用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極的制作方法

文檔序號:6032034
專利名稱:用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極的制作方法
技術領域
本實用新型涉及通過測試電化學變量分析材料的生物化學電極技術領 域,特別是一種用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極。
背景技術
真菌毒素(Mycotoxin)是一些真菌(主要為曲霉屬、青霉屬及鐮孢屬) 在生長過程中產生的易引起人和動物病理變化和生理變態的次級代謝產 物,毒性很高。按化學結構計算,估計有400種真菌代謝產物對人類和動 物是有毒的。代表性的真菌毒索有黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、展青霉素、 單端孢霉烯族毒素、玉米赤霉烯酮、伏馬毒素、雜色曲霉菌素、串株鐮刀 菌素、桔霉素等。人或動物攝入被真菌毒素污染的食物,或通過吸入及皮 膚接觸真菌毒素可引發多種中毒癥狀,對機體甚至造成永久性損害。因此, 隨著檢測方法和分析技術的發展,人們發現真菌毒素幾乎廣泛存在于所有 的食品和飼料中。所以,對真菌毒素的檢測分析尤其重視。
真菌毒素是小分子物質,極耐熱,毒性不因通常的加熱而被破壞,可 引起多器官的損害,而且具有遠期致病作用。更重要的是,被真菌毒素污 染的糧食在外觀上是正常的,不易被人們注意。隨著真菌毒素檢測手段的 進步,21世紀真菌毒素的研究必將是熱門課題之一。真菌毒素的存在會威 脅人類健康,造成社會經濟損失,因此,真菌毒素的預防、去毒、解毒, 尤其是快速高靈敏度的檢測方法的建立顯得十分重要。
真菌毒素的檢測分析方法一般有薄層色譜法(TCL)、高效液相色譜法 (HPLC)、免疫分析法等,現代真菌毒素的快速分析方法主要有酶聯免疫吸 附法(ELISA)和免疫親和層析-熒光法。國外,已有較多的真菌毒素檢測的 報道。Yu等(2005)建立了赭曲霉素A (0TA)多克隆抗體直接競爭ELISA 方法。Schneider等(2000)利用雞卵黃抗體建立了谷物中脫氧雪腐鐮刀 菌烯醇(DON)的間接競爭ELISA方法。BirdCB等(2002)在樣品中添加
1.0、 3.0、 5. Omg/kg伏馬菌素(FM)時,平均回收率分別為120%、 100%、 90%。 Xu等(1988)利用直接ELISA方法測定了谷物DON,樣品添加濃度為 10-1000 ng/ml時回收率為100%-102. 1%。 Liu等(1985)建立了檢測谷物、 小麥、豬飼料中玉米赤霉烯酮(ZEN)的多克隆抗體間接競爭ELISA方法。 日本協和梅迪克斯株式會社發明了用于單端孢菌毒素真菌毒素檢測的方法 和試劑,并于2000年申請了專利。歐美各國紛紛開發研制基于單克隆或多 克隆抗體的真菌毒素ELISA檢測試劑盒,并已商業化,廣泛用于農產品和 食品安全檢測,但進口價格偏高。國內,褚慶華等(2005)利用免疫親和 柱層析凈化熒光光度法和免疫親和柱層析凈化高效液相色譜法建立了對油 料(大豆、油菜籽)以及食用植物油中黃曲霉素、赭曲霉毒素A和玉米赤 霉烯酮的快速檢測方法。黃彪等(2006)采用時間分辨熒光技術建立了高 靈敏的黃曲霉毒素B1 (AFB1)間接競爭免疫分析法(AFB-TRFIA)。陽傳和 等(1990)采用免疫技術建立了檢測真菌毒素的國家標準(GB/T14933-94)。
這些檢測方法大多都有周期長,過程復雜,費時費力等缺點。
