一种表面等离子体共振传感器及其应用和检测血糖的方法技术

本发明专利技术提供了一种表面等离子体共振传感器及其应用和检测血糖的方法，涉及分析检测技术领域。本发明专利技术提供的表面等离子体共振传感器，其传感芯片包括玻璃基底和依次层叠于所述玻璃基底上的金膜层和苯硼酸水凝胶膜层。本发明专利技术将苯硼酸水凝胶与表面等离子体共振传感技术相结合，利用苯硼酸水凝胶的溶胀性质，放大不同浓度血糖溶液在测试中的响应；不同浓度的血糖溶液与苯硼酸发生可逆结合反应，导致苯硼酸水凝胶层发生不同程度的溶胀，反射光谱中共振吸收峰发生不同程度的偏移，进而通过共振吸收峰偏移实现血糖浓度的定量检测。将本发明专利技术提供的表面等离子体共振传感器应用于血糖检测，能够实现对血糖(葡萄糖小分子)稳定且精准的检测。检测。检测。

【技术实现步骤摘要】
一种表面等离子体共振传感器及其应用和检测血糖的方法


[0001]本专利技术涉及分析检测
，特别涉及一种表面等离子体共振传感器及其应用和检测血糖的方法。

技术介绍

[0002]糖尿病严重威胁着人类健康，已被世界卫生组织列为两大疑难病之一，是继心脑血管疾病、肿瘤及呼吸系统疾病之后的第四大杀手。因此研究新型的葡萄糖检测方法非常有意义，同时也具有极高的应用价值。目前对葡萄糖的检测研究焦点主要集中在葡萄糖氧化酶、凝集素和硼酸体系这三大类。虽然前两种体系对葡萄糖分子具有较高的选择性，但是成本相对较高，且容易发生变性。而与前两者相比，硼酸能够作为分子识别单元，与葡萄糖分子进行选择性、可逆结合，能够进行很稳定的测试，且成本相对较低。因而被广泛的应用于葡萄糖分子的检测。
[0003]表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,简称SPR)是由金属表面电荷密度和电磁场强度耦合振荡引起的光学现象，在传感器应用中受到广泛关注。SPR传感器对金属表面的分子待测样的折射率很敏感，且能够直接监测从传感器表面的样品中对目标分子的特定捕获，不需要额外的标签。因此，这被认为是一种直接、快速、便捷且灵敏的测试方法。但是，SPR传感器被证明更适用于大生物分子的监测分析，而对于小分子的检测，如葡萄糖，还难以实现检测。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种表面等离子体共振传感器及其应用和检测血糖的方法。本专利技术提供的表面等离子体共振传感器能够实现对葡萄糖小分子稳定且精准的检测。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种表面等离子体共振传感器，包括传感芯片，所述传感芯片包括玻璃基底和依次层叠于所述玻璃基底上的金膜层和苯硼酸水凝胶膜层。
[0007]优选地，所述金膜层的厚度为10～100nm，所述苯硼酸水凝胶膜层的厚度为100～600nm。
[0008]优选地，所述传感芯片的制备方法包括以下步骤：
[0009]在所述玻璃基底表面蒸镀金形成金膜层，得到基底
‑
金膜层复合结构；
[0010]将所述基底
‑
金膜层复合结构进行双键化改性处理，得到改性基底
‑
金膜层复合结构；
[0011]将苯硼酸水凝胶预聚合液在所述改性基底
‑
金膜层复合结构的金膜层表面进行紫外按压辅助聚合，形成苯硼酸水凝胶层，得到所述传感芯片；所述苯硼酸水凝胶预聚合液的组成包括：3
‑
丙烯酰胺基苯硼酸10～30wt％，N,N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺0.5～5wt％、丙烯酰胺60～89wt％和2,2
‑
二甲氧基
‑
苯基乙酮0.5～5wt％。
[0012]优选地，所述双键化改性处理包括：
[0013]将所述基底
‑
金膜层复合结构在食人鱼溶液中进行超声处理，再经洗涤和干燥，得到第一处理复合结构；
[0014]将所述第一处理复合结构在γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合溶液中进行浸泡处理，再经洗涤和干燥，得到第二处理复合结构；
[0015]将所述第二处理复合结构在顺丁烯二酸酐和N,N
′‑
二甲基甲酰胺的混合溶液中进行浸泡处理，再经洗涤和干燥，得到改性基底
‑
金膜层复合结构。
[0016]优选地，所述γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的用量比为(100～200)μL：(50～100)mL，所述顺丁烯二酸酐和N,N
′‑
二甲基甲酰胺的用量比为(0.5～3)g：(30～80)mL。
[0017]优选地，所述紫外按压辅助聚合包括：
[0018]将所述苯硼酸水凝胶预聚合液滴加至石英板上，将所述改性基底
‑
金膜层复合结构的金膜层一侧朝下放置在所述苯硼酸水凝胶预聚合液上进行按压；将所得体系进行紫外照射。
[0019]优选地，所述紫外照射的紫外波长为365nm，所述紫外照射的时间为20～60min。
