[发明专利]基于透明质酸修饰的表面等离子共振仪芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于透明质酸修饰的表面等离子共振仪芯片及其制备方法，属于表面等离子共振谱仪抗污染芯片的设计和制备方法。

背景技术

表面等离子共振(surface plasmon resonance，简称SPR)谱仪因其具有简便、快速、高灵敏等优点，被国外大型仪器公司普遍看好，并已开始进行大规模研发，已发展成为定性或定量测量分子相互作用的有力工具，受到广大科研人员、大型药物企业关注和重视，已被广泛应用于生物技术、医疗检测、环境科学、食品安全、药物筛选、材料分析等诸多领域。

SPR芯片(如目前应用较多的美国通用公司的CM5系列，在裸金膜上连接上一层葡聚糖)是表面等离子共振谱仪最为核心的组件，提供产生SPR信号的必需物理条件，主要包括耦合器件、金属膜和表面基质等。SPR芯片上非特异性吸附是SPR分析的普遍存在问题,这是由芯片表面的化学性质、结构、电负性以及亲水性决定。未做任何修饰的裸金芯片，由于表面极其疏水，若直接应用于检测，会吸附上一层非待检测物。目前较常见的葡聚糖修饰的SPR芯片，就是在裸金表面修饰一层葡聚糖，使得芯片获得良好的亲水性，氢键产生的水合作用会在一定程度上抑制杂质蛋白的吸附。然而该芯片仅仅对于单一蛋白溶液具有良好的抗吸附性能，对于较复杂的体系，如豆浆，牛奶等基本上不能满足要求。另一方面由于国外公司的垄断，葡聚糖系列芯片价格昂贵。因此，研发具有抗污染性能的SPR芯片，降低表面的非特异性吸附，提高检测准确性和精确度成为专家学者们亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于透明质酸修饰的表面等离子共振仪芯片及其制备方法。透明质酸层因具有更好的亲水性，产生较强的水亲和力，因此具有很好的抗非特异性蛋白吸附的性能，尤其对于实际样品检测，如豆浆，牛奶及稀释的血清等复杂溶液体系。且该芯片制备成本低、方法过程简单。本发明是通过以下技术方案加以实现的。

本发明的一种基于透明质酸的表面等离子共振仪芯片；其透明质酸修饰芯片的结构依次为玻璃层、铬层、金膜层、巯基醇单分子层和透明质酸层组成。

所述BK7玻璃层厚度优选为0.3-0.7毫米。所述铬层厚度优选为2-3纳米。所述金膜层厚度优选为45-50纳米。所述巯基醇层为单分子层。所述透明质酸层厚度优选为6-15纳米。

本发明的基于透明质酸的表面等离子共振仪芯片制备方法，包括以下步骤：

a)裸金芯片制备

通过真空溅射在BK7玻璃基底上先涂覆2-3nm厚铬层，再涂覆45-50nm厚金膜，获得了裸金芯片；

b)裸金芯片预处理

将步骤a)获得的裸金芯片浸入浓硫酸与双氧水体积比1:0.4-1:1的混合溶液中，常温下浸泡1-6h；然后取出用去离子水清洗直至表面无硫酸及双氧水残留，再用氮气吹干；

c)巯基醇修饰

用无水乙醇配制浓度为5-10mM的11-巯基-1-十一醇溶液；将步骤b)获得的裸金芯片浸入上述11-巯基-1-十一醇溶液中，常温下浸泡6-15h后取出，在金膜表面形成了巯基醇自组装单层；用乙醇和去离子水清洗直至未结合到金膜表面巯基醇被清洗干净，再用氮气吹干；

d)透明质酸修饰

1)用二乙二醇二甲醚配制浓度为0.6M的环氧氯丙烷溶液；将步骤c)获得的芯片浸入上述环氧氯丙烷溶液中，常温下浸泡2-8h后取出；用去离子水清洗掉残留的环氧氯丙烷及二乙二醇二甲醚，再并用氮气吹干；

2)用0.1M的氢氧化钠溶液配制浓度为1-10mg/mL、分子量为10-2000kDa的透明质酸溶液；将步骤1)获得的芯片浸入上述透明质酸溶液中，常温下浸泡5-24h后取出；用去离子水洗掉未反应的透明质酸，并用氮气吹干备用；

e)羧基化改性

用1M的氢氧化钠溶液配制浓度为1M的溴乙酸溶液；将步骤d)获得的芯片浸入上述溴乙酸溶液中，常温下浸泡8-24h，在自组装单层表面修饰了一层透明质酸层。用去离子水清洗并用氮气吹干。

所述的金膜用银膜、银/金复合膜替换。所述的透明质酸分子量为10-2000kDa，浓度为1-10mg/mL。但不局限其分子类型和来源。

本发明的方法制备的透明质酸修饰的裸金芯片，且具有良好的抗蛋白吸附性能，到目前为止是没有人报道过的，并且我们还对其进行了实际应用-检测豆浆中的牛血清白蛋白，验证该芯片具有良好的非特异性识别能力。

本发明的有益效果：