一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器，包括顯示模塊、壓電傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)、傳感探頭，其特征在于，所述傳感探頭包括支撐塊和設(shè)置在支撐塊上的檢測(cè)芯片和參比芯片，所述檢測(cè)芯片的金基底表面修飾有對(duì)河豚毒素敏感的河豚毒素分子印跡聚合物，所述參比芯片的金基底表面修飾有對(duì)河豚毒素不敏感并且其它物化性質(zhì)與河豚毒素分子印跡聚合物類(lèi)似的高分子聚合物。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]河豚魚(yú)是我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)的珍稀魚(yú)類(lèi)，有長(zhǎng)江第一鮮之稱(chēng)，因其肉質(zhì)細(xì)膩、味道鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，古往今來(lái)為人們所偏愛(ài)喜食。同時(shí)其營(yíng)養(yǎng)豐富:高蛋白、低脂肪、不飽和脂肪酸含量特別高，含有16種氨基酸；保健功效獨(dú)特:能維持人體營(yíng)養(yǎng)均衡、改善膚質(zhì)、增強(qiáng)免疫功能、健腦益智、平衡植物神經(jīng)系統(tǒng)等。河飩魚(yú)的食用在中國(guó)、日本等亞洲國(guó)家有著悠久的歷史，并逐漸形成特有的河飩飲食文化。
[0003]但是河豚魚(yú)致命的毒性卻讓很多人對(duì)其十分畏懼。即使對(duì)河飩烹調(diào)人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，飯店得到衛(wèi)生部門(mén)許可及實(shí)施特許經(jīng)營(yíng)，如加工處理不當(dāng)，還會(huì)引起食物中毒及致殘致死事故，嚴(yán)重威脅人們的生命安全。統(tǒng)計(jì)在1972-1993年間，僅日本發(fā)生河飩中毒者就達(dá)1258人，致死279人之多。中國(guó)河飩中毒事件較多，最高為1993年，死亡147人。中國(guó)古書(shū)曾記載“河豚出于江海，有大毒，能殺人?！泵鞔S省曾的《魚(yú)經(jīng)》云:“凡烹調(diào)者，腹之子、目之精、脊之血必盡棄之。” “凡洗宜極凈，煮宜極熟，治之不中度，不熟則毒于人。”河豚魚(yú)的毒性來(lái)自體內(nèi)大量的河豚毒素(Tetrodotoxin, TTX),是氨基全氫喹唑啉型化合物,是自然界中所發(fā)現(xiàn)的毒性最大的神經(jīng)毒素之一，可高選擇性和高親和性地阻斷神經(jīng)興奮膜上鈉離子通道。河飩毒素是小分子量、非蛋白質(zhì)的神經(jīng)性毒素，其毒性比劇毒的氰化鈉還要高1250多倍，0.5mg即可致人于死命。河飩毒素對(duì)腸道有局部刺激作用，吸收后迅速作用于神經(jīng)末梢和神經(jīng)中樞，阻礙神經(jīng)傳導(dǎo)，從而引起神經(jīng)麻痹而致死亡。
[0004]河純毒素在發(fā)現(xiàn)之初人們就在不斷尋找其更好的檢測(cè)方法。河飩毒素檢測(cè)常用的方法有小鼠檢測(cè)法、酶聯(lián)免疫法、薄層色譜法、柱后衍生高效液相色譜檢測(cè)法、氣質(zhì)聯(lián)用法和液質(zhì)聯(lián)用等。國(guó)外較多地采用氣質(zhì)聯(lián)用、液質(zhì)聯(lián)用的方法檢測(cè)河飩毒素。但是這些方法都需要在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行，操作繁瑣，成本高，耗時(shí)久，無(wú)法用于食品的快速檢測(cè)。發(fā)明一種可以快速檢測(cè)河豚魚(yú)食品中的河豚毒素的檢測(cè)方法是有必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器，包括顯示模塊、壓電傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)、傳感探頭，所述傳感探頭包括支撐塊和設(shè)置在支撐塊上的檢測(cè)芯片和參比芯片，所述檢測(cè)芯片的金基底表面修飾有對(duì)河豚毒素敏感的河豚毒素分子印跡聚合物，所述參比芯片的金基底表面修飾有對(duì)河豚毒素不敏感并且其它物化性質(zhì)與河豚毒素分子印跡聚合物類(lèi)似的高分子聚合物。
