本发明专利技术的一种表面等离子体子共振传感元件及其制作方法属用于生物体系检测的传感器技术领域。传感元件的结构是在玻璃棱镜（１）的底表面上顺次镀有铬膜和金膜作为传感元件的金属膜（２），再在金属膜（２）上制作由表面醛基化的磁纳米粒子（４）和通过共价键与醛基相连的抗体（５）构成的敏感膜；在玻璃棱镜的下面装有磁铁（３）。传感元件的制作有金属膜的制备、Ｆｅ３Ｏ４磁纳米粒子的制备、氨基化的ＳｉＯ２包覆的磁纳米粒子的制备、表面醛基化磁纳米粒子的制备和敏感膜的制备过程。本发明专利技术制作简单，灵敏度高，生物相容性好，具有良好的选择性；可以应用于所有的抗体抗原检测，还可以应用于蛋白和药物的测定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属用于生物体系检测的传感器
，特别涉及基于磁纳米粒子修饰的 表面等离子体子共振传感器的制备及应用。
技术介绍
表面等离子体子共振(Surface plasmon resonance, SPR)是一种物理光学现象。 利用光在两相界面处发生全内反射时的消失波，引发金属表面的自由电子产生表面等离子 体子。在某一合适波长或者入射角时，表面等离子体子与消失波的频率相等，二者将发生 共振，入射光被吸收，使反射光能量急剧下降，从而在反射光谱上出现共振峰。当金属薄膜 表面的介质折射率不同时，共振峰位置将不同。由于sra技术具有直接、实时监测、无需标 记和快速的特点，使它成为研究生物分子的有利工具。sra传感器已广泛应用于抗体抗原， 蛋白药物，DNA等生物体系的测定中。在传感器的光学传感元件表面，修饰一层生物识别分 子，使其特异地与某种生物组分相互作用，同时产生可被检测的响应信号，这是生物传感器 的检测原理。生物识别分子的固定技术在SI^R生物传感器的发展中是极其重要的，最常用 的是利用巯基化合物，连接金属膜和生物分子。这种方式形成的敏感膜稳定有序，但是成膜 时间长，灵敏度低，且固定的生物分子容易失活。现有的波长检测型sra传感器，主要由光源、导光系统、传感元件、流通池、分光检 测系统和数据处理系统组成。其中，传感元件是传感器的重要部分，具体结构是在玻璃棱镜 的底表面上镀有铬膜(约2nm厚)和金膜(约50nm厚)，作为传感元件的金属膜，再在此金 属膜上制作有敏感膜；所说的敏感膜由羧基端酰化的3-巯基丙酸(MPA)膜和兔抗人免疫球 蛋白(兔抗人IgG)膜构成。MPA修饰的敏感膜的制备过程一般是采用真空镀膜的方法，在棱镜底表面镀2nm 铬膜和50nm金膜。用二次蒸馏水清洗玻璃棱镜，并向流通池中注入磷酸盐缓冲液(PBS)， 待共振波长稳定后注入IOmmol L—1的3-巯基丙酸(MPA) ImL,充分反应6小时，这时MPA可 以在金膜上形成稳定的单分子膜。用PBS缓冲液反复冲洗，然后注入30mg mL—1的1-乙 基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)混合溶液 ImL反应20分钟，目的是使MPA羧基端酰化，以利于抗体的连接。用PBS清洗至波长稳定， 注入IOOyg mL—1的羊抗兔免疫球蛋白(IgG) ImL充分反应12小时，使其通过氨基偶联反应 在MPA膜上形成稳定的兔抗人IgG膜。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，为简化抗体的固定过程，设计一种新型的用于表面 等离子体子共振传感器的传感元件，用醛基修饰的磁纳米粒子固定于金膜的表面作为敏感 膜，这样就简化了抗体的固定过程，此类传感器具有良好稳定性、生物相容性、较高灵敏度， 且成膜时间短制作效率高。本专利技术所说的磁纳米粒子修饰的sra敏感膜，是指利用磁铁的作用，将磁纳米粒子吸附到金基底膜上，用于制备表面等离子体子共振传感器的传感元件。本专利技术的具体技术方案是一种表面等离子体子共振传感元件，结构是在玻璃棱镜的底表面上顺次镀有铬膜 和金膜作为传感元件的金属膜，再在金属膜上制作有敏感膜；其特征在于，所述的敏感膜由 表面醛基化的磁纳米粒子和通过共价键与醛基相连的抗体构成；在玻璃棱镜的下面装有磁 铁。所述的磁纳米粒子是四氧化三铁为核、二氧化硅为壳的核壳型纳米粒子或银包覆 的四氧化三铁为核、二氧化硅为壳的核壳型纳米粒子，也可以用Fe304/Si02磁纳米粒子或 Fe304/Ag/Si02磁纳米粒子表示这两种核壳型纳米粒子。所述的抗体是羊抗兔免疫球蛋白 (IgG)、碱性成纤维细胞生长因子抗体、B因子抗体、牛心肌肌钙蛋白单克隆抗体或破伤风毒 素抗体。