一种基于智能手机的可快速检测脂多糖的纸基传感器制造技术

本发明专利技术属于纸基传感器制备和检测应用技术领域，公开了一种基于智能手机的可快速检测脂多糖的纸基传感器。基于智能手机构建可快速检测的纸基生物传感器。结合滤纸的比色性能与智能手机App数字化重建的特点，并通过UATRP大量引入染色剂，使脂多糖纸基传感器不仅实现了即时且快速地检测也具备更宽的检测范围与低检测限。脂多糖浓度的线性检测范围为1

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能手机的可快速检测脂多糖的纸基传感器


[0001]本专利技术属于纸基传感器制备和检测应用
，本专利技术涉及一种检测脂多糖的纸基传感器检测及其制备方法；本专利技术具体涉及一种基于超快可见光诱导原子转移自由基聚合引入大量氨基染色剂氯化耐尔蓝，通过智能手机移动应用设备可快速检测的纸基传感器。

技术介绍

[0002]脂多糖(LPS)是所有革兰氏阴性细菌外膜的主要结构成分，LPS由两亲性、带负电荷的葡萄糖胺基磷脂(称为脂质A)和亲水多糖链组成，后者由直接共价连接到脂质A的低聚糖核心和重复低聚糖单元的远端O
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抗原链组成。血液中LPS的存在可引发一连串过度的免疫反应，导致发烧、败血症、器官衰竭，最终死亡。此外，由于LPS对食品、饮用水、药品和伤口敷料的污染会对人类健康造成严重威胁，因此低丰度LPS的即时检测在临床诊断、医疗保健、食品安全、环境监测、药品生产、生物医学研究等方面具有重要意义。
[0003]目前，基于阿米巴细胞裂解液(LAL)的分析技术，由于其极高的灵敏度(或低的检测限)和对LPS的选择性，已经成为传统LPS分析的金标准。但其重复性较低，相对昂贵和耗时，尤其是在LPS低浓度区域使用时。近年来，开发脂多糖的新检测手段吸引了越来越多的人，但是可快速检测脂多糖的纸基传感器还很罕见。
[0004]目前的市面上的纸基传感器大多为比色法，通过颜色的粗略变化进行定性分析，所以定量分析在纸基传感器领域还是有待提高的。因为纸张表面的客观因素较多，导致纸基传感器的检测范围较窄且检测限较高。且广泛应用的纸基传感器或试纸多针对于普遍常见的疾病检测，而对体内微量疾病标志物的检测仍处于发掘阶段。
[0005]以往的生物传感器，大多要求设备的配合进行定量分析检测，并且缺乏便携性、成本较高、用户友好度低，即使是可便携的生物传感器，但是其生产成本往往超于常人可以承受的，因此，不具备市面大范围生产的条件。
[0006]对于如今的专项疾病检查，专项筛查项目多、费用大，而且分析速度慢、检测手段繁琐以及需要专门的技术人员进行检测。因此，社会对于廉价便携的检测手段的需求十分强烈。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供基于智能手机的可快速检测脂多糖的纸基传感器及其制备方法和应用，基于碳量子点催化UATRP在纸基表面引入大量染色剂，利用滤纸的比色性能与智能手机App数字化重建检测LPS。
[0008]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：
[0009]一种纸基传感器，由定性滤纸、壳聚糖(CS)、醋酸、氢氧化钠、戊二醛(GA)及适配体(Apt)组成。
[0010]上述纸基传感器的制备方法，具体步骤如下所示：
[0011]S1.将1.25g CS溶于50mL V/V为2％的醋酸，用搅拌磁子搅拌3
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4h后得到CS溶液。
[0012]S2.用直径3mm打孔器在定性滤纸表面制备纸基(PB)，将PB浸于CS溶液后取出置于培养皿中，在50℃真空干燥箱中1h至烘干得到CS/PB。在CS/PB表面滴铸20μL V/V为0.625
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10％ GA，待7.5
‑
120分钟后得到GA/CS/PB。
[0013]S3.将20μL 2μM Apt(购于上海生工生物工程技术服务有限公司)滴铸到GA/CS/PB上孵育7.5
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120分钟，得到Apt/GA/CS/PB。
[0014]上述制备方法制备的纸基传感器在检测脂多糖的应用，具体为：
[0015]将Apt/GA/CS/PB在含脂多糖的样品中孵育7.5
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120分钟，LPS与Apt通过碱基对的特异性识别制备LPS/Apt/GA/CS/PB。为了排除未与氨基Apt作用而裸露出醛基的影响，选择0.25
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4M乙胺盐酸盐(EACl)作为封闭剂，将20μL EACl在LPS/Apt/GA/CS/PB上孵育0.75
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12小时，制得EACl/LPS/Apt/GA/CS/PB。LPS多糖链的大多数单糖残基至少含有一个顺式二醇位点，由于顺式二醇可选择性地与硼酸基团交联，因此使用由10mM pH＝7.4PBS含2％(V/V)N,N
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二甲基甲酰胺配置的0.0625
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1mM 4
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(溴甲基)苯硼酸(BPBA)溶液中孵育7.5
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120分钟得到BPBA/EACl/LPS/Apt/GA/CS/PB。将BPBA/EACl/LPS/Apt/GA/CS/PB浸入碳量子点催化UATRP聚合液中，1mL聚合液包括5
