[實(shí)用新型]一種基于L-半胱氨酸檢測(cè)汞離子的傳感芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320416448.2
• 申請(qǐng)日: 2013-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN203337597U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹忠;曹婷婷;吳玲;肖忠良;宋天銘;黃大凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/26
• 分類號(hào): G01N27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于L-半胱氨酸檢測(cè)汞離子的傳感芯片，屬于化學(xué)/生物傳感技術(shù)領(lǐng)域，適用于環(huán)境安全檢測(cè)。?

背景技術(shù)

汞污染是一個(gè)全球性的問題，由于其劇毒和生物蓄積性，它已受到越來越多的關(guān)注。二價(jià)汞離子（Hg²⁺的）是最穩(wěn)定的無機(jī)汞，存在于天然水體中，?Hg²⁺即使是微量濃度也能產(chǎn)生毒性，它能夠在生物體內(nèi)累積，通過食物鏈轉(zhuǎn)移到人體內(nèi)，而人體內(nèi)累積的微量汞無法通過自身代謝進(jìn)行排泄，將直接導(dǎo)致心臟、肝、甲狀腺疾病，引起神經(jīng)系統(tǒng)紊亂，慢性汞中毒，甚至引發(fā)惡性腫瘤的形成。其次，汞離子的微生物的生態(tài)甲基化產(chǎn)物甲基汞，也是一種強(qiáng)有力的毒素，可通過食物鏈傳遞到魚類和海洋哺乳動(dòng)物的組織中，轉(zhuǎn)換成為劇毒的有機(jī)汞。因此，能快速準(zhǔn)確分析生活環(huán)境中水體等介質(zhì)中的重金屬含量，對(duì)于提高人類的生存質(zhì)量、保護(hù)地球環(huán)境具有十分重要的意義。?

檢測(cè)重金屬汞離子的方法有很多，如原子光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES法）、分光光度法、高效液相色譜法，電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICPMS)、化學(xué)發(fā)光法和熒光分析法等。然而，這些方法往往需要昂貴的精密儀器、復(fù)雜的樣品制備流程和熟練的操作人員，不能或不方便在戶外進(jìn)行快速檢測(cè)。為此，本實(shí)用新型通過單分子自組裝方法將L-半胱氨酸組裝修飾到金膜基片表面，形成一種基于L-半胱氨酸檢測(cè)汞離子的傳感芯片。該傳感芯片制作簡(jiǎn)單、成本低廉、使用方便、靈敏度很高，優(yōu)于傳統(tǒng)的儀器分析方法，可用于環(huán)境中微量汞離子的快速檢測(cè)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)食品與生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中具有非常重要的應(yīng)用前景。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種制作簡(jiǎn)單、成本低的基于L-半胱氨酸檢測(cè)汞離子的傳感芯片，可用于環(huán)境安全檢測(cè)。?

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于L-半胱氨酸檢測(cè)汞離子的傳感芯片，其特征是：該傳感芯片包括一個(gè)L-半胱氨酸膜層修飾的金膜基片，該金膜基片的金層一角與外包有塑料絕緣層的金屬絲導(dǎo)線相連接，連接處用環(huán)氧樹脂膠包裹密封；所述金膜基片是在拋光的氮化硅基板上逐步濺射沉積SiO₂膜層、金屬鉻膜層、銅鎳合金膜層、金膜層，金膜層經(jīng)化學(xué)清洗處理后再在其表面上組裝修飾L-半胱氨酸膜層，從而構(gòu)成基于L-半胱氨酸檢測(cè)汞離子的傳感芯片。其中，所述金膜基片的形狀為正方形，其邊長(zhǎng)為6~12mm，金屬絲導(dǎo)線的材料為銅絲、鋁絲或銀絲。而且，在拋光的氮化硅基板上逐步濺射沉積的SiO₂膜層的厚度為80~380nm，金屬鉻膜層的厚度為20~60nm，銅鎳合金膜層的厚度為80~380nm。尤其是，銅鎳合金膜層經(jīng)拋光處理后，在其表面上所沉積金膜層的厚度為120~400nm；金膜層經(jīng)化學(xué)清洗處理后，在其表面上所組裝修飾L-半胱氨酸膜層的量為5~60ug。?

在傳感芯片的設(shè)計(jì)與制備方面，與其它方法不同的是，本實(shí)用新型提出了一種簡(jiǎn)單的L-半胱氨酸膜層的組裝修飾方法，即先將傳感芯片金膜基片的金膜層表面用二次蒸餾水清洗，依次在二次蒸餾水、無水乙醇中超聲清洗各1~10分鐘，然后取出浸入1.0~100mmol/L的L-半胱氨酸/乙醇溶液中，于4℃冰箱中自組裝2~48小時(shí)，取出干燥，得L-半胱氨酸膜層修飾的傳感芯片，不用時(shí)置于去離子水中于4°C冰箱密封保存。?

本實(shí)用新型的有益效果是，該納米金膜電極制作簡(jiǎn)單、成本低廉、使用方便，且金膜平整度高、易進(jìn)行表面修飾，靈敏度很高，優(yōu)于傳統(tǒng)的儀器分析方法，可用于環(huán)境中微量汞離子的快速檢測(cè)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)食品與生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中具有非常重要的應(yīng)用前景。?

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。?

圖1是基于L-半胱氨酸檢測(cè)汞離子的傳感芯片的平面結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2是基于L-半胱氨酸檢測(cè)汞離子的傳感芯片的金膜基片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖1中，1.?L-半胱氨酸膜層修飾的金膜基片，2.?金屬絲導(dǎo)線，3.?塑料絕緣層，4.?環(huán)氧樹脂膠。?

圖2中，11.?氮化硅基板，12.?SiO₂膜層，13.?金屬鉻膜層，14.?銅鎳合金膜層，15.?金膜層，16.?L-半胱氨酸膜層，17.?L-半胱氨酸分子。?

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

傳感芯片的組裝制備：