由于大多數真菌毒素的類似物較多、新發現的真菌毒素不斷增加、真 菌毒素污染的普遍性和危害性被逐步認識等原因,對真菌毒素的快速高靈 敏度分析方法也提出了更迫切和更高的要求。目前,限制真菌毒素檢測研 究的難點主要是結構相似物較多,交叉反應普遍;毒素檢測時較易受提 取液中其它難于去除的干擾物質的影響等。針對當前真菌毒素危害性大、 檢測困難、不易預防等特點,尤其對商檢和衛生防疫部門來說,更需要有 一個簡便、快速、靈敏的方法對真菌毒素進行檢測,對其潛在危害作出判 斷,以促進經濟發展,保障人類健康。
現在很多領域都在利用絲網印刷技術制作不同用處的電極,中國專利 申請號85102225、 99812560. 1、 00130620. 0和02157282. 8中披露的就是 這種絲網印刷電極。但由絲網印刷技術制成的真正用于產業化的一次性真 菌毒素檢測生物傳感系統分子印跡膜電極的相關報道尚未見到。 發明內容
本實用新型要解決的技術問題,是提供了一種檢測方便、成本低廉、
攜帶方便的用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極。
為了解決上述技術問題,本實用新型是通過以下措施來實現的 一種 用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極,包括電極基片,所述電極基片上印 制或粘貼由導電材料制成的兩個電極基體,其特征在于所述兩個電極基 體一個由接線端子通過電極連線和工作電極相連成一體,另一個電極基體 由接線端子通過電極連線和對電極相連成一體;所述電極連線表面涂覆一 層聚碳酸酯,所述工作電極上涂覆有反應層,所述反應層是由用表面修飾 技術固定在工作電極上的能和真菌毒素發生特異分子識別生化反應的分子 印跡聚合物組成。
為了使檢測更加準確,本實用新型還包括固定在所述電極基片上的參 比電極。
本實用新型所述工作電極還涂覆有一層用于納米增效的碳納米管。
本實用新型所述工作電極的形狀為四邊形,所述對電極的形狀為圍繞 在工作電極外面的」形。
本實用新型還包括有上蓋,所述上蓋覆蓋在整個電極的最上面,所述 參比電極、工作電極、對電極、接線端子和部分電極連線暴露在外邊。
本實用新型的有益效果
1. 由于使用絲網印刷電極,其電極拆換簡便、小型化、易攜帶、可以 一次性使用。
2. 反應層是由用表面修飾技術固定在工作電極上,通過固定化材料的 配比調整,使制得的分子印跡膜電極對環境溫度的要求不明顯,室溫下使 用即可。
3. 制備方法簡單,性能穩定,電極的重復性好,適用于真菌毒素檢測 生物傳感器產業化的實際應用。
4. 由于絲網印刷技術的應用,使制作電極的工藝成本降低,適于產業 化中價廉的要求,這有利于制成一次性產品,方便客戶使用。
5. 絲網印刷技術不受承印物大小和形狀的限制,其靈活性和實用性的
特點使其在制作電極時不受形狀、大小等限制,制成不同規格的分子印跡
膜電極產品,豐富產品種類。
6. 由于絲網印刷可以進行工業化的大規模生產,使得電極在生產上可 以批量定制,它不受企業大小的限制,大工業機械化可以進行生產,鄉鎮 企業、個體手工業也可以進行生產。
7. 絲網印刷電極規格小、重量輕、易于攜帶、方便、實用。
8. 以絲網印刷電極為固定載體固定分子印跡聚合物的分子印跡膜電 極組建的生物傳感系統,可實現對真菌毒素的快速在線檢測,檢測時間可
控制在10min左右,檢出限為O. lng/g。
9. 反應層加入了碳納米管,利用其納米增效作用,顯著提高了所制得 的電極的反應靈敏性和檢測精度,使檢測結果更加準確。
10. 所述電極基片上固定有參比電極,使檢測更加準確.以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。


圖1為電極基片的正視示意圖。
圖2為三個電極基體的正視示意圖。
圖3為反應層的正視示意圖。
