[发明专利]一种具有特异构型的蔗糖生物传感芯片

说明书

本发明提供了一种具有特异构型的蔗糖生物传感芯片，属于蔗糖生物监测技术领域。将合成的铜三聚氰胺络合物纳米浆料与碳浆混合，制备出铜三聚氰胺络合物‑碳混合浆料进行印刷，加快电子传输速率，可调节芯片上负载的酶量来控制检测灵敏度以及检测线性范围。采用丝网印刷技术，制备方法操作简便且可批量生产，成本低廉。所制备出的蔗糖生物传感芯片具有良好的性能，且拥有很好的重现性、适应性以及稳定性，特异性的工作电极区域可将修饰的不同的酶分隔开以避免酶污染，相对于蔗糖传统检测方法的繁琐步骤以及传统检测方法的环境污染的问题，具备高效、安全、简便、经济的优点，对于人类健康、零食制造业、发酵行业以及医药行业具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种具有特异构型的蔗糖生物传感芯片的制备方法，属于蔗糖生物监测技术领域。

背景技术

蔗糖是光合作用的主要产物，广泛分布于植物体内，特别是甜菜、甘蔗和水果中含量极高。蔗糖是植物储藏、积累和运输糖分的主要形式。平时食用的白糖、红糖都是蔗糖。蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖脱水缩合形成，易溶于水较难溶于乙醇，甜味仅次于果糖。人体摄入蔗糖后，经过身体转化成葡萄糖和果糖，一部分葡萄糖随着血液循环运往全身各处，生成产生能量，供给脑组织功能、人体的肌肉活动。但是过量摄入蔗糖会引起身体机能的紊乱，从而导致疾病，因此蔗糖浓度的检测至关重要。

现如今，蔗糖的检测方法只有通过酸解法将蔗糖进行水解成葡萄糖和果糖，再通过滴定法或者色谱法检测葡萄糖的浓度进而反推蔗糖的浓度，传统方法步骤过于繁琐且检测精度不高，色谱法成本高、检测周期长，不利于日常检测。同时，检测过程中需要使用到大量的化学试剂，会造成环境污染。因此，制备一种高效的低成本检测周期短的蔗糖检测元件，对于人类健康、零食制造业、发酵行业以及医药行业具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有特异构型的蔗糖生物传感芯片的制备方法，包括铜三聚氰胺络合物的合成、特异结构的基底电极的印刷以及酶的配制和固定。

本发明的技术方案为：一种具有特异构型的蔗糖生物传感芯片的制备方法，具体步骤如下：

1.制备铜三聚氰胺络合物纳米浆料：配制铜盐和三聚氰胺溶液,将铜盐溶液与三聚氰胺溶液按照摩尔比进行混合，将所得到的混合溶液在离心机中进行离心，清洗，得到铜三聚氰胺络合物纳米浆料；

2.将合成的铜三聚氰胺络合物纳米浆料与碳浆按照一定质量配比混合，制备出铜三聚氰胺络合物-碳混合浆料；

3.通过丝网印刷技术在基板上印刷出基底电极，工作电极区域整体呈V型或U型，中间岔口分隔0.5mm，面积为0.15cm²,末端重合部分区域仅用于两部分信号的结合，不用于修饰任何酶蛋白，印刷使用的浆料为步骤2制备的铜三聚氰胺络合物-碳混合浆料；参比电极区域呈Z云型，面积为0.05cm²,印刷使用的浆料为氯化银浆料；对电极区域呈半包结构，与参比电极全包工作电极区域，面积为0.25cm²,印刷使用的浆料为碳浆；连接线和连接触点印刷使用的浆料为碳浆；工作电极区域和参比电极区域的末端与连接线区域有部分重合；对电极、连接线和连接触点印刷浆料一致，无需分隔开。

4.配制蔗糖水解酶和葡萄糖氧化酶的混合溶液，向混合酶溶液中加入交联剂，混合均匀得到混合酶溶液；配制葡萄糖变旋酶溶液，向变旋酶溶液中加入交联剂，混合均匀得到变旋酶溶液，取一定蔗糖水解酶和葡萄糖氧化酶的混合溶液滴加到步骤3)中制备的基底电极的工作电极的A区域，取一定量葡萄糖变旋酶溶液滴加到步骤3)中制备的基底电极的工作电极的B区域,置于0~15℃干燥环境下静置，待酶溶液完全固化，即可得到简易的蔗糖生物传感芯片。

步骤1中所述CuSO₄、CuCl₂、Cu(NO₃)₂水溶液的浓度范围均为10-100mM，三聚氰胺溶液的浓度范围为5-50mM。