[发明专利]一种金属有机框架材料信号放大电化学分析纸芯片传感器

权利要求书

1.一种金属有机框架材料信号放大电化学分析纸芯片传感器，其特征是，所述纸芯片传感器用于microRNA的检测，其制备方法包括以下步骤：

（1）制备检测区域纸纤维表面修饰金纳米颗粒的纸芯片三电极体系；

（2）将预设计的发夹结构DNA 1链通过化学键作用力固定在检测区域的金纳米层，用封闭剂封闭电极表面的活性位点；

（3）滴加一定浓度microRNA或含有microRNA的血清试样在检测区域孵育，将预设计的发夹DNA 2链加入，DNA 2链与DNA 1链通过链杂交反应形成DNA 1-DNA 2不完全双链结构，microRNA可参与形成多个DNA链杂化结构的循环；

（4）制备DNA 3链、金纳米粒子、铜金属有机框架材料三者的复合材料DNA 3-AuNPs@Cu-MOFs；

（5）步骤（4）所得的复合材料通过DNA 3链和DNA 2链末端的链杂交反应修饰在电极上；

（6）经步骤（5）处理后的纸芯片折叠，将5.0 mmol·L^-1葡萄糖、0.1 mol·L^-1磷酸缓冲液滴加到检测区域，连接电化学设备，利用差分脉冲伏安法进行电化学测试，实现对microRNA的定量检测；

所示DNA 1链的核苷酸序列为：taatcgtgat aggggtatgg acatggaacc cctatcacgattagcattaa aga；DNA2链的核苷酸序列为：atggacatgg ataatcgtga taggggttccatgtccatac ccctatgaag gagcgact；DNA 3链的核苷酸序列为ttagtcgctc ct；

铜金属有机框架材料的制备方法：称取0.20 g聚乙烯吡咯烷酮加入到含有4.0 mL乙醇和4.0 mL二甲基甲酰胺的混合溶液中；称取18.1 mg Cu(NO₃)₂和5.4 mg 2-氨基对苯二甲酸加入到4.0 mL二甲基甲酰胺溶液中，将两溶液混合并超声处理30分钟；而后将该溶液放入聚四氟乙烯内胆的高压釜中，在100 ℃下反应5小时，所得沉淀溶于20.0 mL二甲基甲酰胺中，继续在100 ℃下加热8小时除去未反应的试剂；通过离心分离收集所得到的Cu-MOFs；

DNA 3-AuNPs@Cu-MOFs复合材料的制备方法：将20 μL 1% HAuCl₄和2.0 mL 2 mmol·L^-1 NaBH₄加入Cu-MOFs溶液中搅拌1小时；离心并洗涤，获得AuNPs@Cu-MOFs；加入200 μL 2 μmol·L^-1 DNA 3链至AuNPs@Cu-MOFs溶液中，在4 ℃下混合12小时；通过金纳米粒子与DNA 3链一端的氨基之间强相互作用获得DNA 3-AuNPs@Cu-MOFs，分散在2.0 mL去离子水中并在4℃保存。

2.根据权利要求1所述的金属有机框架材料信号放大电化学分析纸芯片传感器，其特征是，纸的亲水区域包括检测区域和辅助区域， 所述检测区域的直径为6mm，所述辅助区域的直径为8mm；纸器件具体制作步骤为：在计算机上利用Adobe illustrator CS6设计纸芯片疏水区域图案；利用蜡打印技术在纸上打印蜡疏水图案，将打印蜡的图案在恒温150 ℃下2 min，使蜡融化并渗透整个纸的厚度，形成疏水墙，没有打印蜡的部分为亲水区域即为检测区域和辅助区域；采用丝网印刷技术进行电极印刷，以碳浆为原料在纸上印制工作电极和对电极，用Ag/AgCl印刷参比电极。

3.根据权利要求1所述的金属有机框架材料信号放大电化学分析纸芯片传感器，其特征是，电极表面活性位点的封闭剂为6-巯基-1-己醇、己硫醇或牛血清白蛋白。

4.根据权利要求1所述的金属有机框架材料信号放大电化学分析纸芯片传感器，其特征是，所述差分脉冲伏安法的扫描电位范围为-0.3 V至0.4 V，脉冲宽度为50 ms，扫描速率为50 mV s^-1，脉冲周期为0.2 s。

5.根据权利要求1所述的金属有机框架材料信号放大电化学分析纸芯片传感器，其特征是，所述磷酸缓冲液为0.1 mol·L^-1 pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液，由2.0 mmol·L^-1 MgCl₂，10 mmol·L^-1 NaH₂PO₄和10 mmol·L^-1 Na₂HPO₄组成。