专利名称：电磁控免疫传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物传感器技术领域，特别涉及一种特别适用于新型的功能化磁性微粒子固定抗体(或抗原)的生物传感器。
背景技术：
循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法，可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。目前，电化学循环伏安法检测所使用的三电极系统中的工作电极基本采用金电极、钼电极、玻碳电极等，其制备工艺复杂，当在这些电极表面修饰磁性材料时，需使用传统的修饰法，其过程复杂且电极的再生性差，检测后需打磨电极表面，并进行烦琐的处理，耗时长，不能满足现代临床快速检测的要求，同时也不能很好的突出磁性材料的优越性。 发明内容有鉴于此，本实用新型的目的是提供了一种电磁控免疫传感器，其工作面采用纯金材料，同时利用分层结构在其内部构建电磁结构，通过将功能化磁粒子吸附在工作电极表面，改变了传统电极复杂的修饰过程，大大缩短检测时间，实现电化学生物检测的试剂化，而且可再生重复使用。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的该电磁控免疫传感器为多层空心管状结构，由内到外分别包括PVDF层I、铜箔层、 绝缘层、PVDF层II及外空腔层，所述外空腔层采用PVDF材料制成；所述电磁控免疫传感器的一端端面作为电极工作面，另一端封闭，所述电极工作面为金片结构，所述电极工作面利用导线引出，与外部电源接线柱相连接。进一步，所述电磁控免疫传感器的壁厚为0.5 2 mm，外径为8 10mm，高度为 80^1IOmm ；进一步，所述金片结构的外径为3 4 mm，厚度为0. 5^0. 6 mm ；进一步，所述电磁控免疫传感器的多层结构的总壁厚小于2. 15 mm ；进一步，PVDF层II优选为PTME材料制成，外空腔层优选为PTFM材料制成。本实用新型的有益效果是本实用新型的电磁控免疫传感器，其工作面采用纯金材料，在电极内部采用分层结构构建电磁装置，将功能化磁粒子通过吸附在工作电极表面，改变了传统电极复杂的修饰过程，大大缩短检测时间，实现电化学生物检测的试剂化，而且可免再生使用。本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
为了使 本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中图1为本实用新型的电磁控免疫传感器的剖面结构示意图；图2为本实用新型的电磁控免疫传感器的外部结构示意图；图3为控电化学免疫传感器检测原理图；(其中I为检测峰电流值)图4为应用于AFP检测线性拟合曲线图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。如图1、2所示，本实用新型的电磁控免疫传感器采用多层空心管状结构，由内到外分别包括PVDF层I 1、铜箔层2、绝缘层3、PVDF层II 4及外空腔层5 ；本实施例中，PVDF 层II优选为PTME材料制成，外空腔层优选为PTFM材料制成。PVDF树脂主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、 耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域，由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，得到了广泛的应用。PTFM和PTME材料均是属于PVDF树脂的一种， 是国外研制出的具有优异物理和化学性能的新型材料。所述电磁控免疫传感器的一端端面作为电极工作面6，另一端封闭，所述电极工作面6为金片结构，所述电极工作面6利用导线引出，与外部电源接线柱相连接。本实施例中，所述电磁控免疫传感器的外空腔层的壁厚为1 mm，外径为10mm，高度为80 mm ；所述金片结构的外径为4mm，厚度为2 mm。该电磁控免疫传感器的修饰是将电磁控免疫传感器通电，在外加磁场的吸引下， 使结合的纳米复合磁珠被吸附固定在磁控电极表面；纳米复合磁珠的制作是将普鲁士蓝、 纳米金依次修饰于磁性微粒子表面，然后固定甲胎蛋白特异性抗体，从而形成纳米复合磁珠。