[发明专利]手性识别L-色氨酸的SPR传感器芯片、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种手性识别L‑色氨酸的SPR传感器芯片、制备方法及应用，具体涉及SPR传感器芯片领域。所述分子印迹SPR传感器芯片以L‑色氨酸为模板分子，多巴胺作为功能单体和交联剂，在SPR芯片表面原位热聚合合成分子印迹膜，并以此作为识别元件，同时，通过聚多巴胺功能化的石墨烯纳米材料增敏。本发明分子印迹SPR芯片对L‑色氨酸有高特异性吸附能力，对L‑色氨酸和D‑色氨酸的结合亲和力有着明显的差异。采用本发明制备的分子印迹SPR芯片手性识别小分子L‑色氨酸，无需标记、灵敏快捷、能实现实时动态监测，且芯片制备过程绿色环保。

技术领域

本发明涉及SPR传感器芯片领域，具体而言，涉及能手性识别L-色氨酸的分子印迹SPR传感器芯片、制备方法及应用。

背景技术

手性物质由于对称性和光学活性的不同，其不同对映体在生命体内表现出不同的生理活性。氨基酸由于其构型的不同使其在生命体内进行信号转导、调节代谢通路及蛋白质合成等许多生理过程中的作用具有很大差异。氨基酸的手性识别和分离具有十分重要的意义。

目前，用于氨基酸手性识别研究的常用方法主要包括色谱法和光谱法，但需要对样品进行繁琐的前处理，难以避免衍生试剂对手性识别所带来的影响。另外，色谱和光谱法难以实现原位和在线检测，无法直观监测手性识别的动态过程。发展快捷、灵敏、实时和在线的手性传感器正成为识别手性分子对映体研究的热点。表面等离子共振(Surfaceplasmon resonance，SPR)技术是基于传感芯片表面金属膜上配体与受体相互作用引起折射率变化，继而带来SPR光学信号改变的一种物理光学分析技术。通过监测SPR信号变化可实时动态监测分子间相互作用，且具有无需标记、前处理简单、样品用量少、分析快捷、灵敏度高等优点，为研究手性识别和分离带来新的契机。SPR传感器的核心部件为传感芯片，芯片不仅是产生SPR信号的必需物理条件，也是分子相互作用的反应平台。因而传感芯片的构筑直接影响其识别性能和传感界面的电子传导能力。

分子印迹聚合物(MIPs)作为一种可以根据目标物分子定制的聚合物材料，可对目标物特异性吸附和分离，被称为“人工抗体”，并且易于制备、成本低、环境耐受性好。分子印迹SPR传感器在手性识别分离方面展示了广阔的应用前景。然而对于小分子物质，因其在金膜上介电常数的变化不敏感，致使SPR传感器对许多小分子物质的识别分离仍是一大难题。

中国专利201210067372.7公开了一种基于石墨烯薄膜增敏的D型光纤SPR传感器，包括D型光纤，在D型光纤的抛光面具有银膜层，在银膜层表面具有石墨烯薄膜层。其制备方法为：(1)制备D型光纤；并在D型光纤的抛光面制备银膜层；(2)在银膜表面制备石墨烯薄膜层。该发明采用D型光纤作为光的传输媒质，D型光纤表面镀银膜形成SPR结构，利用银膜表面沉积或生长石墨烯薄膜材料来增加该SPR传感结构的灵敏度，这种传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、响应快等突出优点，在生物、化学、医学等领域中的微量气体、液体、化学元素、DNA等检测方面有着广泛的应用前景。

中国专利201310335492.5公开了一种基于氧化石墨烯的表面等离激元共振(SPR)DNA传感器的制备方法。属于纳米材料生物技术领域。主要解决的技术问题是，利用氧化石墨烯-DNA的特异作用，应用表面等离激元共振技术和金纳米粒子的信号放大机理，基于竞争抑制法，检测不同浓度单链DNA吸附在传感芯片表面引起SPR光谱变化，通过共振角度的线性变化实现对单链DNA的检测。该发明利用SPR技术，利用GO组装芯片表面，采用竞争抑制法和AuNPs信号放大作用能够灵敏地检测单链DNA，通过分析SPR共振峰的变化，定量检测单链DNA的浓度，具有超低的检测极限。本发明的优点：仪器设备廉价，成本低，操作简单，效率高，精确度高，检测极限低。

以上现有技术存在以下缺点：(1)石墨烯容易发生严重的聚集或堆积作用，影响分离检测效果；(2)检测过程容易受环境中其他杂质的干扰，特异性不强；(3)SPR芯片制备过程相对复杂，使用多种化学试剂，易对环境产生不利影响。

发明内容