[发明专利]生物流体分子相互作用分析用胶体晶传感器及其制备与使用方法

说明书

本发明公开了一种生物流体分子相互作用分析用胶体晶传感器及其制备与使用方法，该传感器包括透明基底和附着在透明基底上的胶体晶薄膜，胶体晶薄膜结构为干涉层，胶体晶薄膜表面修饰有配体分子，胶体晶薄膜胶体颗粒间隙贯通，胶体晶薄膜表面修饰配体分子后再进行非特异性结合位点的封闭；该传感器的使用方法包括定性测量方法和定量测量方法。本发明能够应用于复杂基质的生物流体中的靶标分子的检测，检测精度高，效率高，制备方法简单，能够批量进行生产。

技术领域

本发明涉及胶体晶传感器及其制备与使用方法，更具体地，涉及生物流体分子相互作用分析用胶体晶传感器及其制备与使用方法。

背景技术

生物传感器是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为其他信号进行检测的仪器，信号一般有光学、压电、电化学、温度和电磁等信号，其中，反射干涉光谱测量技术以其低成本和较高通量的特点引起了广泛的关注，利用反射干涉光谱测量技术的生物传感片都基于二维平面基底，是通过在固体表面固定抗体或配体等检测固-液界面上的亲和反应过程中的折射率变化，这种变化和传感器表面所结合生物分子的质量成正比，因此可在非标记的情况下监测生物分子间相互作用。现有的生物传感片基材多为多孔硅干涉层或纳米多孔阳极氧化铝，然而，现有的目前的多孔干涉层都是利用硅或铝片通过刻蚀的方法制备，一次只能制备一片薄膜，很难重复和规模化，干涉层不均匀，孔隙率很难控制，稳定性也差，同时其孔洞是盲孔，互相不贯通，不利于流体样品中靶标分子的渗透、扩散，导致检测精度低，并且刻蚀法制备的多孔干涉层都位于不透明的硅或铝片基底表面，白光只能从干涉层的顶端入射，信号也只能从测试样品顶部采集，面对复杂生物流体样品，干涉光谱会受到干扰，不利于实时、动态分析，生物传感单元是生物分子相互作用信息采集的主要手段，随着技术的发展，传感器件在生物流体原位、实时等动态检测方面接受的挑战越来越大，基于二维基底的传感器件正逐渐接近其检测信息的极限，面对复杂成分的生物流体，例如血液、牛奶以及微生物发酵液等，难以进行有效的测量分析。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种加工方便、抗干扰性强、检测精度高的适于定量或定性检测复杂成分生物流体中特定成分的生物流体分子相互作用分析用胶体晶传感器，本发明的另一目的是提供该传感器的制备方法，本发明的另一目的是提供该传感器的制备方法使用方法。

技术方案：本发明所述的生物流体分子相互作用分析用胶体晶传感器，包括透明基底和附着在透明基底上的胶体晶薄膜，胶体晶薄膜结构为干涉层，胶体晶薄膜表面修饰有配体分子，胶体晶薄膜胶体颗粒间隙贯通，胶体晶薄膜表面修饰配体分子后再进行非特异性结合位点的封闭。

其中，胶体晶薄膜厚度为0.5-15μm，胶体晶薄膜内胶体颗粒为50～450nm，胶体颗粒尺寸相差不超过5％，均匀的颗粒尺寸能够保证颗粒形成规则的紧密堆积结构，并产生贯通的间隙，便于靶标分子的分离、渗透、扩散及特异性结合，胶体晶薄膜为SiO₂胶体晶薄膜，配体分子为葡萄球菌蛋白A或能够与待测物质特异结合的抗体，非特异性结合位点的封闭通过牛血清白蛋白、酪蛋白或吐温实现。

本发明所述的生物流体分子相互作用分析用胶体晶传感器的制备方法包括以下步骤：

(1)对基底进行亲水处理并清洗干净，获得洁净的亲水基底；

(2)制备浓度为1～30g/L的胶体乙醇分散液，其中胶体颗粒为50～450nm，胶体颗粒尺寸相差小于5％；

(3)将亲水基底浸泡在胶体乙醇分散液中，直至乙醇完全蒸发获得沉积在基底上的胶体晶薄膜，

(4)在胶体晶薄膜上修饰配体分子，并利用牛血清白蛋白、酪蛋白或吐温进行非特异性结合位点的封闭，最终得到胶体晶传感器。