[发明专利]一种基于SPR的多种毒品检测芯片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及毒品检测技术领域,更具体的说是涉及一种基于SPR的多种毒品检测芯片的制备方法。

背景技术

表面等离子共振(SPR)是一种物理光学现象，在两种不同折射率的透明介质交界面上(如玻璃和水)，当一束光线从高折射率入射到低折射率介质，光纤将发生折射和反射。当入射角增大到某一特定值时，折射角等于90度，光沿着与界面相切的方向射出，此时的入射角称为临界角。如果入射角超过临界值，则入射光线将不会进入另一界面，而是全部被反射回入射介质中，发生全内反射。

实际上，尽管全部入射光被反射，一种叫渐逝波的电磁场会穿过界面渗透到低折射率介质中，能量呈指数衰减。若在界面处镀上一层金属薄膜，一般镀金膜或银膜，则金属薄膜表面的自由电子受入射光激发而产生电荷振荡，进而形成表面等离子体。调整光的入射角或波长到某一适当值时，表面等离子体与渐逝波的频率和波数相等，二者便发生能量耦合，形成表面等离子共振。共振时界面处的全反射条件将被破坏，入射光能量被转移到表面等离子体波中，从而导致反射光强度在传播中急剧下降，呈现衰减全反射现象。其中使反射光完全消失的入射光角度称为共振角(SPR angle)。共振角会随着金属薄膜表面的介质折射率的改变而改变，而折射率的变化与结合在金属表面的分子的质量成正比。因此通过分析共振角，就可以得到分子间相互作用的信息。

SPR技术具有无需标记、对表面特性和物质变化敏感，实时、快速和易于实现自动化等特点，已被广泛应用于生命科学、临床诊断、药物筛选、食品安全、环境监测等领域，检测对象包括蛋白、核酸、激素、毒素、农药、细胞、微生物等。

现有的商品化SPR生物传感系统均属于实验室大型仪器，体积庞大、结构复杂，周边环境要求严格，且价格昂贵，严重制约了SPR传感系统的广泛应用。目前国内实验室常用的SPR毒品检测芯片一种是以玻璃等作为载体材料，制作成棱镜或者半圆柱结构，并在上述结构上滴加匹配液，最后在滴加了匹配液的棱镜或者半圆柱结构上盖上镀金的玻片，玻片上集成响应的检测的反应物；其中玻璃、玻片均需要精密加工，成本高、耗材多、不能用于一次性耗材。还有一种是在棱镜或者半圆柱结构的上表面加一层折射率相近的具有一定弹性和粘性的薄层，使用时将镀金的玻片压上。上述采用匹配液或薄层的作用，都是为了防止在镀金玻片和棱镜或半圆柱之间受空气的影响。

现有SPR毒品检测芯片存在如下缺点：更换镀金玻片非常麻烦，需要用酒精擦掉匹配液，再加上新的匹配液；采用薄层具有使用次数的有限性限制、易损坏性、以及容易受到外界灰尘的影响；棱镜或者半圆柱结构和镀金的玻片采用的都是以玻璃进行精加工的方式获得，成本高。由于上述几大弊端，导致基于SPR毒品检测芯片技术的仪器并不能做成便携式的，镀金芯片即检测芯片也就不能作为一次性耗材。

因此，如何提供一种结构精简、适用于一次性耗材的基于SPR的多种毒品检测芯片的制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于SPR的多种毒品检测检测芯片的制备方法，不仅成本低、耗材少，而且制备的检测芯片结构简单，适用于一次性耗材，最终使应用该检测芯片的检测仪具有更加便携、普及性更广等优点，能够实现即时现场检测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于SPR的多种毒品检测芯片的制备方法，包括如下步骤：

1)准备载体材料；

2)在载体材料上镀一层金膜，金膜厚度范围在40～45nm，并将镀有金膜的载体材料浸泡在巯基烷酸中制得羧基芯片；

3)将羧基芯片的表面与EDC/NHS混合液充分接触，活化羧基芯片表面的羧基基团制得活化羧基芯片；

4)将活化羧基芯片与多种毒品合成抗原溶液充分接触，使多种毒品合成抗原偶联到羧基芯片上；

5)将乙醇胺溶液与完成多种毒品合成抗原偶联的羧基芯片充分反应，封闭未反应的羧基位点，制得多种毒品检测芯片。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种低成本的基于SPR的多种毒品检测芯片的制备方法，省去了常规的匹配液或薄层结构，克服了技术偏见，仅在载体材料上镀一层金膜即可实现对多种毒品的精确、高效检测，兼具耗材少、结构简单、适于一次耗材使用、以及使得检测仪更加便携、更利于普及等优点。