[发明专利]一种酶催化电导免疫传感器及其检测化学残留与毒素的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物分析领域，具体涉及一种基于微间隙阵列电极的免疫传感器，以及利用该免疫传感器检测农产品和食品中化学残留与毒素方法。

背景技术

在食品的生产、加工、贮存、流通过程中，由于受到农药、兽药、生物毒素等化学有机物的污染而造成的潜在食源性危害已成为人们关注的焦点，是影响农产品品质和食品安全的主要问题。目前检测食品中化学残留与生物毒素的方法主要有薄层色谱法、高效液相色谱法、质谱法、免疫亲和柱荧光法和酶联免疫吸附法等。这些检测方法中，有的灵敏度不高，分析结果重复性较差，易出现假阳性结果，有的样品处理烦琐，操作复杂，需要精密贵重仪器，不能满足现场快速筛查的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的化学残留与生物毒素检测技术灵敏度低、需精密仪器定量检测的不足，提出了一种酶催化电导免疫传感器及其检测化学残留与毒素的方法，具有高灵敏、快速、低成本的特点。

本发明的技术方案之一是，用于检测化学残留与毒素的所述酶催化电导免疫传感器采用以下步骤制得：

1、取常规光刻印刷法制作的微间隙阵列金电极做基片，它为叉指式双电极，正负电极均为两个梳形金电极，彼此交叉组成微间隙阵列金电极。梳形齿D₁宽为1μm-100μm，间隙D₂为1μm-100μm(参见图1)；

2、将所述微间隙阵列金电极进行硅烷化处理，过程是：

a.将所述微间隙阵列金电极用无水乙醇清洗三次，每次0.8min-1.2min，

b.将该微间隙阵列金电极浸入1M的NaOH溶液中28min-32min；然后超纯水清洗该微间隙阵列金电极三次，每次0.8min-1.2min，吹干；

c.将所述微间隙阵列金电极浸入含氨丙基三甲氧基硅烷5％(体积百分数)的乙醇溶液中，室温下静置23小时-25小时；再用超纯水清洗三次后吹干，即得硅烷化的微间隙阵列金电极；

以上过程可在微间隙阵列金电极间的基片上形成一氨基硅烷自组装单层。

3、免疫传感器的制备步骤：

a.将所述硅烷化的微间隙阵列金电极浸入质量分数为5％的戊二醛水溶液中，室温下静置1小时；

b.取出，用超纯水清洗三次；在所述电极上滴加30μL待测物与牛血清白蛋白(或酪蛋白)交联物溶液，室温下静置反应1小时；所述交联物浓度为100μg/mL，溶于磷酸缓冲溶液(Na₃PO₄为0.01M，pH 7.4)；这样使得交联物通过戊二醛交联剂固定在微间隙阵列金电极的基片上；

c.用超纯水清洗三次，吹干，得到酶催化电导免疫传感器；保存于4℃备用。

本发明的技术方案之二是，采用所述酶催化电导免疫传感器检测化学残留与毒素的方法采用以下步骤实现：

1.将分析物样品或标样溶液、待测物的单抗溶液各20μL混合后滴加在所述酶催化电导免疫传感器上，室温下静置反应0.4小时-0.6小时；所用为磷酸缓冲溶液(Na₃PO₄为0.01M，pH 7.4)；

由此使样品中分析物与固定在传感器上的交联物竞争反应溶液中一定量的单抗，在传感器表面上形成交联物-单抗的免疫复合物；

2.在所述传感器表面滴加20μL碱性磷酸酶标记的第二抗体溶液(即碱性磷酸酶标记的羊抗鼠IgG抗体溶液，亦即酶标二抗)，于室温下静置反应0.45小时-0.55小时；所述第二抗体溶液是将溶碱性磷酸酶标记的羊抗鼠IgG抗体溶于0.01M、pH 7.4磷酸缓冲溶液而得；溶液中抗体浓度为10μg/mL；

此过程中，酶标二抗通过与免疫复合物中的单抗发生反应而被捕获到传感器表面上；

3.将所述传感器置于银沉积溶液中，室温下静置反应8min-12min；再由该传感器获取与分析物浓度成负相关的电导或电阻信号；所述银沉积溶液为1mM抗坏血酸磷酸酯，2mM AgNO₃的0.1M甘氨酸-NaOH缓冲溶液，pH9.0；

所述分析物与待测物为赭曲霉毒素A或植物激素吲哚乙酸。

该步骤中，传感器表面上碱性磷酸酶催化其底物抗坏血酸磷酸酯水解产生还原剂抗坏血酸，后者将溶液中银离子还原成银金属并沉积在微间隙阵列金电极上，使微间隙阵列金电极正负电极部分导通，从而增大微间隙阵列金电极的电导(或降低电阻)，获得与分析物浓度成负相关的电导(或电阻)信号。