基于多巴胺輔助透明質酸修飾表面的等離子共振儀芯片及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于多巴胺輔助透明質酸修飾的表面等離子共振儀芯片及其制備方法，屬于表面等離子共振譜儀抗污染芯片的設計和制備方法，廣泛應用于醫(yī)療檢測、環(huán)境科學，食品安全等領域。
【背景技術】
[0002]表面污染是醫(yī)學診斷、環(huán)境監(jiān)測、器官移植等行業(yè)亟待解決的一個重大難題，尤其在生物傳感檢測領域。在SPR傳感檢測中，隨著檢測體系的不斷復雜，待檢測物溶液中的非待測物在芯片的表面產生非特異性吸附，不僅會降低診斷儀器的性能，同時造成檢測結果呈“假陽性”。因此，開發(fā)出具有優(yōu)良抗污染性能表面的生物傳感芯片成為了材料以及生物芯片領域的研究熱點。
[0003]迄今為止，兩性離子化合物、聚乙二醇類及多糖類物質被廣泛運用于抗污染材料的表面。多糖類物質，因來源豐富，價格低廉得到廣泛運用。通常人們通過共價結合的方式將抗污染材料連接到裸金芯片表面，從而形成具有抗污染性能的SPR傳感芯片。如羧甲基葡聚糖類傳感芯片修飾過程中，操作繁瑣、耗費時間較長(12h以上)、使用強腐蝕性物質(溴乙酸)、效率低。因此尋求綠色、經濟、高效的修飾方法得到人們的關注。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明目的在于提供一種多巴胺輔助透明質酸制備表面等離子共振儀芯片。
[0005]多巴胺在弱堿性條件下，極易發(fā)生氧化聚合反應形成聚多巴胺；在強堿性條件下(pH ^ 13)發(fā)生解聚反應。同時，聚多巴胺易于附著于不同基底表面(如裸金，二氧化硅，其他金屬等)。透明質酸因具有良好的親水性，容易在表面形成“水合層”，因此具有很好的抗非特異性蛋白吸附的性能，尤其對于單一蛋白(牛血清白蛋白等)。與此同時，該芯片制備成本低、操作簡單。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術方案加以實現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明提供了一種基于多巴胺輔助透明質酸修飾的表面等離子共振儀芯片。
[0008]本發(fā)明的芯片的結構依次為玻璃層、鉻層、傳感層、聚多巴胺與透明質酸混合層。
[0009]所述的傳感層是金膜、銀膜或銀/金復合膜。
[0010]所述鉻層厚度優(yōu)選為2-3納米。所述傳感層厚度優(yōu)選為45-50納米。所述聚多巴胺與透明質酸混合層優(yōu)選為8-30納米。
[0011]本發(fā)明一種基于多巴胺輔助透明質酸修飾的表面等離子共振儀芯片的制備方法，包括以下步驟:
[0012]a)傳感芯片制備
[0013]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆2-3納米厚鉻層，再涂覆45-50納米厚傳感層，獲得了傳感芯片；將傳感芯片浸入濃硫酸與雙氧水的混合溶液中，常溫下浸泡l_6h ;然后取出用去離子水清洗直至表面無硫酸及雙氧水殘留，再用氮氣吹干；
[0014]b)形成聚多巴胺與透明質酸混合層
[0015](I)用NaOH調節(jié)pH，配置pH為7.5-8.5的三(羥甲基)氨基甲烷溶液；加入透明質酸溶獲得透明質酸最終的濃度為l-10mg/ml ；
[0016](2)將多巴胺單體溶解于步驟⑴獲得的溶液中，使得多巴胺的最終濃度為2_4mg/ml ；
[0017](3)將傳感芯片完全浸潤于步驟(2)所獲得的溶液中，敞口放置并振蕩l_6h后取出，在傳感層表面形成了多巴胺與透明質酸混合層。
[0018](4)再依次用乙醇和去離子水清洗直至未結合到傳感層表面的多巴胺、聚多巴胺和透明質酸被清洗干凈，再用氮氣吹干。
[0019]所述的透明質酸分子量為10_2000kDa。但不局限其分子類型和來源。
[0020]所述濃硫酸與雙氧水體積比1: 0.4-1:1。
[0021]所述的聚多巴胺輔助透明質酸修飾后的共振傳感芯片在強堿性pH ^ 13下，聚多巴胺發(fā)生解聚反應，使得透明質酸等物質從芯片脫落，獲得可以重新利用的傳感芯片。
[0022]本發(fā)明的方法制備的透明質酸/聚多巴胺修飾的傳感芯片，且具有良好的抗蛋白吸附性能，到目前為止是沒有人報道過的。該制備過程操作簡單，耗時較短(少于6h)且易于進行芯片的回收再利用，芯片的利用率提高，具有良好的經濟實用性。
[0023]本發(fā)明的有益效果:
[0024]I)本發(fā)明研制的基于多巴胺輔助透明質酸修飾的表面等離子共振儀芯片，表面親水性有了很大地提高。當聚合時間為2h，聚合比例為1:1 (即多巴胺2mg/ml，透明質酸2mg/ml)時，芯片的水接觸角?30°，見附圖2，芯片的水接觸角從85° (圖2A)降低到25° (圖2C).