[0008]針對(duì)傳感器檢測(cè)對(duì)特異性、檢測(cè)速度的需要，本發(fā)明提出使用分子印跡技術(shù)作為傳感器的敏感層，分子印跡技術(shù)的原理是模板分子與功能單體在分散介質(zhì)中，依靠相互作用力以及空間位阻效應(yīng)等，形成可逆結(jié)合的復(fù)合物，再加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑引發(fā)聚合形成多孔功能材料，并且將模板分子有規(guī)律地包在其中，合成后用特定方法把模板分子去除，從而獲得能與模板分子互補(bǔ)、并具有特異識(shí)別功能的三維孔穴，從而快速、高特異性的結(jié)合模版分子。
[0009]針對(duì)傳感器對(duì)高靈敏度、低成本、簡(jiǎn)便的需要，本發(fā)明提出使用石英微天平作為傳感器的效應(yīng)器，這種低成本、高靈敏度的壓電感應(yīng)器件能夠快速靈敏的檢測(cè)到傳感器表面低至1ng的質(zhì)量變化，而且器件穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。通過(guò)在效應(yīng)器表面修飾的分子印跡聚合物結(jié)合河豚毒素引起表面質(zhì)量的改變，從而引起效應(yīng)器信號(hào)發(fā)生改變，利用信號(hào)采集系統(tǒng)采集記錄信號(hào)變化，就能夠檢測(cè)出樣品中的河豚毒素。
[0010]進(jìn)一步，采用熱聚合方法制備檢測(cè)芯片上修飾的河豚毒素分子印跡聚合物，將河豚毒素溶于含有甲基丙烯酸的二甲基亞砜溶液中，再加入三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈，密封后65±5°c進(jìn)行熱聚合反應(yīng)，然后使用乙酸、乙醇等體積比混合溶液洗脫河豚毒素分子制成河豚毒素分子印跡聚合物，所述河豚毒素分子印跡聚合物上具有對(duì)河豚毒素特異性識(shí)別并均勻分布的微孔，再將芯片進(jìn)行十二硫醇烷酸分子自組裝修飾后，最后將河豚毒素分子印跡聚合物滴涂修飾到芯片的金基底上。
[0011]進(jìn)一步，采用熱聚合方法制備參比芯片上修飾的高分子聚合物，將三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈加入二甲基亞砜中，密封后65±5°c進(jìn)行熱聚合反應(yīng)制成高分子聚合物，所述高分子聚合物對(duì)河豚毒素不敏感并且其它物化性質(zhì)與河豚毒素分子印跡聚合物類(lèi)似，再將芯片進(jìn)行十二硫醇烷酸分子自組裝修飾后，最后將高分子聚合物滴涂修飾到芯片的金基底上。
[0012]針對(duì)降低環(huán)境因素對(duì)傳感器芯片干擾的需要，本發(fā)明提出使用檢測(cè)芯片和參比芯片的雙通路設(shè)計(jì)，檢測(cè)芯片對(duì)河豚毒素敏感，參比芯片對(duì)河豚毒素不敏感但是可以檢測(cè)到環(huán)境因素噪聲，將檢測(cè)芯片信號(hào)減去參比芯片所測(cè)得的噪聲信號(hào)即可得到更為準(zhǔn)確的檢測(cè)信號(hào)，降低了環(huán)境因素干擾。
[0013]進(jìn)一步，所述檢測(cè)芯片和參比芯片的芯片為雙面鍍金的石英晶體晶振片或單面鍍金Lamb波芯片或單面鍍金SAW表面聲波芯片。
