[发明专利]用于检测食品添加剂谷氨酸一钠的具有纳米线的生物传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测谷氨酸盐的使用纳米线的生物传感器及其制造方 法；更具体地，涉及通过使用具有极好电特性的纳米线和通过在置于纳米 线与其它纳米线之间的基底上固定待检测的谷氨酸盐的受体而能够增加 目标物质谷氨酸盐的检测灵敏度的生物传感器及其制造方法。

背景技术

由于纳米尺寸材料极好的电学、光学和机械性能，所以它们近来成为 关注的焦点。迄今为止关于纳米结构进行的研究显示纳米结构能够作为用 于基于新现象如量子尺寸效应的光学器件的先进材料。特别地，在纳米线 的情况下，其尤其是作为新型光学器件材料以及单电子隧道器件受到关 注。

作为纳米线典型实例的碳纳米管处于管状形式并且具有一个碳原子共 价键结合于六方形蜂巢状结构中的其它碳原子的结构。碳纳米管的直径非 常小直至纳米尺度。尤其是，碳纳米管被称为是在现有材料中几乎没有任 何缺陷的并且在机械性能、电学选择性、场发射或高效储氢方面具有优异 的性能的完美材料。

近来，已经通过使用纳米线诸如碳纳米管开发高效生物分子传感器。 纳米线如碳纳米管用于生物传感器的原因是：不需要用于光学测量的标 记，和可以在水相中产生反应而没有蛋白质的变形。即，在常规的生物分 子检测方法中已经使用荧光材料、同位素等检测反应结果；然而，诸如荧 光物质或同位素等的材料对人体非常有害，并且检测过程也是复杂的。如 果在检测时使用纳米线的电特性，那么其具有对健康无害并且可以精确检 测反应结果的优势。

然而，在使用现有纳米线或碳纳米管的常规生物传感器中，存在电阻 增加、电特性降低和检测灵敏度也因此降低的问题，特别是在将可以直接 在纳米线或碳纳米管上反应的物质结合到生物材料方面存在问题。此外， 存在以下问题：在纳米线的表面上镀敷聚合物层或通过连接分子在纳米线 的表面上直接固定生物材料时，每种纳米线的电特性都发生变化。

因此，增加了对于电特性不降低的具有纳米线的极好并方便的电特性 的高灵敏度生物传感器的需要。

同时，随着食品工业的发展，近来出现许多种加工食品。因此，用于 食品的添加剂的种类和消耗量也日益增多。食品添加剂不可避免地用于加 工和保存食品；然而，应该以高度的信誉严格确保安全，这是由于严格来 说食品添加剂本身不是食品成分，而且人们一生都会通过食品连续地摄入 少量的食品添加剂。即使一般消费者对于食品添加剂具有疑问或忧虑，他 们中的多数人并不知道何种食品具有食品添加剂，和多少添加剂对于健康 是安全的。因此，逐渐需要用于容易地证实食品中是否存在食品添加剂的 方法。

发明内容

技术问题

本发明的一个实施方案涉及提供具有极好电特性和在检测谷氨酸盐尤 其是L-谷氨酸一钠的食品添加剂中具有高的检测灵敏度的生物传感器。

本发明的其它目的和优点可以通过以下描述来理解，并且参考本发明 的实施方案变得明显。而且，对于本领域技术人员而言，很明显本发明的 目的和优点可以通过要求保护的装置/方法及其组合来实现。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供用于检测谷氨酸盐的生物传感器，包括： 固体基底；布置在基质中的并且具有两端附着有电极的纳米线的至少一个 信号转换器；和设置在固体基底表面上纳米线附近、并且连接有催化谷氨 酸盐的氧化反应的谷氨酸氧化酶的至少一个信号感测部。

根据本发明的另一个方面，提供制造用于检测谷氨酸盐的生物传感器 的方法，包括以下步骤：在固体基底的表面上结合纳米线；在每个纳米线 的两端形成电极之后，用聚合物涂敷电极；在固体基底表面上的纳米线之 间连接官能团；将戊二醛连接至固体基底表面上的官能团；和将能够催化 谷氨酸一钠的氧化反应的谷氨酸氧化酶固定至戊二醛。

此外，根据本发明的其它实施方案，提供基于生物传感器检测谷氨酸 盐的方法。

在本发明中，“纳米线”包括中空型纳米管、内部填充的纳米线与纳米 棒。

有益效果