[0025]2)本發(fā)明研制的基于多巴胺輔助透明質酸修飾的表面等離子共振傳感芯片。其中聚多巴胺與透明質酸的混合層厚度受多巴胺聚合時間(見附圖3)、多巴胺與透明質酸的質量比(見附圖4)影響。且當聚合時間為2h，聚合比例為1:1(即多巴胺2mg/ml，透明質酸2mg/ml)時，我們制備的芯片對牛血清白蛋白溶液的吸附量最低。
[0026]3)本發(fā)明研制的基于多巴胺輔助透明質酸修飾的表面等離子共振傳感芯片具有很好的抗污染性能，當聚合時間為2h，聚合比例為1:1(即多巴胺2mg/ml，透明質酸2mg/ml)時，我們制備的芯片對溶菌酶(lmg/ml)、牛血清蛋白溶液(lmg/ml)等單一蛋白溶液非特性吸附量均低于lOng/cm2;在豆?jié){、100%血清中的非特性吸附量分別為31.67ng/cm2，87.08ng/cm2，見附圖 5。
[0027]4)本發(fā)明研制的基于透明質酸的表面等離子共振傳感芯片具有高穩(wěn)定性，干燥狀態(tài)下儲存4個月或pH 7.4磷酸鹽緩沖液中儲存7天后，抗污染性能無變化。
[0028]5)本發(fā)明研制的基于多巴胺輔助透明質酸修飾的表面等離子共振傳感芯片可進行回收再利用，經過十次回收后，依然保持良好的抗污染效果，見附圖6。
【附圖說明】
[0029]圖1多巴胺輔助透明質酸修飾的表面等離子共振儀芯片；其中，1-多巴胺與透明質酸混合層，2-傳感層，3-鉻層，4-玻璃片基底。
[0030]圖2不同芯片的水接觸角圖；其中，A-傳感芯片，B-多巴胺修飾后芯片，C-多巴胺輔助透明質酸修飾后芯片。
[0031]圖3當透明質酸與多巴胺的質量比為1:1(即多巴胺21^/1111，透明質酸21^/1111)時，修飾后芯片對表面蛋白(牛血清白蛋白)吸附量隨多巴胺聚合時間的變化。
[0032]圖4當多巴胺的聚合時間一定(2小時)時，修飾后芯片表面蛋白(牛血清白蛋白，lmg/mL)吸附量隨透明質酸與多巴胺的質量比的變化。
[0033]圖5多巴胺輔助透明質酸修飾后芯片對豆楽(7mg/mL)、血清(62mg/mL)、纖維蛋白原(lmg/mL)、乳球蛋白(lmg/mL)、牛血清白蛋白(lmg/mL)以及溶菌酶(lmg/mL)的非特異性吸附量分別為 31.67ng/cm2，87.08ng/cm2，23.33ng/cm2，7.5ng/cm2，8ng/cm2和 6.5ng/cm2。
[0034]圖6對多巴胺輔助透明質酸修飾芯片進行回收后再利用，再修飾后的芯片對牛血清白蛋白(lmg/mL)的吸附量(回收10次)。
[0035]圖7本發(fā)明基于多巴胺輔助透明質酸修飾的表面等離子共振傳感芯片制備、非特異性吸附測試、回收再利用循環(huán)示意圖。
【具體實施方式】
[0036]實施例1
[0037]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層2納米厚鉻層，再涂覆一層45納米金膜，獲得了裸金芯片。
[0038]實施例2
[0039]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層2納米厚鉻層，再涂覆一層48納米金膜，獲得了裸金芯片。
[0040]實施例3
[0041]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層2納米厚鉻層，再涂覆一層50納米金膜，獲得了裸金芯片。
[0042]實施例4
[0043]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層3納米厚鉻層，再涂覆一層45納米金膜，獲得了裸金芯片。
[0044]實施例5
[0045]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層5納米厚鉻層，再涂覆一層45納米金膜，獲得了裸金芯片。
[0046]實施例6
[0047]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層2納米厚鉻層，再涂覆一層45納米銀膜，獲得了裸銀芯片。
[0048]實施例7
[0049]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層2納米厚鉻層，再涂覆一層48納米銀膜，獲得了裸銀芯片。
[0050]實施例8
[0051]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層2納米厚鉻層，再涂覆一層50納米銀膜，獲得了裸銀芯片。
[0052]實施例9
[0053]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層3納米厚鉻層，再涂覆一層45納米銀膜，獲得了裸銀芯片。
[0054]實施例10
[0055]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層5納米厚鉻層，再涂覆一層45納米銀膜，獲得了裸銀芯片。
[0056]實施例11
[0057]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層2納米厚鉻層，再涂覆一層45納米金/銀混合膜，獲得了裸金/銀混合芯片。
[0058]實施例12
[0059]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層2納米厚鉻層，再涂覆一層48納米金/銀混合膜，獲得了裸金/銀混合芯片。
[0060]實施例13
[0061]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層2納米厚鉻層，再涂覆一層50納米金/銀混合膜，獲得了裸金/銀混合芯片。
[0062]實施例14
[0063]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層3納米厚鉻層，再涂覆一層45納米金/銀混合膜，獲得了裸金/銀混合芯片。
[0064]實施例15
[0065]通過真空濺射在BK7玻璃基底上先涂覆一層5納米厚鉻層，再涂覆一層45納米金/銀混合膜，獲得了裸金/銀混合芯片。
[0066]實施例16
[0067]將實施例1得到的傳感芯片浸入濃硫酸與雙氧水(體積比1: 0.4)混合溶液中，常溫下浸泡3h。然后取出用去離子水清洗再用氮氣吹干。
[0068]實施例17<