一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法及生物传感器技术

本发明专利技术公开了一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法，包括以下步骤：步骤一，制备纳米纤维膜；步骤二，将纳米纤维膜浸泡在碱性溶液中进行水解反应，得到水解后的纳米纤维膜；步骤三，将水解后的纳米纤维膜浸泡在缩合剂中，得到激活表面的羧基的纳米纤维膜；步骤四，将激活表面的羧基的纳米纤维膜浸泡在明胶水溶液中进行明胶接枝，得到接枝纳米纤维膜；步骤五，将生物标志物加于接枝纳米纤维膜上进行培养，得到生物识别元件

【技术实现步骤摘要】
一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法及生物传感器


[0001]本专利技术属于生物传感器
，具体涉及一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法及生物传感器
。

技术介绍

[0002]以丝素蛋白纳米纤维膜为基质的传感器己经被应用于分析各种物质，如过氧化氢，葡萄糖，尿酸等
。
还有研究通过构建
DNA
纳米材料负载模拟酶与银纳米粒子的
DNA
纳米复合结构，可以用于心血管疾病标志物的多组分高灵敏化学发光免疫分析
。
疾病生物标志物是一种可客观测量和评估的生物学指标，不仅用于早期筛查和诊断疾病，而且还可预测疾病的进展
、
监测药物干预的治疗过程
。
理想的生物标志物都具有特异性高
、
稳定性好和微创等优点，这些优点使其在疾病诊断中脱颖而出
。
现有的生物传感器的生物识别元件对于生物标志物的负载能力有限，影响传感器的检测灵敏度，进而影响检测效率
。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法及生物传感器
。
本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0004]本专利技术实施例的第一方面提供一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法，，包括以下步骤：
[0005]步骤一，制备纳米纤维膜；
[0006]步骤二，将所述纳米纤维膜浸泡在碱性溶液中进行水解反应，得到水解后的纳米纤维膜；
[0007]步骤三，将所述水解后的纳米纤维膜浸泡在缩合剂中，得到激活表面的羧基的纳米纤维膜；
[0008]步骤四，将所述激活表面的羧基的纳米纤维膜浸泡在明胶水溶液中进行明胶接枝，得到接枝纳米纤维膜；
[0009]步骤五，将生物标志物加于所述接枝纳米纤维膜上进行培养，得到生物识别元件
。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤一中，通过静电纺丝工艺制备纳米纤维膜
。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤一的具体步骤包括：
[0012]将纳米纤维膜的制备原料溶解在二甲基甲酰胺和氯仿的混合溶液中，并通过静电纺丝工艺制备得到纳米纤维膜
。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤二中的碱性溶液的浓度为
0.01
‑
15mol/L。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤三中的反应温度为0‑
15℃
，反应时间小于或等于
24h。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤四中的浸泡时间小于或等于
24h。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤四的具体步骤包括：
[0017]将所述激活表面的羧基的纳米纤维膜浸泡在明胶水溶液中进行明胶接枝，得到第一接枝产品；
[0018]采用蒸馏水对所述第一接枝产品进行冲洗之后，进行冷冻干燥
24h
‑
48h
，得到接枝纳米纤维膜
。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤五的具体步骤包括：
[0020]将所述接枝纳米纤维膜进行灭菌和干燥处理，得到处理后的接枝纳米纤维膜
[0021]将生物标志物逐滴加于培养皿中的处理后的接枝纳米纤维膜上，放置在培养箱中进行培养，得到第一培养产品；
[0022]在盛放有所述第一培养产品的培养皿中加入
DMEM
培养液进行复合培养，得到生物识别元件
。
[0023]本专利技术实施例的第二方面提供一种生物标志物高负载的生物传感器，包括：换能器
、
读取设备和本专利技术实施例第一方面所述的生物识别元件；
[0024]所述生物识别元件，设置在所述换能器上；
