[实用新型]一种基于分子印迹检测蛋白质的水凝胶电极

说明书

本实用新型公开了一种基于分子印迹检测蛋白质的水凝胶电极，具体是一种水凝胶材料与分子印迹方法结合检测蛋白质的水凝胶电极，包括对电极，参比电极，工作电极，反应池，电极连线，绝缘涂层以及电极基片组成的三电极，其中参比电极是由丝网印刷技术制备的裸碳电极，工作电极是在丝网印刷技术制备的裸碳电极表面涂覆有水凝胶层，所述水凝胶层通过表面修饰技术固定在工作电极上，制备简单，材料成本低廉，选择性好、灵敏度高，生物相容性好，可用于检测模板蛋白质的洗脱程度，并对水溶液中蛋白质进行特异性识别。

技术领域

本实用新型涉及一种基于分子印迹检测蛋白质的水凝胶电极，属于功能材料、电化学和传感器领域。

背景技术

分子印迹技术是一种在模板分子存在的情况下制备具有特定识别功能的聚合物的技术。与天然识别材料(如抗体)相比，MIPs具有稳定性好、实用性强、制备简便等优点，已广泛应用于生物传感器、人工受体、选择性细胞识别、固相萃取、药物控释等领域。许多研究者成功地研究了蛋白质分子印迹聚合物的小分子模板，如溶菌酶(Lyz，M_W23.8kDa)、核糖核酸酶A(RNase，M_W13.7kDa)和细胞色素C(Cyt C，M_W12.3kDa)。然而，由于蛋白质结构的复杂性、构象的高度灵活性和蛋白质序列的多样性，对牛血清蛋白(BSA)、牛血红蛋白(BHb)等大分子模板蛋白的分子印迹研究仍是一个巨大的挑战。Li[ACS Sens.2018，3，378-385]等人构建了用于牛血红蛋白(BHb)模型蛋白视觉检测的分子印迹比色荧光传感器(MIRsensor)。Takeuchi et al.[Angew.Chem.2014，126，12979-12984.]利用一种新的分子印迹策略，结合印迹后修饰，获得了结合蛋白的模拟物，使分子识别能力能够开关。

基于MIP的电化学传感器当前挑战是探索传感器的市场，并确定如何实现商业化的有效步骤。使用分子印迹方法制备的分子印迹聚合物(MIP)具有独特的性质组合，例如耐用性、高亲和力、特异性和低成本生产，这使得它们成为天然材料的替代品。水凝胶具有高的含水率和良好的生物相容性，并能保持蛋白质构象，可以应用于蛋白质分子印迹。

电化学生物传感器由于其灵敏度高、选择性高、特异性好、操作简便等优点已广泛应用于食品分析、环境监测、发酵、医药、军事等领域，是定量或半定量检测物质的理想分析工具。其中尤以无标记电化学免疫传感器研究较多，其关键的技术是提高对待测物的特异性识别和对测试信号的响应速度和大小。丝网印刷电极具有设计灵活、成本低和可批量制作的优点，因而可以被用来制备电化学传感器。但由于其电极表面不易被修饰，或者被修饰后生物活性降低、结合力不强而降低检测灵敏度，并且修饰后不易于保存而限制了其实际的广泛应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的之一在于提供一种快速检测、成本低廉的基于分子印迹检测蛋白质的水凝胶电极。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于分子印迹检测蛋白质的水凝胶电极，包括对电极，参比电极，工作电极，反应池，电极连线，绝缘涂层以及电极基片组成的三电极；其特征在于：所述的对电极是铂片电极；所述的参比电极是由丝网印刷技术制备的长条形裸碳电极；所述的工作电极是由丝网印刷技术制备的圆形裸碳电极表面涂覆有分子印迹水凝胶层制成；分子印迹水凝胶层是由蛋白质，增强剂以及海藻酸钙组成，海藻酸钙的质量百分比浓度为0.1％-5％，蛋白质的质量百分比浓度为0.01％-5％，通过改变洗脱液的pH值控制水凝胶的溶胀，从而温和无损地洗脱蛋白质模板。

所述的一种基于分子印迹检测蛋白质的水凝胶传感器，其特征在于所述的蛋白质为牛血清白蛋白、牛血红蛋白、卵清蛋白、粘连蛋白和转化生长因子中的任意一种。

所述的一种基于分子印迹检测蛋白质的水凝胶传感器，其特征在于所述的增强剂为质量百分比浓度为1％-50％的碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠、羧甲基壳聚糖中的任意一种或两种以上混合物。