[發(fā)明專利]一種基于SPR的多種毒品檢測芯片的制備方法

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• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107478613A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鵬娟;孟凡偉;余杰
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州晶百檢測技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552
• 代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11465
• 代理人: 王鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及毒品檢測技術(shù)領(lǐng)域,更具體的說是涉及一種基于SPR的多種毒品檢測芯片的制備方法。

背景技術(shù)

表面等離子共振(SPR)是一種物理光學(xué)現(xiàn)象，在兩種不同折射率的透明介質(zhì)交界面上(如玻璃和水)，當(dāng)一束光線從高折射率入射到低折射率介質(zhì)，光纖將發(fā)生折射和反射。當(dāng)入射角增大到某一特定值時，折射角等于90度，光沿著與界面相切的方向射出，此時的入射角稱為臨界角。如果入射角超過臨界值，則入射光線將不會進入另一界面，而是全部被反射回入射介質(zhì)中，發(fā)生全內(nèi)反射。

實際上，盡管全部入射光被反射，一種叫漸逝波的電磁場會穿過界面滲透到低折射率介質(zhì)中，能量呈指數(shù)衰減。若在界面處鍍上一層金屬薄膜，一般鍍金膜或銀膜，則金屬薄膜表面的自由電子受入射光激發(fā)而產(chǎn)生電荷振蕩，進而形成表面等離子體。調(diào)整光的入射角或波長到某一適當(dāng)值時，表面等離子體與漸逝波的頻率和波數(shù)相等，二者便發(fā)生能量耦合，形成表面等離子共振。共振時界面處的全反射條件將被破壞，入射光能量被轉(zhuǎn)移到表面等離子體波中，從而導(dǎo)致反射光強度在傳播中急劇下降，呈現(xiàn)衰減全反射現(xiàn)象。其中使反射光完全消失的入射光角度稱為共振角(SPR angle)。共振角會隨著金屬薄膜表面的介質(zhì)折射率的改變而改變，而折射率的變化與結(jié)合在金屬表面的分子的質(zhì)量成正比。因此通過分析共振角，就可以得到分子間相互作用的信息。

SPR技術(shù)具有無需標(biāo)記、對表面特性和物質(zhì)變化敏感，實時、快速和易于實現(xiàn)自動化等特點，已被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、臨床診斷、藥物篩選、食品安全、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，檢測對象包括蛋白、核酸、激素、毒素、農(nóng)藥、細胞、微生物等。

現(xiàn)有的商品化SPR生物傳感系統(tǒng)均屬于實驗室大型儀器，體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，周邊環(huán)境要求嚴(yán)格，且價格昂貴，嚴(yán)重制約了SPR傳感系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)實驗室常用的SPR毒品檢測芯片一種是以玻璃等作為載體材料，制作成棱鏡或者半圓柱結(jié)構(gòu)，并在上述結(jié)構(gòu)上滴加匹配液，最后在滴加了匹配液的棱鏡或者半圓柱結(jié)構(gòu)上蓋上鍍金的玻片，玻片上集成響應(yīng)的檢測的反應(yīng)物；其中玻璃、玻片均需要精密加工，成本高、耗材多、不能用于一次性耗材。還有一種是在棱鏡或者半圓柱結(jié)構(gòu)的上表面加一層折射率相近的具有一定彈性和粘性的薄層，使用時將鍍金的玻片壓上。上述采用匹配液或薄層的作用，都是為了防止在鍍金玻片和棱鏡或半圓柱之間受空氣的影響。

現(xiàn)有SPR毒品檢測芯片存在如下缺點：更換鍍金玻片非常麻煩，需要用酒精擦掉匹配液，再加上新的匹配液；采用薄層具有使用次數(shù)的有限性限制、易損壞性、以及容易受到外界灰塵的影響；棱鏡或者半圓柱結(jié)構(gòu)和鍍金的玻片采用的都是以玻璃進行精加工的方式獲得，成本高。由于上述幾大弊端，導(dǎo)致基于SPR毒品檢測芯片技術(shù)的儀器并不能做成便攜式的，鍍金芯片即檢測芯片也就不能作為一次性耗材。

因此，如何提供一種結(jié)構(gòu)精簡、適用于一次性耗材的基于SPR的多種毒品檢測芯片的制備方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于SPR的多種毒品檢測檢測芯片的制備方法，不僅成本低、耗材少，而且制備的檢測芯片結(jié)構(gòu)簡單，適用于一次性耗材，最終使應(yīng)用該檢測芯片的檢測儀具有更加便攜、普及性更廣等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)即時現(xiàn)場檢測。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于SPR的多種毒品檢測芯片的制備方法，包括如下步驟：

1)準(zhǔn)備載體材料；

2)在載體材料上鍍一層金膜，金膜厚度范圍在40～45nm，并將鍍有金膜的載體材料浸泡在巰基烷酸中制得羧基芯片；

3)將羧基芯片的表面與EDC/NHS混合液充分接觸，活化羧基芯片表面的羧基基團制得活化羧基芯片；

4)將活化羧基芯片與多種毒品合成抗原溶液充分接觸，使多種毒品合成抗原偶聯(lián)到羧基芯片上；

5)將乙醇胺溶液與完成多種毒品合成抗原偶聯(lián)的羧基芯片充分反應(yīng)，封閉未反應(yīng)的羧基位點，制得多種毒品檢測芯片。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種低成本的基于SPR的多種毒品檢測芯片的制備方法，省去了常規(guī)的匹配液或薄層結(jié)構(gòu)，克服了技術(shù)偏見，僅在載體材料上鍍一層金膜即可實現(xiàn)對多種毒品的精確、高效檢測，兼具耗材少、結(jié)構(gòu)簡單、適于一次耗材使用、以及使得檢測儀更加便攜、更利于普及等優(yōu)點。