圖4為上蓋的正視示意圖。
圖5為本實用新型分子印跡膜電極的正視示意圖。
圖6為除去上蓋的本實用新型分子印跡膜電極的正視示意圖。
圖7為本實用新型分子印跡膜電極的反應原理圖。
圖中1.接線端子,2.電極連線,3.參比電極,4.工作電極,5.對 電極,6.反應層,7.窗口, 8.上蓋,9.電極基片。
具體實施方式

實施例1
如圖5所示的一種用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極,包括電極基 片9,所述電極基片9上印制或粘貼由導電材料制成的兩個電極基體,所 述兩個電極基體一個由接線端子1通過電極連線2和工作電極4相連成一 體,另一個電極基體由接線端子1通過電極連線2和對電極5相連成一體;
所述電極連線2表面涂覆一層聚碳酸酯,所述工作電極4上涂覆有反應層, 所述反應層是由用表面修飾技術固定在工作電極4上的能和真菌毒素發生 特異分子識別生化反應的分子印跡聚合物組成。
為了使檢測更加準確,本實用新型還包括固定在所述電極基片9上的
參比電極3。
本實用新型所述工作電極4還涂覆有一層用于納米增效的碳納米管。
如圖2.4所示本實用新型所述工作電極4的形狀為四邊形,所述對電 極5的形狀為圍繞在工作電極4外面的」形。
如圖4. 5所示本實用新型還包括有上蓋8,所述上蓋8覆蓋在整個電 極的最上面,所述參比電極3、工作電極4、對電極5、接線端子l和部分 電極連線2暴露在外邊。
如圖3所示反應層是由用表面修飾技術固定在工作電極4上的能和真 菌毒素發生特異分子識別生化反應的分子印跡聚合物組成。
圖l、圖2、圖3、圖4和圖5表明有1個工作電極的本實用新型分子 印跡膜電極的構成情況。圖l表明大小為長35mm、寬12腿、厚0.5mm的電 極基片9;工作電極4為3X3mm的正方形片,通過電極連線2與一個接線 端子l連為一體;對電極5為長4. 5匿、寬1腿,高4.5mm的」形片子, 其一側通過電極連線2與另一個接線端子1連為一體;反應層6為一與工 作電極9面積相等的正方形片;上蓋8長26腿、寬12mm、厚0. 2mm。
制造時以鉑電極為工作電極、鉑線作為對電極,飽和甘汞作為參比電 極材料,將接線端子l、電極連線2、參比電極3、工作電極4和對電極5 通過噴涂法印制或用粘接劑粘接在電極基片9的指定位置上。圖5表示上 蓋8粘接在電極基片9、電極連線2、參比電極3、工作電極4和對電極5 之上,形成一個完整的有1個正方形工作電極的分子印跡膜電極。
本實用新型用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極的制備方法是
在由絲網印刷技術制成的有機絕緣材料做成的電極基片即載體上,將 導電材料用噴涂法印制形成工作電極、參比電極和對電極的基體,它們的 中間部分表面上涂覆一層聚碳酸酯絕緣體,在工作電極基體下端部分涂覆
表面修飾技術形成的反應層,即制成分子印跡膜電極,其反應層的具體制 備方法為
第一步,依次用0. 5 ii m禾B 0. 3 "滅1203粉末將鉑電極拋光,再用50%的 HN03進行處理,最后分別用丙酮和二次蒸餾水充分沖洗3次。
第二步,取5ul碳納米管溶液,均勻涂布于工作電極表面,室溫下干燥。
第三步,將分子印跡聚合物加入到濃度為5%的溶劑中溶解。取10" L 上述混合液滴加到工作電極表面,均勻地涂成膜,在室溫下干燥。
第四步,用緩沖溶液洗去多余的分子印跡聚合物。將制成的分子印跡 膜電極置于4t:下冰箱中,保存24h后使用。
上述方法中所用緩沖溶液的百分比濃度均為重量/體積比濃度,所用 的分子印跡聚合物根據不同的檢測分子來選擇,所用的緩沖液的配方是 Na2HP04l. 15克,KC1 0. 2克,NaCl 8. 0克,KH2P04 0 . 2克,定容于1000mL 的容量瓶中,pH=7.4。