[0014]針對(duì)檢測(cè)對(duì)快捷使用的需求，本發(fā)明提出利用該傳感器體積小、功耗低的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行封裝、集成，制成小型化、便攜的檢測(cè)設(shè)備；并且利用低成本的優(yōu)勢(shì)，傳感器芯片可以一次性使用，降低了對(duì)使用人員的要求，方便使用。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016](I)采用了分子印跡技術(shù)特異性識(shí)別河豚毒素，增強(qiáng)了對(duì)河豚毒素的識(shí)別能力，提高了檢測(cè)方法的特異性以及縮短了檢測(cè)時(shí)間。
[0017](2)使用了石英晶振片/Lamb波芯片/SAW表面聲波芯片作為傳感器的效應(yīng)器，降低成本，提高了檢測(cè)方法的靈敏度。
[0018](3)使用了檢測(cè)芯片和參比芯片，降低了環(huán)境因素對(duì)結(jié)果的干擾，提高了靈敏度。
[0019](4)整個(gè)傳感器使用簡(jiǎn)單，檢測(cè)快速，為河豚毒素的檢測(cè)提供了幫助。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為河豚毒素檢測(cè)傳感器示意圖。
[0021]圖2為檢測(cè)芯片和參比芯片示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0023]如圖1所示，一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器，包括顯示模塊3、壓電傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)2、傳感探頭1，所述傳感探頭包括支撐塊6和設(shè)置在支撐塊6上的檢測(cè)芯片4和參比芯片5，所述檢測(cè)芯片4的金基底表面修飾有對(duì)河豚毒素敏感的河豚毒素分子印跡聚合物，所述參比芯片5的金基底表面修飾有對(duì)河豚毒素不敏感并且其它物化性質(zhì)與河豚毒素分子印跡聚合物類(lèi)似的高分子聚合物。
[0024]如圖2所示，芯片包括石英晶振片7，設(shè)置在石英晶振片7表面的金基底8，金屬支架9，及導(dǎo)線10。在金基底8上修飾有聚合物11，修飾的聚合物11為對(duì)河豚毒素特異性敏感的河豚毒素分子印跡聚合物則構(gòu)成檢測(cè)芯片，修飾的聚合物11為對(duì)河豚毒素不敏感的高分子聚合物則構(gòu)成參比芯片。
[0025]實(shí)施例1
[0026]針對(duì)對(duì)河豚毒素特異性敏感的檢測(cè)芯片的制備，本發(fā)明采用了熱聚合合成方法，將0.1mg河豚毒素溶于含有0.1mg甲基丙烯酸的1ml 二甲基亞砜溶液中攪拌3小時(shí)，再加Λ 0.2mg三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和0.0lmg偶氮二異丁腈，密封后65±5°C處理18小時(shí)左右進(jìn)行熱聚合反應(yīng)，然后使用乙酸、乙醇等體積比混合溶液流動(dòng)沖洗12小時(shí)以上，完成后乙醇沖洗去除洗脫液制得河豚毒素分子印跡聚合物，傳感芯片使用氧氣等離子體清洗器清洗2分鐘，在50mH硫醇的乙醇溶液或十二硫醇的乙醇溶液中浸泡12小時(shí)以上，取出后乙醇沖洗，氮?dú)獯蹈珊?，將河豚毒素分子印跡聚合物的乙醇懸浮液滴涂到金基底表面，烘干，制得對(duì)河豚毒素特異性敏感的檢測(cè)芯片。
[0027]針對(duì)對(duì)河豚毒素不敏感的參比芯片的制備，本發(fā)明采用了熱聚合合成方法，將含有0.1mg甲基丙烯酸的1ml 二甲基亞砜溶液攪拌3小時(shí)，再加入0.2mg三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和0.0lmg偶氮二異丁腈，密封后65±5°C處理18小時(shí)左右進(jìn)行熱聚合反應(yīng)，制得所需高分子聚合物，傳感芯片使用氧氣等離子體清洗器清洗2分鐘，在50mM十一硫醇的乙醇溶液或十二硫醇的乙醇溶液中浸泡12小時(shí)以上，取出后乙醇沖洗，氮?dú)獯蹈珊?，將高分子聚合物的乙醇懸浮液滴涂到金基底表面，烘干，制得?duì)河豚毒素不敏感的參比芯片。
[0028]實(shí)施例2
