[发明专利]基于分子印迹聚合物修饰碳布电极的电位型唾液酸传感器

说明书

本发明公开了基于分子印迹聚合物修饰碳布电极的电位型唾液酸传感器，属于新型功能纳米复合材料和生物传感器检测技术领域。通过如下方法构建唾液酸电位型传感器：将氨基苯硼酸分子在唾液酸存在下通过电化学聚合沉积到碳布电极表面，洗脱唾液酸，即得到分子印迹聚合物膜修饰电极。该电位型传感器在唾液酸测定中表现出高的灵敏度、好的选择性和长期的稳定性。将其应用于婴儿配方奶粉中唾液酸的测定得到了令人满意的结果。

技术领域

本发明涉及一种基于分子印迹聚合技术和硼酸-二醇识别作用的电位型传感器及其制备方法，将其用于唾液酸的检测，属于新型功能纳米复合材料和生物传感器检测技术领域。

背景技术

唾液酸是九碳糖神经氨酸衍生物的总称，它广泛存在于生物组织及体液中，并位于细胞膜糖脂和糖蛋白糖链的末端。含有唾液酸的糖脂叫做神经节苷脂，在大脑和神经系统的产生和发育中发挥着非常重要的作用。唾液酸的主要食物来源是母乳，也存在于牛奶、鸡蛋和奶酪中。目前，婴儿配方奶粉中会添加唾液酸，然而，唾液酸摄入过量也会引发机体炎症。因此，建立一种高灵敏、特异性、简易且价格低廉的唾液酸测定方法，对控制婴儿配方奶粉的唾液酸添加量是非常必要的。目前常用的唾液酸检测方法有高效液相色谱法、比色法、荧光法及酶学分析法等(S.S.Ding,S.M.Cao,Y.Z.Liu,Y.Lian,A.W.Zhu,G.Y.Shi,ACSsens.,2017,2,394)。这些方法各有其优缺点，如色谱法和酶法准确、灵敏度高，但耗时、样品处理过程繁杂且需要昂贵的仪器或酶试剂；比色法和荧光法方便且价格低廉，但存在灵敏度不高、特异性低等问题。

近几年来，基于硼酸与唾液酸的顺式二醇的识别反应用于唾液酸的检测已有大量报道。例如由氨基苯硼酸聚合所得的聚氨基苯硼酸，其作为电化学修饰材料与苯胺具有类似的电化学性能。文献(Y.L.Zhou,H.Dong,L.T.Liu,J.Liu,M.T.Xu,Biosens.Bioelectron.,2014,60,231)报道了利用聚氨基苯硼酸/石墨烯修饰电极对唾液酸进行电化学测定，并得到较高的灵敏度，但是样品中含有顺式二醇分子的其它干扰仍然存在。因此，如何设计硼酸聚合物以期提高电化学传感器的选择性，是应用于实际样品测定的有效途径。

分子印迹聚合物膜具有与底物分子相匹配的空腔，并且具有特定排列的功能基团，可以与底物分子产生识别作用。因此，将聚氨基苯硼酸膜设计成分子印迹聚合物，使其作为识别元件构建电化学传感器并用于唾液酸检测可以获得高选择性，避免昂贵、条件要求苛刻酶试剂的使用。另外，需要考虑基底电极的性能对电化学传感器响应的影响。而碳布(石墨化碳纤维布)是一种拥有独特功能性质的、可用于支撑功能型材料的三维空间构型的材料。碳布作为一种新型基底电极具有高的导电能力、良好的柔韧性及高的稳定性。其三维的空间结构及高的导电性可以提高电化学传感器的灵敏性，其柔韧性和方便剪裁的特点也利于进一步将电化学传感器设计成微型的、便于携带的检测系统。基于此，将分子印迹聚合物技术和碳布电极结合，有利于提高电化学传感器的性能。目前未见相关报道。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种基于分子印迹聚合物修饰碳布薄膜复合材料的电位型传感器及其制备方法。

本发明的目的之二是将电位型传感器应用于唾液酸的高灵敏和高选择性检测。

本发明采用以下技术方案实现上述目的：将氨基苯硼酸分子在唾液酸存在下通过电化学聚合沉积到碳布电极表面。由于硼酸基团与唾液酸中顺式二醇结合，唾液酸将氨基苯硼酸分子聚合到电极表面，且在电化学聚合过程中通过控制扫描圈数来调控聚氨基苯硼酸膜的厚度。进一步进行唾液酸的洗脱，即得到分子印迹聚合物膜修饰电极。制备的修饰电极在含有唾液酸的溶液中，同样通过硼酸基与顺式二醇的反应选择性结合唾液酸分子，唾液酸在分子印迹聚合物膜上的结合引起膜电位的改变，从而构建唾液酸的电位型传感器。