[發明專利]電化學發光電極陣列的制備和修飾方法

在審

• 申請號: 201510360195.5
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104897758A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 王利兵;彭梓;吳志鵬
• 申請（專利權）人: 王利兵;吳志鵬
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及在生物檢測技術領域中使用的一種電化學發光微陣列芯片的電極制備以及表面修飾方法。

背景技術

電化學發光(electrochemiluminescence)是在電化學反應和化學發光現象的結合產物。在化學反應過程中，分子由于吸收了化學反應所釋放的能量而產生所謂“能量躍遷”，由基態轉化為不穩定的激發態。當分子從激發態重新衰變成基態時釋放出光子即產生化學發光現象。電化學發光又被稱為電至化學發光，與普通化學發光不同的是，電化學發光依賴在激發電極表面產生的氧化還原反應。在目前最常用的三丙胺-吡啶釕電化學發光體系中，化學發光劑三聯吡啶釕[Ru(bpy)₃]^2?+和電子供體三丙胺(TPA)在陽極表面分別被氧化成[Ru(bpy)₃]^3?+和TPA⁺·。TPA⁺·很不穩定,?很容易失去一個質子(H⁺)?而形成強還原劑TPA·。當[Ru(bpy)₃]³⁺和TPA·發生氧化還原反應時,?[Ru(bpy)₃]³⁺被TPA·還原形成激發態的二價[Ru(bpy)₃]²⁺·,?TPA·被氧化成二丙胺和丙醛。接著激發態的[Ru(bpy)₃]²⁺·衰減成基態的[Ru(bpy)₃]²⁺,?同時發射一個波長為614nm?的光子。在三丙胺-吡啶釕電化學發光體系中，發光分子三聯吡啶釕在電極表面周而復始地進行基態-激發態-基態的能量轉移,?產生大量光子。

反應電極是參與電化學發光反應的主要控制因素之一。目前最常用的電化學發光檢測電極主要采用金、銀、碳、導電玻璃等導電材質，通過對電極進行復雜的表面修飾來增強電極對發生在其表面附近的化學反應的催化能力，從而提高光信號強度。

與普通化學發光相比，電化學發光具有試劑穩定性好、反應容易控制、試驗結果重復性好等優點，但是電化學發光相對而言反應更加復雜，尤其是對于激發電極的制作和修飾對于檢測數值的穩定性異常重要。為提高檢測靈敏度和降低變異系數(Coefficient?of?Variation)，通常需要對電極表面做許多修飾以改善捕獲探針裝載密度、均勻度、以及自由度等參數。

在微陣列芯片領域針式點樣法和液珠噴點法是目前最常用的捕獲探針加載方法，然而，對于電化學發光微陣列而言，上述方法常常導致所加載的試劑在電極表面分布不均勻，并且這些方法均需要采購昂貴的專用微陣列點樣設備。這導致目前電化學發光微陣列檢測方法無法向普通化學發光微陣列檢測方法那樣被廣泛應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是在電化學發光微陣列電極制備和修飾領域提供一種簡易高效的電極陣列制備和修飾方法。其具有設備制作使用簡單、耗材成本低、操作方便、檢測結果重復性好等優點。

本發明采用的技術方案為:?（1）在電極陣列中，采用帶圓弧頂角的方形電極結構使電極表面積最大化并減少尖角效應；（2）采用同步法用配體或接枝分子修飾電極陣列中的每一個電極表面以獲得均一的電極表面；（3）使用印痕法在電極表面加載捕獲探針分子，加載捕獲探針印痕時，可采用逐次加載法或并行加載法；（4）采用較大的電極表面和相對較小的相似形印模，使每個電極表面均可獲得一個完整的捕獲探針印痕，以提高反應的均一性。（5）對電極進行充分的封閉處理以降低非特異性吸附。（電極陣列及捕獲探針印痕樣式參見圖1、圖2）。

當固定在電極表面的探針捕捉住待檢目標分子-電化學發光標記物復合物時，電化學發光反應體系在反應電極表面進行電化學發光反應產生光信號，用光電倍增管（PMT）檢測所產生的光信號。

所述的電極陣列是指：由多個帶圓弧頂角的方形電極縱橫整齊排列形成的電極組陣列，其中每個電極的表面積為0.25～25?mm²，各電極之間的間距為0.2～2?mm。

所述的同步法電極表面修飾是指：將電極陣列用同一批次試劑同時進行修飾處理。?

所述的配體包括：生物素、親和素、鏈霉親和素、抗抗體、以及分子印跡聚合物（Molecular?Imprinted?Polymer，MIP）。