一种基于分子印迹的微流控电化学传感器及其应用的制作方法

本发明涉及微电极，特别是涉及一种基于分子印迹的微流控电化学传感器及其应用。

背景技术：

1、人类的生活需要大量的用水，水质的安全与食品安全息息相关，在水质检测领域，大肠杆菌是水体卫生学检测的病原菌指标之一，其常用的检测方法包括传统的平板培养法、聚合酶链反应和酶联免疫吸附试验等，虽然这些方法各有优势，但普遍存在耗时且复杂的缺点，难以满足对大肠杆菌进行简单、快速、灵敏检测的需求。

2、微流控技术与无标记电化学测量相结合的电化学生物传感器有望解决这个问题，但是现有的电化学生物传感器往往对目标细菌的选择性较差，因此灵敏度较低，难以实现广泛应用。一种潜在的解决方案是利用生物受体作为识别原件，将其固定在基质上对电极进行修饰，实现对目标细菌的高选择性识别，但是现有的生物受体不是很稳定，并且成本高昂，仍然难以实现广泛应用。针对以上问题，目前行业内还没有广泛应用的小型化、快速的大肠杆菌高灵敏检测装置。

3、本申请旨在开发一种基于分子印迹的微流控电化学传感器，分子印迹具有稳定性和特异性较高的优点，将其与电极结合，在电极表面形成非空腔样印迹位点，容易被目标细菌接近，从而应用到水中病原菌的检测。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于分子印迹的微流控电化学传感器及其应用。通过在传感器的电极上引入细菌分子印迹薄膜，细菌分子印迹薄膜作为识别细菌的结合位点，具有稳定性和特异性较高的优点。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种基于分子印迹的微流控电化学传感器，所述传感器包括芯片上层和芯片下层；所述芯片下层设有依次连通的入液区、检测区和废液区；所述芯片下层设有电极检测组件，所述电极检测组件上设有细菌分子印迹薄膜，且所述电极检测组件外接电源。

3、在一些优选实例中，传感器装配状态下，所述电极检测组件位于所述检测区的下方。

4、在一些优选实例中，所述电极检测组件包括工作电极、对电极和参比电极；

5、所述细菌分子印迹薄膜设于所述工作电极。

6、在一些具体实例中，所述工作电极选自金电极、铂电极或玻碳电极；所述对电极选自金电极、铂电极或碳/石墨电极；所述参比电极为银/氯化银电极。

7、在一些优选实例中，所述细菌分子印迹薄膜包括薄膜和设于所述薄膜上的细菌印迹。

8、在一些具体实例中，所述薄膜的材料为聚吡咯；所述细菌印迹选自大肠杆菌印迹或金黄色葡萄球菌印迹。

9、在一些优选实例中，所述入液区设有入液口；

10、所述检测区设有微流道，所述微流道的两端分别与所述入液口和废液区连通；

11、传感器装配状态下，所述电极检测组件位于所述微流道下游的下方。

12、在一些优选实例中，所述废液区设有通气孔。

13、在一些优选实例中，所述微流道的宽度为10～30μm，所述微流道的深度为10～30μm。

14、在一些优选实例中，所述电化学传感器还包括控制器，所述控制器与所述电极检测组件电连接。

15、本发明第二方面提供所述的微流控电化学传感器在检测水中病原菌中的应用。

16、如上所述，本发明的基于分子印迹的微流控电化学传感器通过在传感器的电极上引入细菌分子印迹薄膜，细菌分子印迹薄膜作为识别细菌的结合位点，无需任何免疫标记，具有稳定性、检测成本低和特异性较高的优点。另外，基于微流控芯片，传感器的体积小、操作方便。并且通过取少量样品滴入微流控芯片中，即可实现对水中病原菌的灵敏检测，操作简单，反应体系小，集成度高，能够满足对病原菌实时检测的需求。

技术特征：

1.一种基于分子印迹的微流控电化学传感器，其特征在于，所述传感器(100)包括芯片上层(1)和芯片下层(2)；

2.根据权利要求1所述的微流控电化学传感器，其特征在于，传感器(100)装配状态下，所述电极检测组件位于所述检测区(12)的下方。

3.根据权利要求1所述的微流控电化学传感器，其特征在于，所述电极检测组件包括工作电极(31)、对电极(32)和参比电极(33)；

4.根据权利要求3所述的微流控电化学传感器，其特征在于，所述工作电极(31)选自金电极、铂电极或玻碳电极；所述对电极(32)选自金电极、铂电极或碳/石墨电极；所述参比电极(33)为银/氯化银电极。

5.根据权利要求1所述的微流控电化学传感器，其特征在于，所述细菌分子印迹薄膜(4)包括薄膜(41)和设于所述薄膜(41)上的细菌印迹(42)。

6.根据权利要求5所述的微流控电化学传感器，其特征在于，所述薄膜(41)的材料为聚吡咯；所述细菌印迹(42)选自大肠杆菌印迹或金黄色葡萄球菌印迹。

7.根据权利要求1所述的微流控电化学传感器，其特征在于，所述入液区(11)设有入液口；

8.根据权利要求7所述的微流控电化学传感器，其特征在于，所述废液区(13)设有通气孔(131)；

9.根据权利要求1～8任一项所述的微流控电化学传感器，其特征在于，所述传感器(100)还包括控制器(200)，所述控制器(200)与所述电极检测组件电连接。

10.如权利要求1～9任一项所述的微流控电化学传感器在检测水中病原菌中的应用。

技术总结
本发明公开一种基于分子印迹的微流控电化学传感器和应用，属于微电极技术领域。传感器包括芯片上层和芯片下层，芯片上层设有依次连通的入液区、检测区和废液区。芯片下层设有电极检测组件，电极检测组件上设有细菌分子印迹薄膜，且电极检测组件外接电源。本发明的基于分子印迹的微流控电化学传感器通过在传感器的电极上引入细菌分子印迹薄膜，细菌分子印迹薄膜作为识别细菌的结合位点，无需任何免疫标记，具有稳定性、检测成本低和特异性较高的优点。另外，基于微流控芯片，传感器的体积小、操作方便。并且通过取少量样品滴入微流控芯片中，即可实现对水中病原菌的灵敏检测，操作简单，反应体系小，集成度高，能够满足对病原菌实时检测的需求。

技术研发人员：周婷,张仁轩,徐铁英,冯世伦,胡宏林,赵建龙
受保护的技术使用者：上海前瞻创新研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17