该电磁控免疫传感器的制备方法，主要包括以下步骤( 1)采用PTFM材料制备电极的外空腔层；(2)外空腔层的一端端面采用金质材料制备有电极工作面，采用导线引出，使其与外部电源接线柱相连接；(3)在外空腔层的内部分层组装各层状结构，由内向外依次为PVDF层、铜箔层、绝缘层及PTME层，总厚度小于2. 15 mm。如图3所示，利用该电磁控免疫传感器进行生物样品检测的方法，主要包括以下步骤(1)纳米复合磁珠制备将普鲁士蓝、纳米金依次修饰于磁性微粒子表面，然后固定甲胎蛋白特异性抗体，形成纳米复合磁珠；[0031](2)循环伏安检测将本实用新型的电磁控免疫传感器通电，在外加磁场的吸引下，结合的纳米复合磁珠被吸附固定在磁控电极表面，将电极置于PH 6.5 PBS溶液中进行循环伏安检测，得到电流I1;(3)孵育 将 AFP 标准品分别稀释至 0. 5 ng/mL，1. 0 ng/mL, 2. 0 ng/mL, 5. 0 ng/ mL,10 ng/mL,25 ng/mL, 50 ng/mL, 75 ng/mL, 100 ng/mL, 150 ng/mL, 200 ng/mL, 250 ng/mL和300ng/mL，将纳米复合磁珠依次置于上述不同浓度的AFP标准品中孵育，孵育时间为 20 min ；(4)检测将电磁控免疫传感器通电，并将电极前端置于孵育溶液中，吸附完毕后， 将电磁控免疫传感器移至检测溶液中，即PH 6. 5 PBS的溶液，采用MEC-12B多功能微机电化学分析仪进行循环伏安法检测，其峰电流与吸附抗原的量成反比，其中，峰电流值记为 12，以免疫反应前后氧化峰电流下降的电流值ΔΙ = I2 - I1作为定量依据，对每一浓度标准抗原重复检测三次，以其平均值作为该抗原浓度对应的电流值，并对抗原浓度与其对应的电流值进行线性回归分析。(5)冲洗即在检测完毕后，断电使电磁控免疫传感器的磁性消失，对电磁控免疫传感器的表面进行PBS冲洗，纳米复合磁珠即可在PBS冲洗作用下从电磁控免疫传感器表面脱离。之后，即可继续进行下一次样品的检测。其检测结果见图4，结果表明，AFP标准品浓度在1.0 ng/mL 300 ng/mL范围内， 磁控电化学免疫传感器氧化峰电流下降电流值与抗原浓度呈良好的线性关系。目前，经试验表明，该技术能够有效地应用于目标分子的检测，本实用新型的关键技术问题在于通过磁粒子功能化修饰及磁控电极实现了电化学免疫传感器的便捷、有效的制备及再生，实现了电化学免疫传感器的重复使用。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.电磁控免疫传感器，其特征在于所述电磁控免疫传感器为多层空心管状结构，由内到外分别包括PVDF层I、铜箔层、绝缘层、PVDF层II及外空腔层，所述外空腔层采用PVDF 材料制成；所述电磁控免疫传感器的一端端面作为电极工作面，另一端封闭，所述电极工作面为金片结构，所述电极工作面利用导线引出，与外部电源接线柱相连接。
2.根据权利要求1所述的电磁控免疫传感器，其特征在于所述电磁控免疫传感器的外空腔层的壁厚为广2 mm，外径为8 10 mm，高度为8(Tll0mm。
3.根据权利要求1所述的电磁控免疫传感器，其特征在于所述金片结构的外径为;Γ4 mm,厚度为0. 5 2mm。
4.根据权利要求1所述的电磁控免疫传感器，其特征在于所述电磁控免疫传感器的多层结构的总壁厚小于2. 15 mm。
5.根据权利要求1所述的电磁控免疫传感器，其特征在于PVDF层II为PTME材料制成，外空腔层为PTFM材料制成。
专利摘要本实用新型公开了一种电磁控免疫传感器,为多层空心管状结构，由内到外分别包括PVDF层I、铜箔层、绝缘层、PVDF层II及外空腔层，所述外空腔层采用PVDF制成；所述电磁控免疫传感器的一端端面作为电极工作面，另一端封闭，所述电极工作面为金片结构，所述电极工作面利用导线引出，与外部电源接线柱相连接，该电磁控免疫传感器同时利用分层结构在其内部构建电磁结构，通过将功能化磁粒子吸附在工作电极表面，改变了传统电极复杂的修饰过程，大大缩短检测时间，实现电化学生物检测的试剂化，而且可再生重复使用。
文档编号G01N33/561GK202166651SQ20112014191
公开日2012年3月14日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者方立超, 李艳, 蒋丽莉, 贺娟, 邓均, 郑俊松, 黄辉 申请人:中国人民解放军第三军医大学