[0025]所述换能器，与所述读取设备电连接
。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，所述生物传感器为光学生物传感器
。
[0027]本专利技术的有益效果：
[0028]本专利技术的生物识别元件具有良好的生物相容性和生物可吸收性，具有较大的比表面积，能够提供更多的生物标志物的结合位点，从而能固定更多的生物标志物，实现生物标志物的高负载；同时，纳米纤维膜上的有限羧基官能团接枝明胶得到接枝纳米纤维膜，接枝后的纳米纤维具有良好的亲水性和理想的机械强度，有更高的细胞亲和性，为目标识别探针和对应的生物标志物提供了更加丰富的结合位点，显著提高了传感器的灵敏度，提高了检测速度和检测效率
。
此外，接枝纳米纤维膜能够保证生物标志物的细胞的活性，进一步提升了传感器的检测灵敏度
。
[0029]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明
。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例提供的一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法的流程图；
[0031]图2为本专利技术实施例提供的静电纺丝工艺的装置示意图
。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此
。
[0033]实施例一
[0034]如图1所示，本专利技术实施例的第一方面提供一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法，包括以下步骤：
[0035]步骤一，制备纳米纤维膜
。
[0036]步骤二，将纳米纤维膜浸泡在碱性溶液中进行水解反应，得到水解后的纳米纤维膜
。
[0037]步骤三，将水解后的纳米纤维膜浸泡在缩合剂中，得到激活表面的羧基的纳米纤维膜
。
[0038]步骤四，将激活表面的羧基的纳米纤维膜浸泡在明胶水溶液中进行明胶接枝，得到接枝纳米纤维膜
。
[0039]步骤五，将生物标志物加于接枝纳米纤维膜上进行培养，得到生物识别元件
。
[0040]本实施例中，接枝明胶的纳米纤维膜具有良好的亲水性和理想的机械强度，有更高的细胞亲和性，能够提供更多的生物标志物的结合位点，从而能固定更多的生物标志物，实现生物标志物的高负载，显著提高了传感器的灵敏度，提高了检测速度和检测效率
。
此外，明胶的亲水性强且生物相容性较佳，能够做为组织工程促进细胞生长，接枝明胶的纳米纤维膜能够保证生物标志物的细胞的活性，进一步提升了传感器的检测灵敏度
。
[0041]实施例二
[0042]步骤
21
，将制备纳米纤维膜的制备原料溶解在二甲基甲酰胺和氯仿的混合溶液中，并通过静电纺丝工艺制备得到纳米纤维膜
。
[0043]步骤
22
，将纳米纤维膜浸泡在碱性溶液中进行水解反应，得到水解后的纳米纤维膜
。
碱性溶液的浓度为
0.01
‑
15mol/L。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，制备纳米纤维膜；步骤二，将所述纳米纤维膜浸泡在碱性溶液中进行水解反应，得到水解后的纳米纤维膜；步骤三，将所述水解后的纳米纤维膜浸泡在缩合剂中，得到激活表面的羧基的纳米纤维膜；步骤四，将所述激活表面的羧基的纳米纤维膜浸泡在明胶水溶液中进行明胶接枝，得到接枝纳米纤维膜；步骤五，将生物标志物加于所述接枝纳米纤维膜上进行培养，得到生物识别元件
。2.
根据权利要求1所述的一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法，其特征在于，所述步骤一中，通过静电纺丝工艺制备纳米纤维膜
。3.
根据权利要求2所述的一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法，其特征在于，所述步骤一的具体步骤包括：将制备纳米纤维膜的制备原料溶解在二甲基甲酰胺和氯仿的混合溶液中，并通过静电纺丝工艺制备得到纳米纤维膜
。4.
根据权利要求1所述的一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法，其特征在于，所述步骤二中的碱性溶液的浓度为
0.01
‑
15mol/L。5.
根据权利要求1所述的一种生物标志物高负载的生物识别元件制备方法，其特征在于，所述步骤三中的反应温度为0‑
15℃
，反应时间小于或等于
24h。6.
根据权利要求1所述的一种生物标志...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩，杨颜新，席佳伟，李金泽，刘欣，邓理，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：