[发明专利]一种基于微间隙阵列电极的酶催化电导免疫传感器及其检测传染性病毒的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物分析领域，具体涉及一种基于微间隙阵列电极的免疫传感器，以及利用该免疫传感器检测传染性病毒的方法。

背景技术

传染病是由病原微生物和寄生物感染人体后产生的有传染性的疾病。它可在人群中快速传播并造成流行，对人类的生命和健康造成极大危害。如何有效应对各种急慢性传染病的暴发、流行和传播，已成为当今世界各国政府所关注的重大问题之一。目前对传染性病毒的免疫检测方法主要有酶联免疫吸附分析(ELISA)及胶体金免疫层析技术。这些方法虽然比较快速、简便，但是只能实现定性或半定量的检测，无法准确测定浓度，更重要的是这些方法不够灵敏，不能对传染性疾病进行最早期的诊断，以便采取更及时的措施防止传染病的扩散。因此，很有必要开发一种更快速、更灵敏的传染病免疫诊断技术。

发明内容

本发明的目的在于，为克服传统传染性疾病免疫检测方法灵敏度低、不能准确定量的不足，提出一种基于微间隙阵列电极的酶催化电导免疫传感器及其用于检测传染性疾病的方法，用于检测传染性疾病具有高灵敏、快速、低成本的特点。

本发明的技术方案之一是，所述基于微间隙阵列电极的酶催化电导免疫传感器采用微间隙阵列金电极做基片，并采用以下步骤制得：

(1)取常规光刻印刷法制作的微间隙阵列金电极做基片，它为叉指式双电极，正负电极均为两个梳形金电极，彼此交叉组成微间隙阵列金电极；梳形齿D₁宽为1μm-100μm，间隙D₂为1μm-100μm(参见图1)；

(2)微间隙阵列金电极的硅烷化处理，过程是：

a.将微间隙阵列金电极用无水乙醇清洗三次，每次1min；

b.将所述电极浸入1M的NaOH溶液中28min-32min，再用超纯水清洗该电极三次，每次1min；吹干；

c.将所述电极浸入含氨丙基三甲氧基硅烷5％(体积百分数)的乙醇溶液中，室温下静置23小时-25小时；这样可在微间隙阵列金电极间的基片上形成一氨基硅烷自组装单层；

d.用超纯水清洗所述电极三次，吹干，即获得硅烷化的微间隙阵列金电极；

(3)免疫传感器的制备，步骤是：

a.将所述硅烷化的微间隙阵列金电极浸入质量分数为5％的戊二醛水溶液，室温下静置0.8小时-1.2小时；

b.用超纯水清洗所述电极三次后，在该电极上滴加30μL传染性病毒的重组抗原溶液(双抗原夹心法)或传染性病毒的特异抗体溶液(双抗体夹心法)，所述溶液中的重组抗原或特异抗体浓度为100μg/mL，所述溶液系将所述重组抗原或特异抗体溶于0.01M、pH7.4磷酸缓冲溶液中，室温下静置反应1小时而得；这样使得重组抗原或特异抗体通过戊二醛交联剂固定在微间隙阵列金电极的基片上；

c.用超纯水清洗所述电极三次，吹干，即得免疫传感器，保存于4℃备用。

本发明的技术方案之二是，采用所述基于微间隙阵列电极的酶催化电导免疫传感器检测传染性病毒的方法，其步骤是：

(1)将20μL感染传染性病毒的血清或正常血清样品溶液与20μL碱性磷酸酶标记的重组抗原(双抗原夹心法)或碱性磷酸酶标记的特异抗体(双抗体夹心法)溶液混合，滴加在电极上，于室温下静置反应0.5小时；重组抗原或特异抗体浓度为10μg/mL，它是将所述重组抗原或特异抗体溶于0.01M、pH7.4磷酸缓冲溶液而得；碱性磷酸酶标记的重组抗原或特异抗体通过感染血清中的抗体或病毒产生的抗原与固定化的重组抗原或特异抗体发生夹心反应而被捕获到传感器表面上；

(2)将所述传感器置于银沉积溶液中，该银沉积溶液系将1mM抗坏血酸磷酸酯、2mM AgNO₃溶于0.1M甘氨酸-NaOH缓冲溶液而得，溶液pH9.0；室温下静置反应8min-12min；再从该电极获取与传染性病毒抗原或抗体浓度相关的电导或电阻信号。

该步骤(2)中，传感器表面上碱性磷酸酶催化其底物抗坏血酸磷酸酯水解产生还原剂抗坏血酸，后者将溶液中银离子还原成银金属并沉积在微间隙阵列金电极上，使微间隙阵列金电极正负电极部分导通，从而增大微间隙阵列金电极的电导(或降低电阻)，获得与血吸虫抗体浓度相关的电导(或电阻)信号。

本发明为一种基于微间隙阵列电极的酶催化电导免疫传感器及其用于检测传染性病毒的方法，它的优点有：

1.微间隙阵列电极制备简单，可大批量、低成本生产；

2.检测步骤简单，检测时间在1h内，检测所需的仪器可用万用电表或自行研制的电阻量测装置，便携且价格低廉；