[0020]本专利技术提供了以上技术方案所述表面等离子体共振传感器在非诊断目的的血糖检测中的应用。
[0021]本专利技术提供了利用以上技术方案所述表面等离子体共振传感器非诊断目的的检测血糖的方法，包括以下步骤：
[0022]将待测液注入所述表面等离子体共振传感器，使之流经所述传感芯片的苯硼酸水凝胶层，获得待测液对应的反射光谱中共振吸收峰发生的偏移值，将所述偏移值代入血糖浓度
‑
共振吸收峰偏移值标准曲线中，得到待测液的血糖浓度。
[0023]优选地，所述待测液中的血糖浓度为1.1～33.3mmol/L。
[0024]本专利技术提供了一种表面等离子体共振传感器，包括传感芯片，所述传感芯片包括玻璃基底和依次层叠于所述玻璃基底上的金膜层和苯硼酸水凝胶膜层。本专利技术将苯硼酸水凝胶与表面等离子体共振传感技术相结合，利用苯硼酸水凝胶的溶胀性质，放大不同浓度血糖溶液在测试中的响应；不同浓度的血糖溶液与苯硼酸发生可逆结合反应，导致苯硼酸水凝胶层发生不同程度的溶胀，使不同浓度的血糖溶液对应的反射光谱中的共振吸收峰发生不同程度的偏移，进而能够通过共振吸收峰偏移值实现血糖浓度的定量检测。将本专利技术提供的表面等离子体共振传感器应用于血糖检测，能够实现对血糖(葡萄糖小分子)稳定且精准的检测。
附图说明
[0025]图1为实施例1中苯硼酸水凝胶表面等离子体共振传感器的结构示意图；
[0026]图2为实施例1中苯硼酸水凝胶表面等离子体共振传感器平台搭建的实物图；
[0027]图3为实施例2中不同葡萄糖浓度的溶液样品下SPR传感器光谱仪测得的反射光的强度变化图；
[0028]图4为由图3得到的不同葡萄糖浓度的溶液样品对应的共振峰峰位偏移曲线图；
[0029]图5为实施例2中苯硼酸水凝胶SPR传感器稳定性测试效果图。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供了一种表面等离子体共振传感器，包括传感芯片，所述传感芯片包括玻璃基底和依次层叠于所述玻璃基底上的金膜层和苯硼酸水凝胶膜层。
[0031]本专利技术对所述表面等离子体共振传感器(即SPR传感器)的具体构造没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的SPR传感器的构造即可，所述SPR传感器通常由光源、棱镜、传感芯片、光纤准直镜、光谱仪、样品槽以及支撑杆等光学仪器构成。
[0032]在本专利技术中，所述传感芯片包括玻璃基底和依次层叠于所述玻璃基底上的金膜层和苯硼酸水凝胶膜层。在本专利技术中，所述玻璃基底优选为钠钙玻璃基底；所述金膜层的厚度优选为10～100nm，更优选为50nm；所述苯硼酸水凝胶膜层的厚度优选为100～600nm，更优选为100～300nm。
[0033]在本专利技术中，所述传感芯片的制备方法优选包括以下步骤：
[0034]在所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面等离子体共振传感器，包括传感芯片，其特征在于，所述传感芯片包括玻璃基底和依次层叠于所述玻璃基底上的金膜层和苯硼酸水凝胶膜层。2.根据权利要求1所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，所述金膜层的厚度为10～100nm，所述苯硼酸水凝胶膜层的厚度为100～600nm。3.根据权利要求1或2所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，所述传感芯片的制备方法包括以下步骤：在所述玻璃基底表面蒸镀金形成金膜层，得到基底
‑
金膜层复合结构；将所述基底
‑
金膜层复合结构进行双键化改性处理，得到改性基底
‑
金膜层复合结构；将苯硼酸水凝胶预聚合液在所述改性基底
‑
金膜层复合结构的金膜层表面进行紫外按压辅助聚合，形成苯硼酸水凝胶层，得到所述传感芯片；所述苯硼酸水凝胶预聚合液的组成包括：3
‑
丙烯酰胺基苯硼酸10～30wt％，N,N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺0.5～5wt％、丙烯酰胺60～89wt％和2,2
‑
二甲氧基
‑
苯基乙酮0.5～5wt％。4.根据权利要求3所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，所述双键化改性处理包括：将所述基底
‑
金膜层复合结构在食人鱼溶液中进行超声处理，再经洗涤和干燥，得到第一处理复合结构；将所述第一处理复合结构在γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合溶液中进行浸泡处理，再经洗涤和干燥，得到第二处理复合结构；将...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢春竹，邱慧，
申请(专利权)人：中科康磁医疗科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：