[发明专利]磁场诱导自组装肌酸酐分子印记膜电化学传感器制备方法

说明书

技术领域

本发明属于分析检测技术领域，具体涉及一种磁场诱导自组装的肌酸酐分子印记膜电化学传感器制备方法。

背景技术

肌酸酐(Creatinine,Cr)，是肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物，它主要由肌肉中磷酸肌酸的非酶促反应生成。肾功能是肾脏排泄体内代谢废物，维持机体电解质稳定及酸碱平衡的功能，而血肌酸酐是反映肾功能的一项重要指标^[1,2]。目前，临床血肌酸酐检测主要有两种方法：苦味酸法和酶测定法^[3]。苦味酸法测定肌酸酐易受内源性物质的干扰,酶法测定中使用酶的价格昂贵，不适用于常规化验使用。研制一种安全、快速、准确且简便的肌酸酐检测方法尤为重要。

体内肌酸酐的检测受内源性物质(如肌酸、尿酸、抗坏血酸等)的干扰，需要一个预处理过程以减少基质影响并实现目标物富集。近年来备受热宠的分子印记技术(molecularly imprinted technology,MIT)能够高效地从复杂基质中分离富集目标分子清除基体干扰,从而降低检出限,提高分析的精度和准确性，正好为这一难题的解决带来了可能。由于其具有结构预定性、特异识别性和广泛实用性等特点而在各个领域有迅猛的发展，特别是在分析方面的应用得到了长足进步。分子印记聚合物(molecularly imprinted polymers，MIPs)成功用于复杂基质中分析物的富集和分离已见诸报道。其广泛应用于色谱分离、传感器、固相萃取、固相微萃取、固相分散萃取及其他领域。

传感器是一种重要的电子器件，随着分析要求的不断提高，它在临床诊断、环境分析、食品分析和产品检测中越来越受到人们的关注。其中电化学传感器(Electrochemical sensors，ES)灵敏度高、设计简单、价格低廉、有良好的稳定性及重复利用性、可实现实时监测因而应用广泛。但选择性差成为其发展的瓶颈，而MIPs具有专一性强、抗恶劣环境能力强的特点，将二者结合在一起相得益彰，在食品检验、环境监测、化学品和医药生产中具有很大的应用前景。分子印记聚合物用作传感器的敏感材料已成为分子印记技术的一个重要应用，人们把这种以分子印记聚合物作为敏感材料的电化学传感器称为分子印记电化学传感器(Molecularly imprinted electrochemical sensor,MIES)。MIES与近年来研究较多的生物敏感材料电化学传感器相比，不易被生物降解破坏，可重复利用，制备简单，并且耐高温、高压、酸、碱和有机溶剂，因此有望成为生物材料的理想替代品。

科学家在酸性条件下获得具有导电性的聚苯胺(polyanilin,PANI)以来，PANI因具有多样的结构，独特的掺杂机制、优异的物理化学性能、良好的稳定性和原料的价廉易得等优点，而成为聚合物研究的热点[27]。虽然制备PANI的方法有很多，但因制备工艺和合成条件的差异，造成PANI导电性，形态，性能等方面都具有较大的差异。与化学法相比，电化学方法合成的PANI具有反应条件温和，易于控制；产品纯度高，污染小；电化学聚合与电化学掺杂可以一步完成等优势。电聚合制备的PANI绿色膜层稳定、完整、致密，导电性好，与基体的结合度高，大大增加了电极的比表面积,利用该性质可以制备具高灵敏度的MIPs膜。

分子自组装(Molecular self-assembly，MSA)是当今最活跃的纳米科学领域之一，也是近年来倍受重视的国际前沿课题^[4,5]。因其具有具有可原位自发形成，热力学稳定，覆盖度高缺陷少，分子有序排列，可人为设计载体表面结构，简单易得等主要特征，利用MSA制备电化学元件已成为了当今研究的热点。而随着人们对粒子在磁场下取向行为的认识逐步走向成熟，磁场已经成为一种新型的自组装动力。利用磁场诱导粒子自组装形成结构高度有序的新型材料已经成为研究的新方向。众所周知，磁场能改变磁性粒子的各向异性，在磁场磁化力作用下，使得磁性颗粒的易磁化轴沿着磁场方向一致排列，形成一维有序的磁性纳米结构。将磁场诱导自组装(Magnetic field induced self-assembly,MFISA)技术引入MIPs的制备为形成结构有序，厚度可控的聚合物膜创造了有利条件^[6]。将磁场诱导自组装技术用于肌酸酐分子印记电化学传感器的制备还未见报道。

发明内容