[发明专利]一种光纤生物传感器探头薄膜材料及其制备方法

权利要求书

1.光纤生物传感器探头薄膜材料的制备方法，其特征是，该薄膜材料由Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米复合粒子、生物活性酶、荧光物质和溶胶-凝胶制成，生物活性酶固定在Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米复合粒子上，固定化生物活性酶和荧光物质被包埋在溶胶-凝胶网格中，其中Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米复合粒子与溶胶-凝胶的体积比为1∶1，所述的生物活性酶为葡萄糖氧化酶，所述的荧光物质为Ru(bPy)₃Cl₂荧光指示剂，所述的溶胶-凝胶是由正硅酸乙酯、0.05mol/L盐酸及甲酰胺按体积比为8∶4∶1混合得到的溶胶-凝胶；其制备包括如下步骤：

1)、载体的合成：

a.以FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O为原料合成Fe₃O₄纳米粒子，其平均尺寸为10±1nm，再将Fe₃O₄纳米粒子转移到四甲基氢氧化铵中，得磁流体待用；

b.取10ml含量为10mg/ml的磁流体，用无水乙醇清洗，然后用超声仪超声分散，将分散后的磁流体转入三颈烧瓶中，加入80ml体积浓度95％乙醇，加入氨水调节pH值为11，在室温下搅拌；然后逐滴加入正硅酸乙酯，反应12h；反应后用无水乙醇清洗，再用二次蒸馏水清洗，得到含Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米复合粒子的褐色溶液，用浓度1mol/L盐酸浸泡该复合粒子，将未被包裹的Fe₃O₄纳米粒子除去，然后再用二次蒸馏水清洗，得到载体Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米复合粒子；

2)、酶的固定：

取3ml含量为10mg/ml的Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米复合粒子和体积百分比浓度为3％的戊二醛的溶液4ml混合，在25℃，pH 7.3条件下反应1.5小时使载体活化，用永久磁铁使活化载体与溶液分离，水洗除去未反应的戊二醛，真空干燥，再加入浓度为2mg/ml的葡萄糖氧化酶溶液1ml，在25℃和pH＝7.0中性条件下交联反应24h；再依次用pH值为7.0的0.1M磷酸盐缓冲液、0.1M磷酸盐和0.5MNaCl的混合溶液、二次蒸馏水洗以除去未交联的酶，冷冻干燥得到固定了生物酶的磁性纳米复合粒子；

3)、光纤生物传感器探头薄膜材料的制备：

取正硅酸乙酯、0.05mol/L盐酸及甲酰胺以体积比8∶4∶1比例混合，向1.75ml混合液中加入浓度为8mg/ml的Ru(bPy)₃Cl₂荧光指示剂140μl，室温下密封搅拌至混合均匀，静置，得到溶胶液，在室温下不完全密封陈化2天，得溶胶-凝胶液；将固定有生物酶的Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米复合粒子分散在pH6.0磷酸缓冲溶液中，再与陈化好的溶胶-凝胶液按体积比1∶1充分混合后，取0.1ml溶胶液滴加在清洁干燥的玻璃基片表面，即可固化成凝胶膜：将此有凝胶膜的基片密闭于玻璃容器中，4℃温度下密闭老化后，即得到同时包埋生物酶和荧光指示剂的溶胶-凝胶光学生物复合传感膜，即为光纤生物传感器探头薄膜材料。

2.如权利要求1所述的光纤生物传感器探头薄膜材料的制备方法，其特征是，步骤1)a中所述的Fe₃O₄纳米粒子，以FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O为原料采用化学沉淀法合成。

3.如权利要求1所述的光纤生物传感器探头薄膜材料的制备方法，其特征是，步骤1)b中所述的在室温下搅拌的速度为400r/min。

4.如权利要求1所述的光纤生物传感器探头薄膜材料的制备方法，其特征是，步骤1)b中用浓度1mol/L盐酸浸泡Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米复合粒子时间不少于7天。

5.如权利要求1所述的光纤生物传感器探头薄膜材料的制备方法，其特征是，步骤3)中4℃温度下密闭老化时间不少于7天。