[发明专利]一种便携式热敏纸基生物传感芯片的制备方法

说明书

本发明公开了一种便携式热敏纸基生物传感芯片的制备方法，包括以下步骤：以色谱纸作为纸基底‑采用电沉积技术制备聚苯胺功能化的纸电极‑合成MnO₂纳米粒子和Ag纳米粒子的复合热敏材料‑构建热敏纸基生物传感芯片。本发明的特点在于选用聚苯胺功能化的纸电极作为传感器基底，联合使用MnO₂纳米粒子和Ag纳米粒子的复合热敏材料，实现了无需大型仪器设备即可完成目标抗原便携式、高灵敏检测的重大突破，为新型传感芯片的研发提供了新方向。

技术领域

本发明涉及一种纸基生物传感芯片的制备方法，更具体地说是一种具有热敏响应的便携式纸基生物传感芯片在癌胚抗原检测中的应用。

背景技术

近年来，人民不仅对物质文化生活提出了更高要求，同时对自我健康状态追踪需求不断提高。然而，中国作为癌症的高发国之一，每年新增癌症病例以及癌症死亡病例高居全球榜首，国人健康状态也因此受到严重威胁。因此，癌症的早期诊断，成为当下研究热点问题之一。

目前癌症的诊断，主要是借助医院的影响设备，如B超检查，磁共振成像，内窥镜检查等完成。这些检测方法检测速度快，灵敏度高，然而，均需要借助大型仪器设备来完成，检测成本较高，不适合于相对落后的偏远地区使用。因此，发展一种简单、便携式、高灵敏的肿瘤标志物检测芯片，是科研工作者重点攻克的难题。

温度计，是日常生活中常用的一种简单、廉价的测量工具，它是基于液体的热胀冷缩性质制成的，可以用来准确地判断和测量固体、液体、气体等的温度变化。纸基生物传感芯片，是一种以纸基底作为生物分子固载、识别基底，利用生物敏感材料作为识别元件，借助适当的换能器，实现目标物含量检测的便携式器件。以纸基生物传感芯片表面，引入热敏效应材料，通过简单地测量纸芯片表面温度的变化，实现肿瘤标志物灵敏检测，有望为国民提供一种家居式的癌症检测平台，为癌症的早期预警提供重要科学依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是制作一种便携式热敏纸基生物传感芯片，以实现癌胚抗原的高灵敏检测。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下措施来实现的：一种便携式热敏纸基生物传感芯片的制备方法，其特征是包括以下步骤：

（1）选用色谱纸作为纸基底，利用AI软件，于纸基底上设计亲疏水图案，样式如附图1所示，将纸片裁剪为A4纸大小；

（2）利用蜡打印机，于步骤（1）所得纸基底表面打印亲疏水图案，其中，黑色部分是疏水区，白色部分是亲水区；

所述亲疏水图案，其特征是：疏水图案宽为9 mm，长度为12 mm，亲水图案宽为6 mm，长度为9 mm；

（3）将步骤（2）所得纸基底，放于120 °C烘箱中，加热2 min，使纸基底表面蜡融化，于纸片上下表面间形成疏水墙；

（4）采用丝网印刷技术，于步骤（3）所得纸基底上的亲水区域印刷一层导电碳浆，制备得到碳功能化纸电极；利用切纸刀，将碳功能化纸电极进行裁剪，裁剪为宽度为9 mm，长度为12 mm的碳功能化纸电极；

（5）于步骤（4）所得碳功能化纸电极表面，电沉积聚苯胺纳米材料，制备聚苯胺功能化的纸电极；

所述聚苯胺功能化的纸电极的制备，包括以下步骤：以步骤（4）所得的碳功能化纸电极为工作电极，于浓度为0.05 M的硫酸溶液和浓度为0.1 M的苯胺混合液中，在0.8 V电位下，室温下电沉积3 min，而后，采用循环伏安技术，在-0.3 V到1.0 V电位区间内，以0.15 V/s的速度，电沉积聚苯胺60 s，制备得到聚苯胺功能化的纸电极，最后，将聚苯胺功能化的纸电极室温下干燥；

（6）以步骤（5）所制备的聚苯胺功能化的纸电极为传感器基底，构建热敏纸基生物传感芯片；