一种可用于水中检测的分子印迹传感芯片制造技术

本发明专利技术涉及一种可用于水中检测的分子印迹传感芯片，具体涉及分子印迹薄膜传感芯片领域。具有多层结构；由玻璃基片、金属膜、单分子烷基链层、多层分子印迹膜组成；该芯片按照玻璃基片、金属膜、单分子烷基链层、多层分子印迹膜由下至上的顺序依次排列。由于采用形成多层分子印迹聚合物膜的方法制备了SPR传感器芯片，可以有效的减弱水对分子印迹膜中氢键的破坏作用，从而使合成的分子印迹膜能够在水中存活，并能实现在水相中对模板分子进行灵敏检测的效果，为实际环境中精确检测样品的含量提供了强有力的检测手段。因此可以有效解决传统传感芯片不能在水相中检测样品这一难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可用于水中检测的分子印迹传感芯片，具体涉及分子印迹薄膜传感芯片领域。
技术介绍
分子印迹技术是源于生物化学，材料化学和高分子化学等学科的一门交叉学科技术，属于超分子化学中的主客体化学范畴。生物学中抗体-抗原的理论为分子印迹技术的发展奠定了基础。根据Pauling的抗体学说所述，分子印迹技术是以模板分子作为类似于抗原的“模板”，以功能单体和交联剂反应形成对模板分子有“记忆功能”的分子印迹聚合物。制备分子印迹聚合物通常包括三个过程:(I)功能单体与模板分子的功能基团在适当条件下可逆结合，形成主客体复合物；(2)加入交联剂和引发剂，在适当条件下的引发，交联剂和功能单体反应聚合，形成包埋了模板分子的聚合物；(3)用物理或化学方法，从聚合物中洗脱模板分子，在聚合物的骨架上形成空间构形和结合位点都“记忆”着模板分子特点的空穴，得到分子印迹聚合物，所述分子印迹聚合物对模板分子有特异识别性，即所述分子印迹聚合物对模板分子有专一性的选择结合作用，分子印迹传感芯片是分子印迹传感器的核心部件，是分子印迹技术近年来发展的重要方向之一，在化学和生物检测方面有着广泛的应用。分子印迹传感芯片通常将分子印迹材料以膜或粉末的形式固定在芯片的基片表面，对样品分子进行检测。在生物样品检测领域，与常规的检测技术相比，表面等离子共振传感器具有无需复杂的样品富集及纯化步骤，无需标记、操作简便、高灵敏度、响应快速以及保持分子的生物活性等突出优点，受到了人们的广泛关注。表面等离子共振是一种物理光学现象，它对附着在金属表面的电解质非常敏感，所有附着在金属表面的电解质均可被检测，因此可以通过测量金属表面物质折射率的变化来研究物质的化学和物理吸附性质。目前，表面等离子共振的生物传感技术已经广泛应用于免疫学、药物筛选等多个生化研究领域。用于表面等离子共振传感器的分子印迹传感芯片，包括玻璃基片，金膜和分子印迹膜，其中分子印迹膜是其最主要的结构。在分子印迹膜制备的过程中，传统的分子印迹膜都采用单层的形式，当在水中检测样品时，外层的分子印迹膜在水中氢键的作用下被破坏，因此不能在水中检测。检测样品的环境仅仅局限在有机溶液中。而实际应用中的样品大都在水的环境下存在的，这也是分子印迹薄膜不能运用于实际中的一个瓶颈问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的分子印迹传感芯片不能在水中检测的问题，提出一种可用于水中检测的分子印迹传感芯片。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的:本专利技术的一种可用于水中检测的分子印迹传感芯片，具有多层结构；由玻璃基片、金属膜、单分子烷基链层、多层分子印迹膜组成；该芯片按照玻璃基片、金属膜、单分子烷基链层、多层分子印迹膜由下至上的顺序依次排列。该传感芯片的制备方法，具体步骤如下:步骤一、采用真空蒸镀的方法在玻璃基片上镀一层铬膜；接着蒸镀一层金膜；将得到的材料命名为3层芯片；步骤二、将步骤一所得的3层芯片浸泡到烷基硫醇溶液中；浸泡完毕后在膜表面自组装上一层单分子烷基链层，得到表面覆盖有单分子烷基链层的芯片，将其命名为4层-H-* I I心片；步骤三、将模板分子与其对应的功能单体溶于与模板分子对应的致孔剂中，超声混合、静置后；再加入与模板分子对应的交联剂和与引发条件相对应的引发剂，超声混合，然后通氮气，得到聚合反应液A ;步骤四、根据需求配置多种聚合反应液，配置过程同步骤三，不同的是所使用的交联剂的物质的量，交联剂在外层聚合反应液中的量大于内层聚合反应液的量；步骤五、将步骤三得到的反应液A注入反应池；步骤二中得到的4层芯片置于反应池上方，使4层芯片带有单分子烷基链层的一面与反应池中的反应液接触；提供引发的条件，使单分子烷基链层上形成第一分子印迹膜层，将所得物质命名为5层芯片；步骤六、根据步骤四制备溶液的数量，在步骤五所得的5层芯片上继续形成多层分子印迹膜；合成膜过 程同步骤五；将步骤四所得到的多种聚合反应液分别注入反应池；提供引发的条件，使在带有第一分子印迹膜层上继续形成多层分子印迹膜，将所得物质命名为多层分子印迹膜层芯片；步骤七、配置洗脱液，对步骤七所得的多层芯片进行洗脱，除去分子印迹膜中的模板分子，得到能在水相中检测样品的分子印迹传感芯片；为了使所得的多层分子印迹膜层芯片在水中检测时更稳定，能够在步骤七洗脱前对芯片进行处理，使其适应水相环境；处理方法为，将蒸馏水或PBS溶液注入反应池中，使步骤六所得到的多层分子印迹膜层芯片充分适应反应池中的水相环境；步骤二中所述的烷基硫醇溶液中溶质烷基硫醇的物质的量浓度为l-100mmol/L，溶剂为甲醇、乙醇或三氯甲烷中的一种。步骤二中所述的4层芯片在使用前需用乙醇冲洗并用氮气吹干。步骤三和步骤四所述的模板分子为待检测的样品；模板分子、功能单体与交联剂的摩尔比为1:4:3 15 ;模板分子在致孔剂中的摩尔浓度为0.01 0.lmol/L，功能单体在致孔剂中的浓度为0.04 0.4mol/L，交联剂在致孔剂中的浓度为0.03 1.5mol/L ;引发剂在致孔剂中的浓度为I 10mg/ml ；步骤六所述的多层分子印迹膜层芯片形成的分子印迹薄膜的层数为2 5 ;步骤五和步骤六所述的引发条件为热引发、紫外光引发或电聚合方法；步骤七中所述洗脱液为蒸馏水和乙酸的混合溶液，混合体积比9:1 7: 3 ;本专利技术的工作原理为:首先，模板分子与功能单体分子之间由氢键或静电作用形成主客体复合物，加入交联剂和引发剂后并引发聚合反应后，在金属膜表面生长出一层含有模板分子的分子印迹薄膜，然后用洗脱液进行洗脱，洗脱液由水相溶液和乙酸配制，呈髙极性，它与模板分子之间的作用力比功能单体与模板分子之间的作用力更强，能从分子印迹膜中夺走模板分子，从而将模板分子洗掉，留下与模板分子形状、尺寸大小等空间上相对应且含有选择性结合位点的空穴，该空穴能特异性识别和捕捉样品分子，引起分子印迹膜和金属膜之间折射率的变化。在水相中检测样品分子时，由于水相溶液中，含有氢键，破坏了分子印迹薄膜的结构，所以传统的分子印迹传感芯片不能运用于水相中。但是本专利技术的传感芯片由于包含双层的分子印迹薄膜，外层的分子印迹膜起保护作用，保护着内层的分子印迹膜中的氢键作用不受或者受到很小程度的破坏，因而本专利技术的一种具有新结构的分子印迹传感芯片能够检测水相中的样品分子，制作简单，重复性好，可广泛的运用于工业生产当中。有益效果:1、本专利技术的一种可用于水中检测的分子印迹传感芯片，由于采用形成多层分子印迹聚合物膜的方法制备了 SPR传感器芯片，可以有效的减弱水对分子印迹膜中氢键的破坏作用，从而使合成的分子印迹膜能够在水中存活，并能实现在水相中对模板分子进行灵敏检测的效果，为实际环境中精确检测样品的含量提供了强有力的检测手段。因此可以有效解决传统传感芯片不 能在水相中检测样品这一难题。2、本专利技术的一种可用于水中检测的分子印迹传感芯片，采用铬膜和金膜两种金属膜制备了 SPR传感器芯片。这样传感芯片在水中检测样品时，铬膜能避免金膜在水中被破坏，起到保护金膜，支撑金膜，使金膜在水中更加稳定的作用，从而使传感芯片在水中更好的检测样品。3、本专利技术的一种可用于水中检测的分子印迹传感芯片，使该芯片能对水相中的样品分子产生响应，特异识别性强，适用范围广，可用于SPR检测、QCM检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于水中检测的分子印迹传感芯片，其特征在于：具有多层结构；由玻璃基片、金属膜、单分子烷基链层、多层分子印迹膜组成；该芯片按照玻璃基片、金属膜、单分子烷基链层、多层分子印迹膜由下至上的顺序依次排列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦天新，谭媛，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：