[發(fā)明專利]一種蛋白質(zhì)傳感膜及其制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410153514.0
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103995104A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易國斌;劉念;梁真飛;俎喜紅;羅洪盛;劉順彭
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N33/533
• 分類號: G01N33/533;G01N21/64
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種基于自組裝納米銀粒子的蛋白質(zhì)傳感膜及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

傳感技術(shù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一，在國家安全、科學(xué)試驗、環(huán)境監(jiān)測及醫(yī)療衛(wèi)生等方面發(fā)揮著重要作用。生物傳感技術(shù)是傳感技術(shù)的一個重要分支，它與生物信息學(xué)、仿生學(xué)、生物計算機等學(xué)科一起，處在生命科學(xué)和信息科學(xué)的交叉領(lǐng)域。生物傳感技術(shù)的研究重點是將生物活性材料與傳感器有機結(jié)合，成為新型分析儀器和檢測技術(shù)的重點發(fā)展領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的生物傳感技術(shù)通常需要標(biāo)記、靈敏度低、過程繁瑣、效率低，其中大部分的工作量用于標(biāo)記，使用放射性同位素、熒光基團做標(biāo)示物，安全性和穩(wěn)定性差，不能滿足快速、靈敏、低污染的需求，迫切需要新型的高靈敏度、高效、方便、經(jīng)濟的生化分子檢測方法和技術(shù)。因此，近年來橢圓偏振光、石英晶振微天平、表面等離子共振技術(shù)等無標(biāo)記傳感技術(shù)得到迅速發(fā)展。

金、銀等金屬納米粒子具有高度活躍的外層電子，當(dāng)光波輻射到粒徑遠小于其激發(fā)波長的金屬納米粒子時，產(chǎn)生的表面等離子體波被限域在納米結(jié)構(gòu)的附近，當(dāng)入射光頻率與自由電子集體震蕩頻率相當(dāng)時則產(chǎn)生共振。當(dāng)金屬粒子與熒光體間距離在一定范圍內(nèi)時，金屬粒子會使熒光體的輻射衰減速率增加或發(fā)生共振能量轉(zhuǎn)移，使熒光體的熒光強度增強，大大提高了對目標(biāo)物檢測的靈敏度。以其方便快捷、靈敏度高等多項特點，深受研究人員的青睞。目前的研究大多將蛋白質(zhì)等熒光生物大分子直接附著在金屬粒子層表面，存在金屬粒子裸露于空氣中、且生物大分子與金屬粒子之間距離不可調(diào)等問題，導(dǎo)致許多技術(shù)問題還沒有解決，限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種蛋白質(zhì)傳感膜及其制備方法和用途。主要技術(shù)方案是在納米銀粒子層上覆蓋一層無熒光基團的隔離層，通過納米銀的局域表面等離子體共振效應(yīng)，利用隔離層吸附蛋白質(zhì)，通過蛋白質(zhì)等熒光物質(zhì)的熒光光譜增強實現(xiàn)這些蛋白質(zhì)的快速、靈敏檢測。

本發(fā)明提供的一種蛋白質(zhì)傳感膜，其由三層結(jié)構(gòu)組成：底層是基片，中間層是納米銀粒子層，上層是無熒光基團的聚合物薄膜，所述基片為玻璃片或石英片。

本發(fā)明還提供一種所述的蛋白質(zhì)傳感膜的制備方法，包括如下步驟：

（1）將納米銀前驅(qū)體、還原劑分別溶于蒸餾水，得到納米銀前驅(qū)體溶液和還原劑溶液；將納米銀前驅(qū)體溶液加熱煮沸一段時間，然后邊攪拌，邊向其中滴加入還原劑溶液，繼續(xù)加熱一段時間后停止加熱，冰水浴降至室溫，離心除去上層清液，得到納米銀溶膠；

（2）將偶聯(lián)劑溶于甲醇形成偶聯(lián)劑溶液，將干凈的基片通過等離子表面處理30min，然后常溫下置于偶聯(lián)劑溶液中浸泡一段時間，使基片表面硅烷化，自然風(fēng)干后得到硅烷化基片；

（3）將步驟（2）中得到的硅烷化基片浸泡在步驟（1）得到的納米銀溶膠中一段時間，然后取出，真空干燥后在硅烷化基片表面形成納米銀粒子層，得到納米銀基片；

（4）將無熒光基團的聚合物溶解于有機溶劑得到旋涂液，進而采用旋涂法在步驟（3）得到的納米銀基片上制備聚合物薄膜，自然風(fēng)干后即得到蛋白質(zhì)傳感膜。

步驟（1）中所述納米銀前驅(qū)體為硝酸銀、醋酸銀中的一種，前驅(qū)體溶液中，前驅(qū)體與蒸餾水的質(zhì)量比為0.1~0.5：500；前驅(qū)體溶液加熱煮沸溫度為120℃～140℃，加熱煮沸時間為0.5~1h；所述還原劑為檸檬酸鈉，還原劑溶液中，還原劑與蒸餾水的質(zhì)量比為1~10：500，向前驅(qū)體溶液滴加入還原劑溶液后保持溫度不變，繼續(xù)加熱時間為5~20min；前驅(qū)體溶液與還原劑溶液體積比1:1。

步驟（2）中所述偶聯(lián)劑為γ-巰丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷中的一種，偶聯(lián)劑與甲醇的質(zhì)量比為1～2：100；基片為玻璃片或石英片，基片在偶聯(lián)劑溶液中浸泡時間為0.5~2h。

步驟（3）中所述的浸泡時間為0.5~1h。

步驟（4）旋涂液中，無熒光基團聚合物與有機溶劑的質(zhì)量比為0.01~0.2：1000，所述無熒光基團聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇中的一種，聚甲基丙烯酸甲酯數(shù)均分子量為1.0×10⁵~1.6×10⁵，聚乙烯醇平均聚合度為1600~3000，醇解度≥98%，有機溶劑為四氫呋喃、乙醇中的一種；旋涂法制備聚合物薄膜的轉(zhuǎn)速為1000~3000rpm，時間為20~60s。

本發(fā)明還提供一種蛋白質(zhì)傳感膜的用途，應(yīng)用于具有熒光特性蛋白質(zhì)的快速檢測，具體是應(yīng)用于骨形態(tài)發(fā)生蛋白或牛血清蛋白的快速檢測。

本發(fā)明的有益效果：