[發(fā)明專利]一種基于微電極陣列制備酶生物傳感器的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711370747.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108152350A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉亞;吳倩;許升;趙偉;朱曉潔;王乾坤;徐振宇;朱葉;林戈瑜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/327
• 分類號(hào): G01N27/327
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于微電極陣列制備酶生物傳感器的方法，光刻微電極陣列的制備、導(dǎo)電層的制備及酶生物傳感器的構(gòu)建的具體步驟如下：

(1)光刻微電極陣列的制備

預(yù)處理基材后旋涂一層增粘劑，隨后將負(fù)性光刻膠涂覆其上，進(jìn)行前烘、曝光、后烘、顯影、堅(jiān)膜工藝，完成將掩膜板上圖形轉(zhuǎn)移到基材表面的過(guò)程，得到所需要的陣列圖案。

(2)導(dǎo)電層的制備

在(1)的基礎(chǔ)上引入導(dǎo)電基元，在微電極陣列表面形成均勻的導(dǎo)電層；

(3)酶生物傳感器的構(gòu)建

在(2)的基礎(chǔ)上制備具有特異性分子識(shí)別能力的生物活性層，首先將(2)制備的導(dǎo)電微電極陣列浸于具有連接作用的中間體溶液中浸泡，取出后用超純水沖洗并用氮?dú)?N₂)吹干；隨后放入緩沖溶液配置的酶溶液中，前期共價(jià)連接的中間體能夠與酶發(fā)生脫水縮合反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)酶的有效固定，取出時(shí)用PBS及超純水沖洗并通氮?dú)?N₂)干燥，即得到具有特異性檢測(cè)型的酶生物傳感器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所制備的酶生物傳感器，其特征在于所述基材為硅片、玻璃板、鋁片、銅片中的任一種，使用前需進(jìn)行預(yù)處理，處理方法為：使用丙酮對(duì)基材表面進(jìn)行清洗，去除表面油污及雜質(zhì)，然后將清洗過(guò)的基材放置于溫度為200℃的熱臺(tái)上烘烤30min以除去基材表面的溶劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所制備的酶生物傳感器，其特征在于所述陣列具有超高的比表面積，其中負(fù)性光刻膠選擇能夠制備高縱橫比微納結(jié)構(gòu)的SU-8 Microchem 2000系列2025、2035、2050、2075中的任一種，增粘劑為OMNICOAT(≥17nm)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所制備的酶生物傳感器，其特征在于所述光刻蝕過(guò)程的工藝參數(shù)為：

(1)涂膜：旋涂法、刮膜器法、涂布棒法中的任意一種，濕膜厚度為10μm～200μm；

(2)前烘：將光刻膠膜置于65℃烘箱中保持1min，升溫至95℃維持5～15min，隨后降溫至65℃維持1min，靜置15min；

(3)曝光：波長(zhǎng)為365nm，光強(qiáng)為12.9mw/cm²，時(shí)間為5s～30s；

(4)后烘：65℃烘箱中保持1min，升溫至95℃維持5～15min，冷卻靜置；

(5)顯影：置于丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)中顯影5s～2min；

(6)堅(jiān)膜：150℃烘箱中5～10min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所制備的酶生物傳感器，其特征在于所述光刻蝕過(guò)程所用掩模板上圖形為呈正六邊形分布的圓孔陣列，圓孔直徑為3μm～50μm，圓孔間距與直徑相同，圓孔內(nèi)部為透光部分。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所制備的酶生物傳感器，其特征在于所述引入導(dǎo)電基元的方法，除真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜、真空離子鍍膜和化學(xué)氣相沉積這些常規(guī)方法外，也可采用間接法，如利用多巴胺(DA)粘附性形成中間層，再通過(guò)吸附作用吸附金屬形成導(dǎo)電層的方法。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所制備的酶生物傳感器，其特征在于所述導(dǎo)電基元為金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、碳納米管(CNT)、石墨烯(GN)中的一種；所述的導(dǎo)電層厚度為20nm～80nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所制備的酶生物傳感器，其特征在于所述具有連接作用的中間體可以是巰基十一烷酸(MUA)、4-巰基苯甲酸(MBA)及戊二醛中任一種；濃度為5mM～50mM，溶劑為乙醇溶液，處理時(shí)間為10h～24h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所制備的酶生物傳感器，其特征在于所述酶溶液中，溶劑為pH＝7.0的磷酸緩沖溶液，酶為辣根過(guò)氧化物酶(HRP)、乳酸氧化酶(LOx)、葡萄糖氧化酶(GOx)、膽固醇酶、脂肪酶、漆酶、酪氨酸酶、膽堿酯酶、有機(jī)磷水解酶、硝酸還原酶、亞硝酸鹽還原酶、高氯酸鹽還原酶、脲酶、碳酸酐酶中的一種或多種，酶濃度為1mg/mL～20mg/mL。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所制備的酶生物傳感器，其特征在于所述酶溶液中需加入15mM的N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)和30mM的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)，用以活化羧基，加快反應(yīng)進(jìn)程。