[发明专利]一种智能高敏分子印迹传感芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能高敏分子印迹传感芯片，具体涉及分子印迹薄膜制备领域。

背景技术

分子印迹技术(Molecular imprinting Technique，MIT)是近年发展起来的一门结合生物化学和高分子化学的交叉学科技术。它利用分子印迹膜(Molecularimprinting Polymers，MIPs)模拟生物学中抗体-抗原特异性识别对之间的相互作用，对模板分子(Template Molecule)进行特异性识别。制备分子印迹膜通常包括三个过程：(1)功能单体与模板分子的功能基团在适当的条件下可逆结合，形成主客体复合物；(2)加入交联剂和引发剂，在热或光引发下，使交联剂与功能单体反应聚合，形成的聚合物将模板分子包埋在内；(3)用一定的物理和化学方法，将模板分子从聚合物中洗脱，在聚合物的骨架上留下了与模板分子具“预定”选择性的空间和结合位点。由于使用不同的模板分子制各的分子印迹聚合物具有不同的结构和性质，所以一种印迹聚合物只能与一种分子结合，类似于“锁”和“钥匙”，这就是说印迹聚合物对该分子具有专一性的选择结合作用。

分子印迹传感芯片是MIPs传感器的核心部件，是分子印迹技术近年来的重要应用方向之一，在化学和生物检测方面有广泛的应用。分子印迹传感芯片通常将分子印迹材料以膜或粉末的形式固定在芯片的基片表面，对样品分子进行检测

在分子印迹膜的制备过程中，模板分子、功能单体及交联剂的使用比例对聚合物的性能会有明显的影响。功能单体量过少，则不能与模板分子发生充分的相互作用；反之，则容易发生单体的自身聚合，产生非特异性吸附。传统分子印迹膜采用的交联剂的摩尔比例较大，一般要占原料总量的70％-90％，其中模板分子、功能单体、交联剂之间的摩尔比为1∶4∶20～30。高交联剂比例制备的分子印迹膜呈刚性，稳定性好，但刚性膜的灵敏度则较差，不能对超低浓度样品产生响应。如Piletsky等将atrazine的分子印迹膜制成电导传感器，对溶液中的atrazine的检测范围仅为0.01-0.05mg/L。以苯基丙烯酸、唾液酸为模板分子制备的电导传感器，仅可检测10^-6mol/L浓度的样品。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的分子印迹传感芯片中强刚性分子印迹膜影响检测灵敏度的问题，提出一种智能高敏分子印迹传感芯片及其制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

本发明的一种智能高敏分子印迹传感芯片，包括玻璃基片、金属膜、分子印迹膜，该芯片按照玻璃基片、金属膜、分子印迹膜的顺序由下至上依次排列。

该传感芯片的制备方法具体步骤为：

1.清洗玻璃基片，用氮气吹干，用真空蒸镀的方法在玻璃基片上镀一层金属膜，金属膜厚度为40～50nm；

2.在避光条件下将模板分子、与其对应的功能单体溶于与模板分子对应的致孔剂中，超声混合5～40分钟，静置1～2小时；再加入与模板分子对应的交联剂和与引发条件对应的引发剂，超声混合5～20分钟，然后通氮气5～30分钟，得到反应液；

3.将步骤2得到的反应液注入反应池，步骤1中得到的镀有金属膜的玻璃基片加于反应池上，使其金属膜一面与反应池中的反应液接触，提供引发聚合反应的条件，使金属膜上形成分子印迹膜，反应时间由所需的膜厚决定，反应时间越长，制取的分子印迹膜越厚；

4.用与模板分子对应的致孔剂和乙酸按体积比9∶1～7∶3配制洗脱液，对步骤3得到的带有分子印迹膜的玻璃基片进行洗脱，除去分子印迹膜中的模板分子，使洗脱后的分子印迹膜留下与模板分子具有相同空间构形且含有选择性结合位点的空穴，得到智能高敏分子印迹传感芯片。

其中步骤2所述的模板分子为待检测的样品分子；模板分子：功能单体：交联剂的摩尔比为1∶4∶3～15；模板分子在致孔剂中的浓度为0.01～0.1mol/L，功能单体在致孔剂中的浓度为0.04～0.4mol/L；交联剂在致孔剂中的浓度为0.03～1.5mol/L，引发剂在致孔剂中的浓度为1～10mg/ml；

步骤3所述的引发条件为热引发或光引发，不同引发条件使用的引发剂不同，如热引发时采用偶氮二异丁腈作为引发剂，光引发时使用二苯甲酮为引发剂。

本发明的工作原理为：