三电极体系电化学传感器及其检测体系制造技术

本实用新型专利技术涉及三电极体系电化学传感器及其检测体系，属于传感器技术领域。本实用新型专利技术提供了一种用于检测新型冠状病毒抗原的三电极体系电化学传感器，其工作电极为包括不锈钢片、双层塑封膜和导电碳浆层的不锈钢片碳浆电极，不锈钢片的一端塑封在双层塑封膜的夹层中，双层塑封膜上设有孔洞，不锈钢片暴露在孔洞处的部分设有导电碳浆层，导电碳浆层上修饰有能够与新型冠状病毒抗原特异性结合的抗体。所述传感器将新型冠状病毒抗原抗体通过吸附固定在不锈钢片碳浆电极表面来构建得到灵敏的传感界面，然后以构建的传感界面为敏感元件，通过电化学测定抗原抗体反应后传器界面电子转移的变化来实现SARS

【技术实现步骤摘要】
三电极体系电化学传感器及其检测体系


[0001]本技术涉及三电极体系电化学传感器及其检测体系，属于传感器


技术介绍

[0002]现有的用于SARS
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CoV
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2抗原检测的免疫传感器仍存在很多的缺陷，例如，Kiew等人将重组ACE2修饰钯纳米薄膜(Pd
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NTF)涂层电极以构建用于SARS
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CoV
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2S蛋白检测的免疫传感器，此免疫传感器不仅用于筛选S蛋白
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ACE2潜在的抑制剂，而且能够基于电化学阻抗谱对SARS
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CoV
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2S蛋白进行定量检测，但是，此免疫传感器检测SARS
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CoV
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2S蛋白检出限为0.1μg/mL，检测灵敏度有待进一步提高(参见文献：V.Kiew,C.Y.Chang,S.Y.Huang,P.W.Wang,C.H.Heh,C.T.Liu,C.H.Cheng,Y.X.Lu,Y.C.Chen,Y.X.Huang,S.Y.Chang.Development of flexible electrochemical impedance spectroscopy
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based biosensing platform for rapid screening of SARS
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CoV
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2inhibitors Biosens.Bioelectron,183(2021),113213.)。因此，亟需开发灵敏度高的用于SARS
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CoV
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2抗原检测的免疫传感器，以解决现有用于SARS
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CoV
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2抗原检测的免疫传感器存在的缺陷。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本技术提供了一种用于检测新型冠状病毒抗原的三电极体系电化学传感器，所述三电极体系电化学传感器包括工作电极、参比电极以及对电极；所述工作电极为不锈钢片碳浆电极；所述不锈钢片碳浆电极包括不锈钢片和双层塑封膜；所述不锈钢片的一端塑封在双层塑封膜的夹层中；所述双层塑封膜上设有孔洞；所述不锈钢片暴露在孔洞处的部分设有导电碳浆层；所述导电碳浆层上修饰有能够与新型冠状病毒抗原特异性结合的抗体。
[0004]在本技术的一种实施方式中，所述参比电极为银
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氯化银电极、铜电极或甘汞电极。
[0005]在本技术的一种实施方式中，所述对电极为铂丝电极或铂片电极。
[0006]在本技术的一种实施方式中，所述不锈钢片的长度为1.2～2.0cm、宽度为0.8～1.2cm。
[0007]在本技术的一种实施方式中，所述双层塑封膜的长度为1.0～1.5cm、宽度为1.0～1.2cm。
[0008]在本技术的一种实施方式中，所述孔洞的直径为2.0～4.0mm。
