[发明专利]蛋白质固定膜及制作方法、固定蛋白质的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物传感器领域，具体涉及一种用于在磁电阻生物传感器上固定蛋白质的蛋白质固定膜、该蛋白质固定膜的制作方法以及在生物传感器上固定蛋白质的方法。

背景技术

随着科技的不断进步，在医学、环境保护以及军事等领域需要对生物分子进行探测，如，在临床医学上用于疾病的诊断，在农业上用于农产品病源微生物检测，在微生物领域用于生物毒剂的快速检测等等。目前对生物分子的探测常采用酶电极法、酶联免疫吸附法(ELISA)等。

酶电极法是采用氧电极作为换能器，以葡萄糖氧化酶为活性材料，这种检测方法容易受溶解氧含量的变化、高温、电压波动等的影响，因此检测的稳定性不高；而且，所采用的酶电极的尺寸较大，通常在10cm以上，因此，这种检测方法无法向微型化发展。

酶联免疫吸附法是采用酶标板作为固定抗体的材料，以双抗体夹心法抓获抗原物质，并以酶标仪检测吸光度作为检测结果。虽然这种方法所需的抗体数量较少，检测的稳定性以及灵敏度有所提高，但这种方法依赖于庞大、精密的光学系统，因此限制了其应用范围。

为此，研究人员开发了生物传感器来检测生物分子，磁标记磁电阻(MR)生物传感器即是一种较为先进的生物传感器，其具有灵敏度高、特异性好等优点，而且可以向微型化发展，因此磁标记磁电阻生物传感器具有广泛地应用前景。

磁标记磁电阻生物传感器是通过纳米磁球来标记抗原分子，通过磁电阻传感器来探测磁球产生的磁场，从而探测抗原分子的一种新技术。具体地，请参阅图1，磁标记磁电阻生物传感器包括磁电阻阵列1、蛋白质固定膜(生物接口层)2、一抗3、抗原分子4、二抗5以及磁珠6，其中，磁电阻阵列1的表面制作有铬层和金膜(图中未示出)，蛋白质固定膜2固定在磁电阻阵列1的表面，一抗3固定在蛋白质固定膜2上；二抗5和磁珠6结合在一起形成免疫磁珠；抗原分子4位于一抗3和免疫磁珠之间，并连接一抗3和免疫磁珠，一抗3、抗原分子4以及免疫磁珠结合在一起，形成夹心结构；磁珠6产生的磁场可以改变磁电阻阵列的电阻，从而可以探测到抗原分子的存在。

尽管研究人员提出了上述结构的磁标记磁电阻生物传感器，但是，由于此项技术的研究处于起步阶段，因此目前所采用的蛋白质固定膜的活性较低，固定效率低，即每个蛋白质固定膜分子可固定的蛋白质较少，而且保持时间短，一般仅为1～3个月。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种蛋白质固定膜及其制作方法，其活性较高、固定效率高，而且保持时间长。

另外，本发明还提供一种固定蛋白质的方法，该方法可以在非生物材料表面固定更多的蛋白质，而且蛋白质的活性高。

本发明提供的一种蛋白质固定膜，用于非生物材料与蛋白质的连接，包括固定在所述非生物材料表面的金膜，还包括巯基自组装分子膜，所述巯基自组装分子膜固定在所述金膜的表面。

优选地，所述巯基自组装分子膜为碳链长度均为2～20的两种有机分子的混合膜，所述两种有机分子分别为一端含有巯基，另一端含有羧基的官能团，以及一端含有巯基，另一端含有羟基的官能团，所述巯基与所述金膜连接，所述羧基和所述羟基露出。

优选地，所述金膜的厚度为10～80nm。

优选地，在所述金膜与所述非生物材料之间还包括铬层，所述铬层的厚度为5～20nm。

本发明还提供一种蛋白质固定膜的制作方法，包括以下步骤：

提供表面制作有金膜的基底；

清洗所述表面制作有金膜的基底的表面；

将所述表面制作有金膜的基底放入巯基化合物溶液中以使所述巯基化合物固定在所述金膜表面，从而在所述金膜的表面形成巯基自组装分子膜。

优选地，所述巯基化合物溶液为包含两种巯基化合物的酒精溶液，所述两种巯基化合物的碳链长度为2～20，其中，一种所述巯基化合物溶液包含有巯基和羧基；另一种所述巯基化合物溶液包含有巯基和羟基。

优选地，在所述巯基化合物溶液中所述两种巯基化合物的浓度均为0.1～10豪摩尔/升，所述两种巯基化合物的比例为1∶1。

优选地，所述两种巯基化合物为巯基乙酸和巯基乙醇，或巯基11酸和巯基11醇，或巯基16酸和巯基11醇。

优选地，所述巯基化合物溶液的温度为40～100℃，所述表面制作有金膜的基底在所述巯基化合物溶液中放置1～5小时。

优选地，在所述金膜的表面形成巯基自组装分子膜后，还包括清洗所述表面制作有金膜的基底，具体包括以下步骤：

将所述基底放入酒精溶液清洗3～6min；