[发明专利]一种电化学生物传感器，及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，具体涉及用模板分子与聚合物构成的聚合物膜组装电化学传感器，并用此传感器对叶酸受体及汞离子进行分析检测。

背景技术

在传感器领域中，分子印迹技术由于其具有很高的选择识别属性、简单的合成及很高的稳定性，而引起研究者们广泛的探究兴趣。今年来电化学生物传感器因为制造成本低、仪器简单、操作简单和相应快速等优点而成为最有前景的分析方法之一。因此结合了这两者固有优势的基于分子印迹聚合物膜的电化学生物传感器，在生物分析、药物分析、环境监测和评估以及农药残留检测等领域具有巨大的潜力，也引起及其强烈的关注和研究。然而目前，大部分已报道的基于分子印迹聚合物膜的电化学生物传感器仅仅用于检测一种分析物——模板分子。很少有关研究体系可检测多种目标分析物。本申请尝试打破这个基于分子印迹聚合物膜的电化学生物传感器的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电化学生物传感器，及其制备方法和用途，利用目标分析物与分子印迹膜中的模板分子的特异性结合作用，利用汞离子-胸腺嘧啶-汞离子碱基错配作用再通过外切酶III的切割作用释放模板分子，实现对叶酸受体及汞离子进行分析检测。具体技术方案如下：

一种电化学生物传感器的制备方法，包括如下步骤：

(1)将合成聚合物膜的药品配成特定浓度的溶液备用；

(2)将DNA序列溶解在Tris-HCl缓冲溶液中备用；

(3)将金电极进行抛光处理，再进行超声波清洗；

(4)以处理干净的裸金电极为工作电极，以含有一定浓度模板分子的聚合物溶液为电解液，通过电聚合方法，合成聚合物修饰的金电极；

(5)将得到的聚合物修饰金电极浸泡清洗，将聚合物中的模板分子洗脱掉，得到分子印迹膜修饰的金电极；

(6)得到基于分子印迹聚合物膜构建的电化学生物传感器。

进一步地，步骤(2)中，DNA序列采用一端氨基化，Tris-HCl的pH值为7.4，并在低温下下保存。

进一步地，步骤(3)中，包括如下步骤：

(2-1)将金电极用0.3μm的铝粉进行抛光处理；

(2-2)将金电极用0.5μm的铝粉进行抛光处理；

(2-3)放入HNO₃:H₂O(v/v)＝1:1溶液，进行超声波清洗，超声清洗的时间为3～5min；

(2-4)放入乙醇溶液，进行超声波清洗，超声清洗的时间为3～5min；

(2-5)放入超纯水中，进行超声波清洗，超声清洗的时间为3～5min。

进一步地，步骤(4)中，模板分子为叶酸。

进一步地，步骤(5)中，将聚合物修饰金电极置于含甲醇和醋酸的溶液中浸泡清洗约20～30min，用以将聚合物中的叶酸洗脱掉。

一种电化学生物传感器，采用上述方法制备得到。

上述电化学生物传感器的用途，用于对叶酸受体进行检测。

进一步地，所述检测方法包括：将不同浓度的叶酸受体加入至含有确定浓度的叶酸溶液中培养约40～60min；待叶酸受体与叶酸结合完全，将制备得到的分子印迹膜修饰的金电极置于叶酸和叶酸受体反应后的溶液中，实现对叶酸受体的间接检测。

上述电化学生物传感器的用途，用于对汞离子进行检测。

进一步地，所述检测方法包括如下步骤：将不同浓度的汞离子加入至具有确定浓度的叶酸修饰的探针DNA溶液中培养30～50min，将制备得到的分子印迹膜修饰的金电极放在外切酶III切割后的溶液中，实现对汞离子的间接检测。

与目前现有技术相比，本发明制备的电化学生物传感器，结合了电化学生物传感器和分子印迹技术两者固有的优势，且合成方法简单、耗能低、成本低。利用目标分析物与模板分子——叶酸的特异性结合作用，或通过外切酶III的切割作用释放模板分子，达到分别检测叶酸受体和汞离子的目的。本发明使用电沉积法组装基于分子印迹聚合物膜的电化学生物传感器，利用目标分析物与分子印迹膜中的模板分子的特异性结合作用，利用汞离子-胸腺嘧啶-汞离子碱基错配作用再通过外切酶III的切割作用释放模板分子，从而实现对目标分析物检测的间接检测。此传感器实现了对目标分析物灵敏性、特异性、稳定性的检测。

附图说明

图1(a)为叶酸印迹膜修饰的金电极的扫描电子显微镜图片；

图1(b)为聚合物修饰的金电极的扫描电子显微镜图片；

图2(a)为制备聚合物修饰金电极的电聚合循环伏安图。