一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器及其制備方法，屬于生物傳感器技術領域；傳感器包括柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜；柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜表面摻雜有AuNPS納米金層；AuNPS納米金層修飾有抗體；柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜是將鐵酸鈷納米粒子加入到PDMS的A膠中得到鐵酸鈷納米凝膠流體，再將鐵酸鈷納米凝膠流體與PDMS薄膜B膠混合得到；鐵酸鈷納米粒子與PDMS的A膠的質量比為1:4

【技術實現步驟摘要】
一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器及其制備方法


[0001]本專利技術屬于生物傳感器
，具體為一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器及其制備方法。

技術介紹

[0002]目前，大多的傳感器都是用金屬合金材料等剛性材料為基底來制作，但是這類基底的制作需要許多昂貴的大型器械，以及繁瑣的制作工藝，制作難度較大，且后期不可降解。剛性材料的應用較有局限性，而柔性材料就可以避免這個問題，可以有很好的柔韌性以及拉伸性。
[0003]近年來柔性材料在國際研究領域發展迅速，柔性薄膜是指柔性材料制成的薄膜，可根據需求延展、拉伸，具有很強的可塑性。柔性薄膜可以自由變化，根據需求設計為特殊多變的結構，可將其應用于微型便攜的生物傳感器中。
[0004]磁彈性生物傳感器作為一種新型傳感設備，是以鐵鎳合金、鎳鈷合金等剛性金屬合金材料為基底，而這類磁彈性傳感器的制備過程需要昂貴的大型儀器，且存在不可再生、難降解、柔性差、成本高、制備工藝復雜等問題。現階段的磁彈性傳感器，通常都是通過矢量網絡分析儀測量磁致伸縮材料在檢測待測物前后的共振頻率變化來進行定量檢測，檢測方法單一、設備昂貴、耗時長、測試步驟復雜且抗干擾能力較差，外界微小振動對測量準確度和系統穩定性的影響較大。