如圖7所示本實用新型工作原理
在溶劑中加入真菌毒素分子、功能單體、交聯劑等反應物后引發反應, 使其聚合。而后利用物理或化學手段將真菌毒素分子從制備的聚合物中洗 脫出來,聚合物內部便形成了形狀和官能團位置與真菌毒素分子相匹配的 空穴,此空穴對真菌毒素分子具有高度的特定識別性和結合能力,當樣品 中的待測物質與此聚合物特異性結合以后,結合光電轉換技術,將光信號 轉變成電信號,根據電極表面產生的電流的大小可以測定真菌毒素的含量。
實施例2用做工作電極和對電極的基體的導電材料是碳,其他同實施
實施例3用做工作電極和對電極的基體的導電材料是金,其他同實施 例1。
實施例4用做工作電極和對電極的基體的導電材料是銀,其他同實施
權利要求1.一種用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極,包括電極基片(9),所述電極基片(9)上印制或粘貼由導電材料制成的兩個電極基體,其特征在于所述兩個電極基體一個由接線端子(1)通過電極連線(2)和工作電極(4)相連成一體,另一個電極基體由接線端子(1)通過電極連線(2)和對電極(5)相連成一體;所述電極連線(2)表面涂覆一層聚碳酸酯,所述工作電極(4)上涂覆有反應層,所述反應層是由用表面修飾技術固定在工作電極(4)上的能和真菌毒素發生特異分子識別生化反應的分子印跡聚合物組成。
2. 根據權利要求1所述用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極,其特征 在于還包括有固定在所述電極基片(9)上的參比電極(3)。
3. 根據權利要求2所述用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極,其特征 在于所述工作電極(4)還涂覆有一層用于納米增效的碳納米管。
4. 根據權利要求1所述用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極,其特征 在于所述工作電極(4)的形狀為四邊形,所述對電極(5)的形 狀為圍繞在工作電極(4)外面的」形。
5. 根據權利要求1. 2. 3或4任意一項所述用于真菌毒素檢測的分子印 跡膜電極,其特征在于還包括有上蓋(8),所述上蓋(8)覆蓋 在整個電極的最上面,所述參比電極(3)、工作電極(4)、對電極(5)、接線端子(1)和部分電極連線(2)暴露在外邊。
專利摘要本實用新型公開了一種用于真菌毒素檢測的分子印跡膜電極,包括電極基片、電極基體,所述兩個電極基體一個由接線端子通過電極連線和工作電極相連成一體,另一個電極基體由接線端子通過電極連線和對電極相連成一體;所述電極連線表面涂覆一層聚碳酸酯,所述工作電極上涂覆有反應層。本實用新型還包括固定在所述電極基片上的參比電極。所述工作電極還涂覆有一層用于納米增效的碳納米管。本實用新型可實現對真菌毒素的快速在線檢測,檢測時間可控制在10min左右,檢出限為0.1ng/g;反應層加入了碳納米管,顯著提高了所制得的電極的反應靈敏性和檢測精度;所述電極基片上固定有參比電極,使檢測更加準確。
文檔編號G01N27/327GK201184874SQ20082002174
公開日2009年1月21日 申請日期2008年5月7日 優先權日2008年5月7日
發明者于京華, 燕 盧, 孫旦子, 席志芳, 瑾 張, 張麗娜, 張玉璘, 朱元娜, 芳 李, 李冬梅, 汪世華, 王元秀, 葛慎光, 裴梅山, 梅 顏, 黃加棟 申請人:濟南大學
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