一种荧光葡萄糖传感器制造技术

本发明专利技术涉及电化学检测，特别是涉及一种荧光葡萄糖传感器。本发明专利技术提供一种荧光葡萄糖传感器，包括基材，所述基材上设有工作区域，所述工作区域为铟锡氧化物，所述工作区域的表面设有半导体量子点修饰层、葡萄糖阻碍层和酶层，所述工作区域底部设有微光纤和荧光信号采集器，所述微光纤传输光到工作区域表面，所述荧光信号采集器采集工作区域表面修饰的半导体量子点发出的荧光，所述半导体量子点为碲化镉量子点。本发明专利技术所提供的荧光葡萄糖传感器检测范围大、灵敏度高、信号稳定。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及电化学检测，特别是涉及一种荧光葡萄糖传感器。本专利技术提供一种荧光葡萄糖传感器，包括基材，所述基材上设有工作区域，所述工作区域为铟锡氧化物，所述工作区域的表面设有半导体量子点修饰层、葡萄糖阻碍层和酶层，所述工作区域底部设有微光纤和荧光信号采集器，所述微光纤传输光到工作区域表面，所述荧光信号采集器采集工作区域表面修饰的半导体量子点发出的荧光，所述半导体量子点为碲化镉量子点。本专利技术所提供的荧光葡萄糖传感器检测范围大、灵敏度高、信号稳定。【专利说明】一种荧光葡萄糖传感器
本专利技术涉及电化学检测，特别是涉及一种荧光葡萄糖传感器。
技术介绍
20世纪80年代开始出现以光学信号检测指标的生物传感器，形成了光纤生物传感器。光纤生物传感技术在医学、生物工程、食品工业和环境监控等方面都有着广阔的应用前景。光纤葡萄糖传感器在临床诊断，尤其是糖尿病的诊断和基础医学研究等领域中有着极其广泛的应用前景。目前对于葡萄糖的各种检测方法都有灵敏度不高，响应较慢等缺点，不能满足实际需要，因此很有必要研究一种灵敏度高，且响应快的检测方法。传统的基于荧光猝灭效应的光纤葡萄糖生物传感器采荧光分子作为荧光试剂。荧光分子需多个激发波长，且激发光谱窄，而半导体纳米量子点具有独特的光电性质，宽的光吸收光谱，且与荧光分子比较量子点具有良好的光化学稳定性，可以耐受更强的激发光和更长的光发射周期。半导体量子点是半导体纳米材料的典型结构，它已经在信息技术等领域发挥重要作用。由于量子的尺寸效应和表面效应，半导体量子点己成为人们研究的热点。人们制备量子点和研究其性质的努力已经进行了二十多年，取得了巨大进展。半导体纳米量子点具有同时具有高光电稳定性以及高表面活性。这些优点使得他们易于分析物质发生反应并产生相应的信号，因此，半导体纳米量子点在生物传感器领域的应用范围越来越大。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种荧光葡萄糖传感器，用于解决现有技术中的问题。本专利技术利用半导体量子点在特定波长下具有最大光吸收，通过电子进行往返跃迁产生进而产生荧光，将量子点作为光敏元件固定到酶电极上，从而制备荧光葡萄糖微传感器。本专利技术第一方面提供一种荧光葡萄糖传感器，包括基材，所述基材上设有工作区域，所述工作区域为铟锡氧化物(ΙΤ0,透光材料)，所述工作区域的表面设有半导体量子点修饰层、葡萄糖阻碍层和酶层，所述工作区域底部设有微光纤和荧光信号采集器，所述微光纤传输光到工作区域表面，所述荧光信号采集器采集工作区域表面修饰的半导体量子点发出的荧光，所述半导体量子点为碲化镉量子点。优选的，所述传感器表面还设有生物相容性保护层。更优选的，所述工作区域表面，各修饰层自下而上的顺序为半导体量子点修饰层、葡萄糖阻碍层、酶层；以及生物相容性保护层。进一步优选的，所述半导体量子点修饰层的厚度为Ι-lOum，葡萄糖阻碍层的厚度为2-50um，酶层的厚度为1-1Oum ;生物相容性保护层的厚度为2_50um，生物相容性保护层的优选厚度为10-40um。更优选的，所述生物相容性保护层的材质为有机硅酮。进一步优选的，所述生物相容性保护层为常见的加成或缩合型有机硅酮及其亲水改性物。所述工作区域为铟锡氧化物ITO是一种透光材料。其通常质量比为90%In203，10%Sn02。所述工作区域上修饰的半导体量子点的光照由外界特定波长的光经过微光纤到达工作区域表面，半导体量子点受光激发产生的荧光信号被采集后又通过微光纤传输到外界。优选的，所述微光纤传输光的波长为200_1250nm。更优选的，所述碲化镉量子点的粒径为2_8nm。其发出的荧光的波长为400_800nm。