[發(fā)明專利]一種石墨烯管/Au納米顆粒微流體通道及其制備方法和聲表面波生物傳感器

在審

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• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113671004A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 李翠平;田樹珍;趙晨曦;李明吉;李紅姬;錢莉榮;楊保和
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;B01L3/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 李博

本發(fā)明提供了一種石墨烯管/Au納米顆粒微流體通道及其制備方法和聲表面波生物傳感器，屬于生物傳感器技術領域。本發(fā)明提供的石墨烯管/Au納米顆粒微流體通道，由石墨烯管和分布于所述石墨烯管內(nèi)表面的Au納米顆粒組成。本發(fā)明提供的石墨烯管/Au納米顆粒微流體通道中，石墨烯具有大的比表面積，具有很強的表面吸附作用；Au納米顆粒具有很好的生物相容性，可以和蛋白質(zhì)等生物分子結合，形成活性位點，且不破壞其生物活性。故本發(fā)明提供的石墨烯管/Au納米顆粒微流體通道能夠同時具有微流體通道和敏感元件的作用，可以用于構建生物傳感器，實現(xiàn)不同濃度的氨基酸檢測；且Au納米顆粒和石墨烯管結合緊密，使生物傳感器的使用壽命增加。

技術領域

本發(fā)明涉及生物傳感器技術領域，尤其涉及一種石墨烯管/Au納米顆粒微流體通道及其制備方法和聲表面波生物傳感器。

背景技術

氨基酸是構成蛋白質(zhì)分子的基本單位，在人體內(nèi)通過代謝發(fā)揮重要作用，生物體的生命活動和健康情況與氨基酸有著密切關系。目前，氨基酸的檢測方法有毛細管電泳法、高性能液相色譜法、光譜法、熒光法等等，這些方法都存在檢測費時、結構復雜、精度不高的缺點。聲表面波是一種沿著物體表面?zhèn)鞑サ穆暡ǎ瑢ξ矬w表面的微擾十分敏感，因此聲表面波生物傳感器具有高的靈敏度。此外，聲表面生物傳感器還具有體積小、成本低等優(yōu)點。

微流體技術是研究可以通過使用微小尺寸的微小通道來處理少量流體的技術，可應用于從生物學，化學到信息技術和光學等各個領域，在聲表面波生物傳感器中也具有極大的應用前景。然而目前微流體技術在用于聲表面波生物傳感器時往往需要將敏感膜結合到微流體通道內(nèi)，需要先制備微流體通道，然后再將敏感膜與之結合形成聲表面波生物傳感器的敏感元件。但是這種聲表面波生物傳感器的制備方法復雜，且由于敏感膜與微流體通道結合不緊密，導致聲表面波生物傳感器不能適用不同濃度的氨基酸的檢測，且使用壽命較短。

因此，亟需提供一種微流體通道，使其用于聲表面波生物傳感器時能夠適用不同濃度的氨基酸的檢測，且使用壽命長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯管/Au納米顆粒微流體通道及其制備方法和聲表面波生物傳感器，本發(fā)明提供的基于石墨烯管/Au納米顆粒微流體通道能夠用于聲表面波生物傳感器，可適用于不同濃度的氨基酸的檢測，且結構穩(wěn)定，使用壽命長。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

本發(fā)明提供了一種石墨烯管/Au納米顆粒微流體通道，由石墨烯管和分布于所述石墨烯管內(nèi)表面的Au納米顆粒組成。

優(yōu)選地，所述石墨烯管的內(nèi)徑為0.6～0.8mm，所述石墨烯管的外徑為0.75～1mm。

優(yōu)選地，所述Au納米顆粒的粒徑為50～300nm。

本發(fā)明還提供了上述技術方案所述石墨烯管/Au納米顆粒微流體通道的制備方法，包括以下步驟：

(1)采用熱絲化學氣相沉積法在鉭絲表面生長石墨烯，然后將石墨烯與鉭絲分離，得到石墨烯管；

(2)采用雙電極體系在所述步驟(1)得到的石墨烯管內(nèi)電鍍Au，得到石墨烯管/Au納米顆粒微流體通道；所述雙電極體系包括參比電極和對電極、電鍍液和工作電極；所述參比電極和對電極為鉑絲，所述電鍍液為四氯金酸溶液，所述石墨烯管為工作電極。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中的熱絲化學氣相沉積法的沉積工藝參數(shù)為：氫氣流量為20～50sccm，甲烷流量為10～25sccm，交流燈絲電源輸出電流為50～100A，真空度為30～45Torr，沉積時長為20min～1h。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中的雙電極體系的組裝方法包括：將鉭絲微插入石墨烯管的一端進行固定；用注射器向石墨烯管中通入四氯金酸溶液；再將鉑絲從石墨烯管的另一端平行插入石墨烯管內(nèi)部，將鉑絲與石墨烯管浸入四氯金酸溶液中；所述鉑絲與石墨烯管不接觸。