[发明专利]电磁控电极及其制备方法及生物样品检测方法

说明书

技术领域

本发明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，还涉及该电磁控电极的制备方法，以及利用电磁控电极进行生物样品检测的方法。

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、铂电极、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，本发明的目的之一是提供了一种电磁控电极，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；本发明的目的之二是提供了该电磁控电极的制备方法；本发明的目的之三是提供了一种利用电磁控电极进行生物样品检测的方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：

该电磁控电极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；

所述电磁控电极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，所述电磁控电极的壁厚为0.5~2 mm，外径为8~10mm，高度为80~110mm；

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，所述电磁控电极的多层结构的总壁厚小于2.15 mm。

本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的：

该电磁控电极的制备方法，包括以下步骤：

（1）采用PVDF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I、铜箔层、绝缘层及PVDF层II，总厚度小于2.15 mm；

进一步，所述电磁控电极的壁厚为1.5~2 mm，外径为8~10mm，高度为80~110mm；

进一步，所述电极工作面的外径为3~4 mm，厚度为0.5~0.6mm。

本发明的目的之三是通过以下技术方案实现的：

利用如前所述的电磁控电极进行生物样品检测的方法，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；

（2）循环伏安检测：将电磁控电极通电，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15~30min；

（4）检测：将电磁控电极通电，并将电极前端置于孵育溶液中，吸附完毕后，将电磁控电极移至检测溶液中，即pH 6.5 PBS的溶液，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I₂，以免疫反应前后氧化峰电流下降的电流值?I = 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；

进一步，还包括步骤（5），即在检测完毕后，断电使电磁控电极的磁性消失，对电磁控电极的表面进行PBS冲洗，纳米复合磁珠即可在PBS冲洗作用下从电磁控电极表面脱离；

进一步，所述步骤（3）中的孵育时间为20 min。

本发明的有益效果是：