前述的醛基化的磁纳米粒子，是对现有的方法进行改进制备出的醛基化的Fe3O4/ SiO2磁纳米粒子或Fe304/Ag/Si02磁纳米粒子。本专利技术的基于磁纳米粒子的表面等离子体子共振传感元件的制作方法，有金属膜 的制备、Fe3O4磁纳米粒子的制备、氨基化的SiO2包覆的磁纳米粒子的制备、表面醛基化磁 纳米粒子的制备和敏感膜的制备过程；所述的金属膜的制备，是采用通常的真空镀膜的方法，在玻璃棱镜的底表面顺次 镀铬膜和金膜作为金属膜。或将顺次镀铬膜和金膜的玻璃片粘接在玻璃棱镜的底表面上作 为金属膜。所述的Fe3O4磁纳米粒子的制备过程是取2. 6g FeCl3 · 6H20，1. Og FeCl2 · 4H20 和0. 425mL HCl (12mol Γ1)溶解于15mL去离子水中；将125mL浓度为1. 5molL_1的NaOH溶 液加入三颈瓶，在氮气保护80°C的条件下，将混合溶液逐滴加入三颈瓶，同时搅拌回流3小 时；通过磁铁作用，分离出Fe3O4粒子，用去离子水洗涤，将沉淀物分散到IOOmL去离子水中， 得到Fe3O4磁纳米粒子溶液；所述的氨基化的SiO2包覆的磁纳米粒子制备过程有两种①取0. 724mL Fe3O4磁纳米粒子溶液加入到24mL水中，之后加入80mL异丙醇、 20mL曲拉通X-100 (Triton X-100)、2mL氨水，再加入120 μ L正硅酸四乙酯(TEOS)和30 μ L 3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)，在室温下搅拌反应3小时；用磁铁分离出磁纳米粒子， 并用乙醇和水交替洗涤，制备出的氨基化的Fe3O4为核SiO2为壳的核壳型磁纳米粒子；②取0. 4mL Fe3O4磁纳米粒子溶液于三颈烧瓶中，在搅拌下加入5. 6mL曲拉通 X-100、5. 6mL正己醇禾口 37. 5mL环己烷，再加入ImL浓度为0. IOmol Γ1的AgNO3,反应30分 钟后加入ImL浓度为0. 20mol L—1的NaBH4，室温下搅拌4小时；之后加入过量丙酮，得到黑 色的银包覆的四氧化三铁纳米粒子沉淀，再通过磁铁作用将其分离出来，用乙醇和去离子 水交替洗涤，再超声分散于20mL去离子水中得到银包覆的四氧化三铁纳米粒子溶液；在搅 拌下向银包覆的四氧化三铁纳米粒子溶液中加入0. 0145g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)， 再依次加入5mL乙醇和100 μ L正硅酸四乙酯，室温下搅拌3小时；通过磁铁分离出银包覆 的四氧化三铁为核、二氧化硅为壳的核壳型磁纳米粒子，并分散于30mL乙醇中，加入ImL氨 水和IOOyL 3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)，室温下搅拌反应5小时，通过磁铁作用将 得到磁纳米粒子分离出来，并用乙醇和水交替洗涤，得到氨基化的银包覆的Fe3O4为核SiO2为壳的核壳型磁纳米粒子；所述的表面醛基化磁纳米粒子的制备是将制备出的氨基化的Fe3O4为核SiO2为 壳的核壳型磁纳米粒子或氨基化的银包覆Fe3O4为核SiO2为壳的核壳型磁纳米粒子转入 20mL水中，加入戊二醛，使水溶液中的戊二醛体积百分数为1.25%，并在室温下搅拌1小 时，用磁铁将磁纳米粒子从溶液中分离出来并水洗，再超声分散于20mL水中于4°C保存，分 别得到两种表面醛基化磁纳米粒子溶液；所述的敏感膜的制备，是将玻璃棱镜有金属膜的底面向上放置，将流通池固定于 玻璃棱镜的上方，将磁铁固定于玻璃棱镜的下方；向流通池中注入去离子水，然后注入磷酸 盐缓冲溶液至共振波长稳定；再将ImL表面醛基化的F本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种表面等离子体子共振传感元件，结构是在玻璃棱镜（１）的底表面上顺次镀有铬膜和金膜作为传感元件的金属膜（２），再在金属膜上制作有敏感膜；其特征在于，所述的敏感膜由表面醛基化的磁纳米粒子（４）和通过共价键与醛基相连的抗体（５）构成；在玻璃棱镜的下面装有磁铁（３）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宋大千，孙颖，王丽英，王键，汪静，曹彦波，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82
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