[发明专利]基于磁感应蛋白探测磁场的传感器

摘要

本发明提供了一种基于磁感应蛋白检测磁场的传感器的制备及应用方法，制备一个三电极体系的微流控芯片，将磁感应蛋白通过共价自组装的方式修饰在石墨烯工作电极上。当外加磁场时，磁感应蛋白产生响应，蛋白构象和介电性质发生变化，阻抗发生变化，将磁信号转化为电信号，通过电化学检测阻抗谱，实现对磁场的检测。本发明设计了新的磁场检测装置，通过仿生实现了对磁场的全新检测手段。

主权项

1.一种基于磁感应蛋白检测磁场的传感器的制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤：步骤1，加工微流控芯片阻抗传感器：1‑1.以ITO玻璃为基底，利用激光刻蚀将ITO薄膜加工成对称的双L形图形，之后在丙酮、乙醇、纯水中超声清洗10‑15min，氮气吹干，烘箱50℃干燥；1‑2.将50‑100μm厚度的PI膜用双面胶平贴在圆玻璃表面上固定，在中心滴加PDMS预聚体混合液，使用旋涂机进行旋涂，形成厚度70‑80μm的PDMS薄膜，随后放入烘箱70‑80℃固化；1‑3.流道层为0.8‑1mm宽，25‑30mm长通道，一端拓宽为2‑3mm圆形，另一侧流道宽度拓宽至1.5‑2mm，拓宽范围1‑1.2mm；按照下层PDMS流道设计制备刀模，对PDMS/PI膜进行切割加工；加工完成后乙醇超声清洗，并用纯水漂洗，放入烘箱干燥，保存在阴凉干燥处；1‑4.流道上层PDMS长度33‑35mm，宽度0.8‑1mm，厚度4‑5mm，两端分别打有0.4‑0.5mm和2‑3mm圆形孔；将下层PDMS流道与ITO玻璃键合后，在流道内进行石墨烯修饰及蛋白组装后，将上层PDMS氧等离子体处理并与下层PDMS流道贴合，完成流道的封闭；步骤2，磁感应蛋白的固定：2‑1.磁感应蛋白分子使用原核表达的方式在大肠杆菌中表达，并通过亲和层析纯化得到，基因序列来自鸽子；2‑2.在5‑10mg/mL氧化石墨烯水溶液中加入终浓度10‑25mg/mL的抗坏血酸，超声10‑15min混合；加入芘甲酸(PCA)的甲醇溶液混合，超声15‑20min混合完全；2‑3.然后在流道中工作电极区域涂上一层5‑10μm的导电银浆，50‑60℃下烘干10‑15min使其半干；然后将上述混合溶液均匀滴涂在银浆层上，40‑45℃水浴保温15‑16h；随后用纯水浸洗1‑2h除去杂质，然后在冻干处理得到制备好的工作电极，冻干后的芯片在干燥处保存；2‑4.之后，配制60‑80mM EDC(1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐)和40‑60mMSulfo‑NHS(N‑羟基硫代琥珀酰亚胺)的溶液，溶剂为0.05‑0.1MMES(2‑(N‑吗啉)乙磺酸一水合物)溶液，滴加到电极表面室温静置15‑20min后，吸去溶液并用纯水清洗三次，氮气吹干，随后滴加浓度为0.1mg/mL的磁感应蛋白溶液，0‑4℃静置过夜，使磁感应蛋白与还原氧化石墨烯和PCA的羧基形成稳定的酰胺键，随后吸出溶液，并用PBS清洗电极三至五次，再用纯水冲洗后氮气吹干；在封闭上层PDMS后获得磁感应蛋白磁场传感器，保存在0‑4℃备用。