优选的，所述葡萄糖阻碍层的材质为聚丙烯胺盐酸盐(PAH)/聚苯乙烯磺酸钠(PSS)0所述聚苯乙烯磺酸钠(PSS)通过聚丙烯胺盐酸盐(PAH)进行固定。葡萄糖阻碍层的作用是过滤葡萄糖，防止葡萄糖接触到量子点层。优选的，所述酶层为葡萄糖氧化酶修饰层。本专利技术所提供的葡萄糖传感器，其制备工艺除工作区域外，微光纤、荧光信号采集器的设置均为现有技术，与常规光纤葡萄糖传感器的制备工艺基本相同。本专利技术的葡萄糖传感器的制备是使用光刻、电铸和注塑技术制作MEMS (微机电系统，Micro-Electro-Mechanic System)模具，利用热模压成型技术进行微塑铸微光纤阵列。本专利技术第二方面提供所述荧光葡萄糖传感器的制备方法，包括如下步骤:a)将经过预处理，带负电荷的工作区域浸入聚丙烯胺盐酸盐(PAH)水溶液中，通过静电吸附作用，使聚丙烯胺盐酸盐结合在工作区域；取出后，用去离子水冲洗干净并用氮气吹干；b)将该工作区域浸入半导体量子点水溶液中，通过静电吸附作用，使得半导体量子点结合到工作区域表面上；取出后，用去离子水冲洗干净并用氮气吹干；步骤a)和b)为半导体量子点的制备方法，本领域技术人员可根据经验，重复a)、b)两步以获得所需厚度的半导体量子点层；c)将该工作区域浸入聚丙烯胺盐酸盐(PAH)水溶液中，通过静电吸附作用，使聚丙烯胺盐酸盐结合在工作区域；取出后，用去离子水冲洗干净并用氮气吹干；d)将该工作区域分别浸入制备好的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)水溶液中，使聚苯乙烯磺酸钠修饰到工作区域的表面上；取出后，用去离子水冲洗干净并用氮气吹干；步骤c)和d)为葡萄糖阻碍层的制备方法，本领域技术人员可根据经验，重复C)、d)两步以获得所需厚度的葡萄糖阻碍层；e)将该工作区域浸入聚丙烯胺盐酸盐水溶液中，通过静电吸附作用，使聚丙烯胺盐酸盐结合在工作区域；取出后，用去离子水冲洗干净并用氮气吹干；f)最后将该工作区域浸入制备好的葡萄糖氧化酶(GOD)水溶液中，将葡萄糖氧化酶修饰到工作区域的表面上，即得所述荧光葡萄糖传感器的工作区域；取出后，用去离子水冲洗干净并用氮气吹干；步骤e)和f)为酶层的制备方法，本领域技术人员可根据经验，重复c)、d)两步以获得所需厚度的酶层；g)将所得工作区域和其他部件按照所述荧光葡萄糖传感器的结构组装，即得所需荧光葡萄糖传感器。其中步骤a_f为工作区域的制备方法。优选的，所述步骤a)中，预处理的具体步骤为:制备浓硫酸/过氧化氢处理液，然后将微电极的工作电极区域放入上述溶液中，70-80°C恒温水浴处理1-2小时，从溶液中取出并用去离子水充分清洗；再将微电极的工作电极区域放入过氧化氢/氨水处理液中，60-70°C恒温水浴处理1-2小时，最后用去离子水冲洗干净。更优选的，所述浓硫酸/过氧化氢处理液，由浓硫酸水溶液和过氧化氢水溶液按体积比7:3配置而成。进一步优选的，所述浓硫酸水溶液的浓度为97-98wt%。进一步优选的，所述过氧化氢水溶液的浓度为30wt%。更优选的，所述过氧化氢/氨水处理液，由水、过氧化氢水溶液和氨水按体积比5:1:1配置而成。进一步优选的，所述氨水的浓度为25-28wt%。进一步优选的，所述过氧化氢水溶液的浓度为30wt%。优选的，所述步骤a)、C)、e)中，浸入聚丙烯胺盐酸盐(PAH)水溶液的时间为5-10mino优选的,所述步骤a)、c)、e)中,聚丙烯胺盐酸盐(PAH)水溶液的浓度为l_5mg/mL。优选的,所述步骤b)中,浸入半导体量子点水溶液的时间为5-10min。优选的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光葡萄糖传感器，包括基材，所述基材上设有工作区域，所述工作区域为铟锡氧化物，所述工作区域的表面设有半导体量子点修饰层、葡萄糖阻碍层和酶层，所述工作区域底部设有微光纤和荧光信号采集器，所述微光纤传输光到工作区域表面，所述荧光信号采集器采集工作区域表面修饰的半导体量子点发出的荧光，所述半导体量子点为碲化镉量子点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海移宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：