用二茂鐵甲醇以循環伏安法對工作電極進行表征，得到基準伏安曲線；

S3.將有機磷待測樣品液滴到所述微電極芯片表面，反應預設時間之后，采用二茂鐵甲醇以循環伏安法對工作電極進行表征，得到所述有機磷待測樣品液對應的測量伏安曲線；

S4.將所述測量伏安曲線與所述基準伏安曲線進行比較，根據峰值電流是否有下降，確定所述有機磷待測樣品液中是否含有有機磷；根據峰值電流的下降量，確定有機磷的濃度。

本發明的實施方式還提供了一種微電極芯片，包含：襯底、制作在所述襯底上的至少一組微電極、電極引線和引線焊盤；所述微電極通過所述電極引線連接至所述引線焊盤；

所述微電極包含：工作電極、對電極和參比電極；一組微電極中的工作電極和對電極的相對位置固定。