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80mM溴化铜、2.7
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43.2mM甲基丙烯醛(MLA)、4.3
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68.8μM三(2
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吡啶甲基)胺(TPMA)、0.25
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4mg碳量子点(CQDs)和0.36mL去离子水，在室温下以及LED光下在修饰电极表面活化2
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32分钟，制得PLMA/LPS/Apt/GA/CS/PB。其中碳量子点由1g的邻苯二胺溶于100mL去离子水中，加入反应釜，200℃加热8h。反应釜自然冷却至室温后，用0.22μm膜过滤，冷冻干燥后获得。最后将PLMA/LPS/Apt/GA/CS/PB在0.000025
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0.0004M氯化耐尔蓝(CNB)溶液中5
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80分钟后得到CNB/PLMA/LPS/Apt/GA/CS/PB。
[0016]将CNB/PLMA/LPS/Apt/GA/CS/PB置于暗箱内，在相同高度与光照强度下，用智能手机拍摄并通过“色采”App取RGB值。智能手机不做特殊限定，优选iPhone 12。根据线性回归方程计算出检测结果，线性回归方程为R/(R+G+B)＝
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0.016logc(pg/mL)+0.385，相关系数R2＝0.997。
[0017]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0018]本专利技术的LPS纸基传感器相对于其他纸基传感器具有较宽的检测范围和低检测限，可操作性强。此外，该方法背景信号低、选择性高，可以避免假阳性结果的干扰、操作相对简单、成本效益高，并且LPS纸基传感器报道较为罕见，在LPS快速检测分析方面具有很大的应用潜力。
[0019]本专利技术基于智能手机构建可快速检测的纸基生物传感器。结合滤纸的比色性能与智能手机App数字化重建的特点，并通过UATRP大量引入染色剂，使脂多糖纸基传感器不仅实现了即时且快速地检测也具备更宽的检测范围与低检测限。脂多糖浓度的线性检测范围为1
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108pg/mL，检出限为0.9172pg/mL(S/N＝3)。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例1的BPBA/EACl/LPS/Apt/GA/CS/PB(A)和PLMA/LPS/Apt/GA/CS/PB(B)在相同放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纸基传感器的制备方法，其特征是，具体步骤如下所示：S1.将1.25g CS溶于50mL V/V为2％的醋酸，用搅拌磁子搅拌3
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4h后得到CS溶液；S2.用直径3mm打孔器在定性滤纸表面制备纸基PB，将PB浸于CS溶液后取出置于培养皿中，在50℃真空干燥箱中1h至烘干得到CS/PB；在CS/PB表面滴铸20μL V/V为0.625
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10％GA，待7.5
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120分钟后得到GA/CS/PB；S3.将20μL 2μM Apt滴铸到GA/CS/PB上孵育7.5
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120分钟，得到Apt/GA/CS/PB。2.如权利要求1所述的纸基传感器的制备方法制备的纸基传感器在检测脂多糖的应用。3.如权利要求2所述的纸基传感器在检测脂多糖的应用，其特征是，将Apt/GA/CS/PB在含脂多糖的样品中孵育7.5
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120分钟，LPS与Apt通过碱基对的特异性识别制备LPS/Apt/GA/CS/PB；0.25
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4M乙胺盐酸盐作为封闭剂，将20μL EACl在LPS/Apt/GA/CS/PB上孵育0.75
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12小时，制得EACl/LPS/Apt/GA/CS/PB。LPS多糖链的大多数单糖残基至少含有一个顺式二醇位点，使用由10mM pH＝7.4PBS含2％(V/V)N,N
‑
二甲基甲酰胺配置的0.0625
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1mM 4<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙越，姜士鹏，王心怡，孙铭阳，陈悦，杜绍恺，张竞文，刘英镑，
申请(专利权)人：辽宁师范大学，
类型：发明
国别省市：