[0009]在本技术的一种实施方式中，所述抗体在不锈钢片碳浆电极上的修饰浓度为0.01～0.1mg/mL。
[0010]在本技术的一种实施方式中，所述抗体为抗SARS
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CoV
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2N蛋白或抗SARS
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CoV
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2S蛋白。
[0011]在本技术的一种实施方式中，所述抗原为N蛋白或S蛋白。
[0012]本专利技术还提供了一种用于检测新型冠状病毒抗原的检测体系，所述检测体系包括
上述三电极体系电化学传感器以及滤纸；所述滤纸通过双层塑封膜上的孔洞覆盖在导电碳浆层上。
[0013]在本技术的一种实施方式中，所述检测体系还包括电化学工作站。
[0014]本技术技术方案，具有如下优点：
[0015]本技术提供了一种用于检测新型冠状病毒抗原的三电极体系电化学传感器，所述三电极体系电化学传感器包括工作电极、参比电极以及对电极；所述工作电极为不锈钢片碳浆电极；所述不锈钢片碳浆电极包括不锈钢片、双层塑封膜和导电碳浆层；所述不锈钢片的一端塑封在双层塑封膜的夹层中；所述双层塑封膜上设有孔洞；所述不锈钢片暴露在孔洞处的部分设有导电碳浆层；所述导电碳浆层上修饰有能够与新型冠状病毒抗原特异性结合的抗体。所述三电极体系电化学传感器以新型冠状病毒抗原为检测对象，将新型冠状病毒抗原抗体通过吸附固定在不锈钢片碳浆电极表面来构建得到灵敏的传感界面，然后以构建的传感界面为敏感元件，通过电化学测定抗原抗体反应后传器界面电子转移的变化来实现SARS
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CoV
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2抗原的定量分析。与现有的使用丝网印刷电极(SPEs)构建的免疫传感器相比，所述三电极体系电化学传感器以不锈钢片碳浆电极为工作电极，不仅检测样品用量少，能够降低检测成本，而且不锈钢片为三电极体系电化学传感器提供了良好的导电底，能够有效提高使用三电极体系电化学传感器检测新型冠状病毒抗原的灵敏度，增加窗口期检出率。与现有的使用玻碳电极构建的免疫传感器相比，所述三电极体系电化学传感器无需在每次检测前都需要仔细打磨抛光处理去除之前可能残留的污染(玻碳电极需要)，简化了生产程序，优化了三电极体系电化学传感器的生产工艺，节省了生产成本。综上，本技术提供的一种用于检测新型冠状病毒抗原的三电极体系电化学传感器灵敏度高、易制备、成本低廉、重现性好，在新型冠状病毒抗原检测方面有较好的应用前景。
附图说明
[0016]图1：用于检测新型冠状病毒的三电极体系电化学传感器的工作电极的结构示意图。图1中，不锈钢片1、双层塑封膜2、滤纸3、孔洞4、导电碳浆层5。
[0017]图2：用于检测新型冠状病毒的三电极体系电化学传感器的检测原理图。
[0018]图3：电极的CV曲线。
[0019]图4：电极的电化学阻抗谱。图4中，a：丝网印刷碳电极；b：不锈钢碳浆电极。
[0020]图5：使用梯度浓度的新型冠状病毒抗原溶液测得的DPV曲线。图5中，a：50pg/mL；b：5pg/mL；c：1.0pg/mL；d：0.5pg/mL；e：0.1pg/mL；f：0.05pg/mL(实施例3)。
[0021]图6：使用梯度浓度的新型冠状病毒抗原溶液测得的电化学阻抗谱。图6中，a：50pg/mL；b：5pg/mL；c：1.0pg/mL；d：0.5pg/mL；e：0.1pg/mL；f：0.05pg/mL。
[0022]图7：以新型冠状病毒抗原溶液的浓度为横坐标，以与此新型冠状病毒抗原溶液对应的DPV曲线为纵坐标绘制得到的标准曲线。
[0023]图8：以新型冠状病毒抗原溶液的浓度为横坐标，以与此新型冠状病毒抗原溶液对应的电化学阻抗谱为纵坐标绘制得到的标准曲线。
[0024]图9：使用梯度浓度的新型冠状病毒抗原溶液测得的DPV曲线。图9中，a：50pg/mL；b：5pg/mL；c：1.0pg/mL；d：0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三电极体系电化学传感器，其特征在于，所述三电极体系电化学传感器包括工作电极、参比电极以及对电极；所述工作电极为不锈钢片碳浆电极；所述不锈钢片碳浆电极包括不锈钢片和双层塑封膜；所述不锈钢片的一端塑封在双层塑封膜的夹层中；所述双层塑封膜上设有孔洞；所述不锈钢片暴露在孔洞处的部分设有导电碳浆层；所述导电碳浆层上修饰有能够与新型冠状病毒抗原特异性结合的抗体。2.如权利要求1所述的三电极体系电化学传感器，其特征在于，所述参比电极为银
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氯化银电极、铜电极或甘汞电极。3.如权利要求1或2所述的三电极体系电化学传感器，其特征在于，所述对电极为铂丝电极或铂片电极。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾，刘杨，朱晓霞，周诗梦，欧卫军，
申请(专利权)人：南通伊仕生物技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：