[0029]針對(duì)對(duì)河豚毒素特異性敏感的檢測(cè)芯片的制備，本發(fā)明采用了熱聚合合成方法，將Img河豚毒素溶于含有Img甲基丙烯酸的20ml 二甲基亞砜溶液中攪拌3小時(shí)，再加入2mg三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和0.1mg偶氮二異丁腈，密封后65±5°C處理18小時(shí)左右進(jìn)行熱聚合反應(yīng)，然后使用乙酸、乙醇等體積比混合溶液流動(dòng)沖洗12小時(shí)以上，完成后乙醇沖洗去除洗脫液制得河豚毒素分子印跡聚合物，傳感芯片使用氧氣等離子體清洗器清洗4分鐘，在100mH硫醇的乙醇溶液或十二硫醇的乙醇溶液中浸泡12小時(shí)以上，取出后乙醇沖洗，氮?dú)獯蹈珊?，將河豚毒素分子印跡聚合物的乙醇懸浮液滴涂到金基底表面，烘干，制得對(duì)河豚毒素特異性敏感的檢測(cè)芯片。
[0030]針對(duì)對(duì)河豚毒素不敏感的參比芯片的制備，本發(fā)明采用了熱聚合合成方法，將含有Img甲基丙稀酸的20ml _■甲基亞諷溶液攬祥3小時(shí)，再加入2mg 二輕甲基丙燒二甲基丙烯酸酯和0.1mg偶氮二異丁腈，密封后65±5°C處理18小時(shí)左右進(jìn)行熱聚合反應(yīng)，制得所需高分子聚合物，傳感芯片使用氧氣等離子體清洗器清洗4分鐘，在100mM十一硫醇的乙醇溶液或十二硫醇的乙醇溶液中浸泡12小時(shí)以上，取出后乙醇沖洗，氮?dú)獯蹈珊螅瑢⒏叻肿泳酆衔锏囊掖紤腋∫旱瓮康浇鸹妆砻?，烘干，制得?duì)河豚毒素不敏感的參比芯片。
[0031]實(shí)施例3
[0032]針對(duì)對(duì)河豚毒素特異性敏感的檢測(cè)芯片的制備，本發(fā)明采用了熱聚合合成方法，將0.5mg河豚毒素溶于含有0.5mg甲基丙烯酸的15ml 二甲基亞砜溶液中攪拌3小時(shí),再加Λ 0.2-2mg三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和0.05mg偶氮二異丁腈，密封后65±5°C處理18小時(shí)左右進(jìn)行熱聚合反應(yīng)，然后使用乙酸、乙醇等體積比混合溶液流動(dòng)沖洗12小時(shí)以上，完成后乙醇沖洗去除洗脫液制得河豚毒素分子印跡聚合物，傳感芯片使用氧氣等離子體清洗器清洗2-4分鐘，在500mH硫醇的乙醇溶液或十二硫醇的乙醇溶液中浸泡12小時(shí)以上，取出后乙醇沖洗，氮?dú)獯蹈珊?，將河豚毒素分子印跡聚合物的乙醇懸浮液滴涂到金基底表面，烘干，制得對(duì)河豚毒素特異性敏感的檢測(cè)芯片。
[0033]針對(duì)對(duì)河豚毒素不敏感的參比芯片的制備，本發(fā)明采用了熱聚合合成方法，將含有0.5mg甲基丙烯酸的15ml 二甲基亞砜溶液攪拌3小時(shí)，再加入0.2_2mg三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和0.05mg偶氮二異丁腈，密封后65±5°C處理18小時(shí)左右進(jìn)行熱聚合反應(yīng)，制得所需高分子聚合物，傳感芯片使用氧氣等離子體清洗器清洗3分鐘，在500mM十一硫醇的乙醇溶液或十二硫醇的乙醇溶液中浸泡12小時(shí)以上，取出后乙醇沖洗，氮?dú)獯蹈珊?，將高分子聚合物的乙醇懸浮液滴涂到金基底表面，烘干，制得?duì)河豚毒素不敏感的參比芯片。
【權(quán)利要求】
1.一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器，包括顯示模塊、壓電傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)、傳感探頭，其特征在于，所述傳感探頭包括支撐塊和設(shè)置在支撐塊上的檢測(cè)芯片和參比芯片，所述檢測(cè)芯片的金基底表面修飾有對(duì)河豚毒素敏感的河豚毒素分子印跡聚合物，所述參比芯片的金基底表面修飾有對(duì)河豚毒素不敏感并且其它物化性質(zhì)與河豚毒素分子印跡聚合物類(lèi)似的高分子聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器，其特征在于，采用熱聚合方法制備檢測(cè)芯片上修飾的河豚毒素分子印跡聚合物，將河豚毒素溶于含有甲基丙烯酸的二甲基亞砜溶液中，再加入三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈，密封后65 ± 5°C進(jìn)行熱聚合反應(yīng)，然后使用乙酸、乙醇等體積比混合溶液洗脫河豚毒素分子制成河豚毒素分子印跡聚合物，所述河豚毒素分子印跡聚合物上具有對(duì)河豚毒素特異性識(shí)別并均勻分布的微孔，再將芯片進(jìn)行十二硫醇烷酸分子自組裝修飾后，最后將河豚毒素分子印跡聚合物滴涂修飾到芯片的金基底上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器，其特征在于，采用熱聚合方法制備參比芯片上修飾的高分子聚合物，將三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈加入二甲基亞砜中，密封后65±5°C進(jìn)行熱聚合反應(yīng)制成高分子聚合物，所述高分子聚合物對(duì)河豚毒素不敏感并且其它物化性質(zhì)與河豚毒素分子印跡聚合物類(lèi)似，再將芯片進(jìn)行十二硫醇烷酸分子自組裝修飾后，最后將高分子聚合物滴涂修飾到芯片的金基底上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)芯片和參比芯片的芯片為雙面鍍金的石英晶體晶振片或單面鍍金Lamb波芯片或單面鍍金SAW表面聲波芯片。
5.一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器用傳感探頭，其特征在于，包括支撐塊和設(shè)置在支撐塊上的檢測(cè)芯片和參比芯片，所述檢測(cè)芯片的金基底表面修飾有對(duì)河豚毒素敏感的河豚毒素分子印跡聚合物，所述參比芯片的金基底表面修飾有對(duì)河豚毒素不敏感并且其它物化性質(zhì)與河豚毒素分子印跡聚合物類(lèi)似的高分子聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器用傳感探頭，其特征在于，所述檢測(cè)芯片和參比芯片的芯片為雙面鍍金的石英晶體晶振片或單面鍍金Lamb波芯片或單面鍍金SAW表面聲波芯片。
7.一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器用檢測(cè)芯片，其特征在于，采用熱聚合方法制備檢測(cè)芯片上修飾的河豚毒素分子印跡聚合物，將河豚毒素溶于含有甲基丙烯酸的二甲基亞砜溶液中，再加入三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈，密封后65±5°C進(jìn)行熱聚合反應(yīng)，然后使用乙酸、乙醇等體積比混合溶液洗脫河豚毒素分子制成河豚毒素分子印跡聚合物，所述河豚毒素分子印跡聚合物上具有對(duì)河豚毒素特異性識(shí)別并均勻分布的微孔，再將芯片進(jìn)行十二硫醇烷酸分子自組裝修飾后，最后將河豚毒素分子印跡聚合物滴涂修飾到芯片的金基底上，所述芯片為雙面鍍金的石英晶體晶振片或單面鍍金Lamb波芯片或單面鍍金SAW表面聲波芯片。
8.一種河豚毒素的快速檢測(cè)傳感器用檢測(cè)芯片，其特征在于，采用熱聚合方法制備參比芯片上修飾的高分子聚合物，將三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈加入二甲基亞砜中，密封后65±5°C進(jìn)行熱聚合反應(yīng)制成高分子聚合物，所述高分子聚合物對(duì)河豚毒素不敏感并且其它物化性質(zhì)與河豚毒素分子印跡聚合物類(lèi)似，再將芯片進(jìn)行十二硫醇烷酸分子自組裝修飾后，最后將高分子聚合物滴涂修飾到芯片的金基底上，所述芯片為雙面鍍金的石英晶體晶振片或單面鍍金Lamb波芯片或單面鍍金SAW表面聲波芯片。
【文檔編號(hào)】G01N5/00GK104316427SQ201410617709
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】周連群, 何皓, 張威, 李傳宇, 姚佳, 郭振 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所