技術實現思路

[0005]本專利技術克服了現有技術的不足，提出一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器及其制備方法。
[0006]為了達到上述目的，本專利技術是通過如下技術方案實現的。
[0007]一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器，包括柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜；所述柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜表面摻雜有AuNPS納米金層；所述AuNPS納米金層修飾有抗體；所述柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜是將鐵酸鈷納米粒子加入到PDMS的A膠中得到鐵酸鈷納米凝膠流體，再將鐵酸鈷納米凝膠流體與PDMS薄膜B膠混合得到；鐵酸鈷納米粒子與PDMS的A膠的質量比為1:4
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6。
[0008]優選的，鐵酸鈷納米粒子與PDMS的A膠的質量比為1:5。
[0009]優選的，鐵酸鈷納米凝膠流體與PDMS薄膜B膠的質量比為10
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13:1。
[0010]一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器的制備方法，包括以下步驟：1）柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜的制備：將鐵酸鈷納米粒子分散到PDMS的A膠中得到均勻的鐵酸鈷納米凝膠流體；鐵酸鈷納米粒子與PDMS的A膠的質量比為1:4
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6；將鐵酸鈷納米凝膠流體與PDMS薄膜B膠混合得到柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜。
[0011]2）薄膜表面AuNPs還原：將柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜浸泡在氯金酸溶液中，遮光反應16
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20h；使柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜表面摻雜AuNPS納米金層。
[0012]3）抗體修飾：將摻雜了AuNPS納米金層的柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜浸入到巰基乙胺溶液中進行自組裝形成自組裝膜，然后將自組裝膜浸泡在活化后的抗體溶液中，使抗體與自組裝膜的表面均勻結合。
[0013]優選的，鐵酸鈷納米粒子與PDMS的A膠的質量比為1:5。
[0014]優選的，將摻雜了AuNPS納米金層的柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜利用超聲波清洗以及風干之后，再浸入氯金酸溶液中。
[0015]優選的，所述抗體溶液經過稀釋和激活：將抗體溶液用PBS溶液稀釋，得到適當的抗體濃度；在室溫下，將抗體溶液與包含有 4 mg/mL 的EDC 和 4 mg/mL的 NHS 的溶液混合震蕩，使抗體中的羧基激活成NHS酯，使抗體與自組裝層表面的氨基更高效地結合。
[0016]優選的，將修飾了抗體的自組裝膜浸泡在 PBS溶液中；將泡有芯片的PBS溶液放置在37℃的環境中靜置0.5 h，以除去物理吸附在表面上的抗體。
[0017]本專利技術相對于現有技術所產生的有益效果為：1、本專利技術首次采用了使用鐵酸鈷納米金屬顆粒和PDMS的結合，并在其表面摻雜AuNPS納米顆粒，構成了具有磁彈性的柔性鐵酸鈷薄膜。柔性薄膜在鐵酸鈷納米金屬顆粒以及還原金層的組合下，可以表現出良好的電磁性能，有著極其廣泛的應用。柔性鐵鈷薄膜靈活性，生物兼容性好，在生物、醫療以及生化檢測方面契合度非常高。
[0018]2、采用氯金酸、碳酸氫鉀、葡萄糖反應還原制備金納米層，金層優異的生物適應性，吸附性使得薄膜可以修飾抗體在內的各種適配體，使柔性鐵酸鈷薄膜根據修飾不同的抗體，可以檢測不同的抗原，增加了鐵酸鈷薄膜的利用率，擴大了應用的范圍。
[0019]3、基于AuNPs優異的生物相容性將巰基乙胺自組裝于柔性磁薄膜，并且在磁彈性薄膜表面修飾NHS和EDC活化后的抗體,可以設計新型且低成本的生物傳感器，基于抗原
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抗體特異性識別，可以實現對各種物質的檢測。
附圖說明
[0020]圖1為本專利技術所述柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器的結構示意圖；圖中，1
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PDMS薄膜；2
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鐵酸鈷納米粒子；3
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金納米粒子；4
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抗體；5
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抗原。
具體實施方式
[0021]為了使本專利技術所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，結合實施例和附圖，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。下面結合實施例及附圖詳細說明本專利技術的技術方案，但保護范圍不被此限制。
[0022]本實施例提供了一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器及其制備方法，參照圖1，柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器主體為柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜；柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜表面摻雜有AuNPS納米金層；所述AuNPS納米金層修飾有抗體；柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜是將鐵酸鈷納米粒子加入到PDMS的A膠中得到鐵酸鈷納米凝膠流體，再將鐵酸鈷納米凝膠流體與PDMS薄膜B膠混合得到；鐵酸鈷納米粒子與PDMS的A膠的質量比為1:5。
[0023]柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器及其制備方法具體為以下步驟：選擇基本材料：鐵酸鈷納米粒子、PDMS、碳酸氫鉀、氯金酸、葡萄糖；
a)柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜的制備在制備柔性薄膜之前，將鐵酸鈷納米粒子分散到PDMS的A膠中制備鐵酸鈷納米流體。稱量2g的鐵酸鈷納米粒子，以1：5的比例，加入到10g的A膠中。然后在燒杯使用玻璃杯充分攪拌混合的凝膠10min，使得鐵酸鈷納米粒子均勻細密地分散在A膠之中，得到均勻的鐵酸鈷納米凝膠流體。
[0024]柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜制備的具體流程：（1）將凝膠與PDMS薄膜B膠按10:1的比例相混合；并用玻璃棒不斷攪拌到產生均勻致密的氣泡。密封后靜置4小時。
[0025]（2）待溶液內氣泡完全消失之后進行成膜。取一張玻璃片置于勻膠機托盤，吸附后倒入適量凝膠以300轉，90s進行甩制成膜。當凝膠均勻平鋪在玻片上，無空隙殘留時即可進行烘干。
[0026]（3）小心拿鑷子夾出玻璃片，放在烘干機上以100℃烘干20分鐘制得柔性鐵鈷薄膜。
[0027]b本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器，其特征在于，包括柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜；所述柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜表面摻雜有AuNPS納米金層；所述AuNPS納米金層修飾有抗體；所述柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜是將鐵酸鈷納米粒子加入到PDMS的A膠中得到鐵酸鈷納米凝膠流體，再將鐵酸鈷納米凝膠流體與PDMS薄膜B膠混合得到；鐵酸鈷納米粒子與PDMS的A膠的質量比為1:4
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6。2.根據權利要求1所述的一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器，其特征在于，鐵酸鈷納米粒子與PDMS的A膠的質量比為1:5。3.根據權利要求1所述的一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器，其特征在于，鐵酸鈷納米凝膠流體與PDMS薄膜B膠的質量比為10
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13:1。4.一種如權利要求1
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3任意一項所述的一種柔性鐵酸鈷薄膜生物傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1）柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜的制備：將鐵酸鈷納米粒子分散到PDMS的A膠中得到均勻的鐵酸鈷納米凝膠流體；鐵酸鈷納米粒子與PDMS的A膠的質量比為1:4
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6；將鐵酸鈷納米凝膠流體與PDMS薄膜B膠混合得到柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜；2）薄膜表面AuNPs還原：將柔性鐵酸鈷/PDMS薄膜浸泡在氯金酸溶液中，遮光...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭星，王志穩，葛陽，周傳剛，
申請(專利權)人：山西省六維人工智能生物醫學研究院，
類型：發明
國別省市：