[发明专利]用于食品过敏原检测的纸基电化学生物传感器及其制备方法及食品过敏原的检测方法

说明书

本发明公开了一种用于食品过敏原检测的纸基电化学生物传感器及其制备方法及食品过敏原的检测方法，属于电化学生物传感器技术领域。本发明通过在纸基上建立三电极体系，然后用黑磷/多聚赖氨酸复合液修饰所述三电极体系的工作电极，再在所述工作电极上固定与食品抗原对应的适配子，制得所述用于食品过敏原检测的纸基电化学生物传感器。本发明具有成本低、定量、高精度检测的特点，纳米材料黑磷用于传感机理提供了高灵敏度，适配子生物传感器在微生物检测方面具有成本低、分析速度快、灵敏度高、特异性强等特点。本发明突破了目前食源性过敏原快速检测难以实现微型化和便携化的瓶颈。

技术领域

本发明涉及电化学生物传感器技术领域，具体涉及一种用于食品过敏原检测的纸基电化学生物传感器及其制备方法及食品过敏原的检测方法。

背景技术

食品过敏没有治愈的方法，仅能依靠避免食品过敏原的摄入，因此对食品过敏原的快速检测对于食品过敏群体来说至关重要。

为了实现对食品过敏原的快速、灵敏检测，目前采用的方法有实时质谱分析法、免疫学方法和核酸检测等技术。但这些方法的应用却受到了极大的限制，其主要原因有以下几点：①质谱法对样品要求较高，处理费时；②免疫学方法抗体制备繁琐，且病原蛋白易受食品加工过程影响，特异性差；③核酸检测方法包括DNA探针、PCR技术等虽然具有简单快速的特点，但是需要昂贵的仪器设备和专业人员进行复杂操作。

纸基生物传感器设备继承了低成本，批量生产，便于功能化和具有较大的表面积和多孔性的优点，同时具有制作过程简单、生物相容性和生物降解能力好等优点。迄今为止，纸基生物传感器在实时疾病诊断、环境监测、食品安全等方面具有很好的应用。然而现有的纸基生物传感器常用抗体作为作为识别分子，抗体价格昂贵且不稳定，很大程度上限制了其现实应用。

发明内容

为了解决现有存在的问题，本发明的目的是提供一种用于食品过敏原检测的纸基电化学生物传感器及其制备方法及食品过敏原的检测方法，其设计合理、成本低廉、操作简便且灵敏度高。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于食品过敏原检测的纸基电化学生物传感器的制备方法，包括：

(1)在纸基上建立三电极体系；

(2)用黑磷/多聚赖氨酸复合液修饰三电极体系的工作电极；

(3)在工作电极上固定与食品抗原对应的适配子，制得用于食品过敏原检测的纸基电化学生物传感器。

本发明在纸基上建立三电极体系其制备过程简单，以黑磷/多聚赖氨酸复合液修饰工作电极，一方面通过黑磷提高导电能力从而增强电化学信号，另一方面利用黑磷纳米材料的高比表面积将与食品抗原对应的适配子进行固定，由于黑磷纳米材料比表面积高，其能够明显增加作为探针的适配子的数量，从而提高检测灵敏度。

本发明的食品抗原包括：花生中的过敏原Arah1、牛奶中的过敏原β-乳球蛋白、鸡蛋中的过敏原卵白蛋白、虾中的过敏原虾原肌球蛋白。

在本发明未特别说明的其他实施例中，还可以用二硫化钼纳米材料、石墨烯纳米材料等二维片状纳米材料进行代替。本发明所指的“纳米”是指纳米片的厚度为纳米级。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(1)包括以下具体步骤：

(1.1)在纸张上打印出微流控通道图案并将图案剪裁下来，中间区域为反应检测区，以中间区域向外发散的三条分支为三电极体系；

(1.2)将分支远离检测反应区的尾部分别进行疏水处理后干燥；用碳浆采用丝网印刷方法分别制得工作电极和对电极，用银/氯化银油墨采用丝网印刷方法制得参比电极，然后干燥。