一种基于导电聚合物水凝胶的分子印迹电化学传感器

本发明属于医学材料，具体涉及一种基于导电聚合物水凝胶的分子印迹电化学传感器。

背景技术：

1、皮质醇(ct)是人肾上腺释放的一种类固醇激素，具有调节肾上腺皮质功能障碍和慢性应激的作用。它在调节血压、血糖水平、代谢和免疫反应障碍等方面具有至关重要的作用。皮质醇水平异常会导致创伤后应激障碍、库欣综合征和削弱免疫反应等许多疾病，皮质醇可以作为生物标志物评价因皮质醇水平异常导致疾病的严重程度，因此，快速可靠的检测体内皮质醇水平对多种疾病的诊断和治疗是非常有价值的。

2、传统的皮质醇检测方法，有酶联免疫吸附试验(elisa)和液相色谱等方式，传统的检测方法存在以下缺陷：

3、1)检测过程繁琐，分析数据耗时长，大约需要2小时；

4、2)检测的灵敏度低；

5、3)对其他与之类似的类固醇激素检测选择性差；

6、4)对皮质醇的特异性识别依赖价格昂贵、可回收性差的生物抗体。

7、目前已有采用生物传感器来检测生物大分子的报道，但多数生物传感器被用于组分复杂的生物液体(如血液、血清、唾液、唾液、汗液和尿液)检测时，会产生生物分子、细胞和其他共存污染物的非特异性吸附，产生压倒性的信号干扰并导致传感器故障。由于生物污染对生物传感界面电化学信号的影响，严重降低了生物传感器检测疾病生物标记物的灵敏度和选择性，会干扰疾病早期诊断的准确性。因此，抗污染材料的开发对于降低非特异性吸附造成的误检具有重要意义。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种基于导电聚合物水凝胶的分子印迹电化学传感器，即一种基于导电的海藻酸钠掺杂聚(3,4-乙基二氧噻吩)(pedot/sa)水凝胶抗污染分子印迹电化学传感器，用于人复杂体液中的皮质醇检测。本发明所使用的抗污染分子印迹水凝胶因具有三维孔腔，可以特异性识别目标物，具有较高的抑制非特异性吸附能力。

2、本发明提供的一种分子印迹聚合物生物传感器，是将预处理过的电极放入混合电解质溶液中对电极表面进行电化学还原生成铜涂层；待铜涂层电极干燥后，将其放入混合溶液中进行恒定电压氧化，生成pedot/sa/ct水凝胶电极；将特定溶液滴涂在水凝胶电极表面，所制备的传感器命名为gce/pedot/sa/ct；将传感器浸泡在乙醇溶液中，从印迹水凝胶中洗脱皮质醇模板，在pedot/sa基质中留下皮质醇选择性结合位点，生成分子印迹聚合物生物传感器(gce/pedot/sa-mip)。

3、所述的预处理，为使用清洁液进行的抛光和清洗。

4、所述混合电解质溶液，是包含有浓度为0.01g ml-1的cuso4的10％乙酸溶液。

5、所述电化学还原，是在-0.4v恒电位下持续300s；

6、所述混合溶液，为包含有sa(0.01g)、koh(0.028g)、edot(10μl)和ct(0.8mg)的混合溶液。

7、所述恒定电压氧化，为0.5v恒定电压下氧化350s。

8、所述特制溶液，为浓度为5％全氟磺酸型聚合物溶液(nafion溶液)。

9、本发明所制备的分子印迹聚合物生物传感器用于检测皮质醇；

10、所述的检测皮质醇，是检测液体中的皮质醇。

11、本发明所制备的分子印迹聚合物生物传感器还可用于检测皮质醇的制品。

12、本发明所制备的导电的pedot/sa水凝胶具备生物相容性，其导电性可以促进电子转移，快速稳定的传递传感反应，皮质醇分子的特异性结合抑制了电子转移，使阻抗(eis模式)增加、传感器的活性面积(ca模式)减小。该水凝胶具有良好的电导率，通过包围大量的印迹空腔，可以更灵敏地感受到传感器的电化学性能的变化，从而提高了传感性能。水凝胶自身拥有的超亲水性特质使传感器具备了良好的抗污染性能。

技术特征：

1.一种分子印迹聚合物生物传感器，其特征在于，所述的分子印迹聚合物生物传感器是将预处理过的电极放入混合电解质溶液中对电极表面进行电化学还原生成铜涂层；待铜涂层电极干燥后，将其放入混合溶液中进行恒定电压氧化，生成水凝胶；再将特定溶液滴涂在水凝胶电极表面；将传感器浸泡在乙醇溶液中，生成分子印迹聚合物生物传感器。

2.如权利要求1所述的分子印迹聚合物生物传感器，其特征在于，所述的混合电解质溶液，是包含有浓度为0.01g ml-1的cuso4的10％乙酸溶液。

3.如权利要求1所述的分子印迹聚合物生物传感器，其特征在于，所述的电化学还原，是在-0.4v恒电位下持续300s。

4.如权利要求1所述的分子印迹聚合物生物传感器，其特征在于，所述的混合溶液，为包含有sa、koh、edot和ct的混合溶液。

5.如权利要求1所述的分子印迹聚合物生物传感器，其特征在于，所述的恒定电压氧化，为0.5v恒定电压下氧化350s。

6.如权利要求1所述的分子印迹聚合物生物传感器，其特征在于，所述的特制溶液，为浓度为5％的nafion溶液。

7.权利要求1所述的分子印迹聚合物生物传感器在检测皮质醇中的应用。

8.权利要求1所述的分子印迹聚合物生物传感器在制备用于检测皮质醇的制品中的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的制品是用于检测人体液中的皮质醇。

10.一种检测皮质醇的制品，其特征在于，所述的制品包含有权利要求1所述的分子印迹聚合物生物传感器。

技术总结
本发明提供一种基于导电聚合物水凝胶的分子印迹电化学传感器。本发明基于水凝胶的抗污染性能与分子印迹聚合物相结合，制备了一种抗污染分子印迹水凝胶。该水凝胶具有三维多孔结构、增大的电化学活性面积、优异的导电性和抗污染性能。基于该水凝胶制备的分子印迹电化学传感器，具有特异性识别结构相似物质的功能。其在消除单一蛋白和复杂介质的非特异性吸附方面抗污染能力突出，在复杂介质中具有较强长期抗污染能力。同时该传感器可以准确检测实际样品(唾液和汗液)中微量皮质醇。本发明为开发用于复杂介质中超灵敏生物传感器，特别是在实用的植入式器件方面提供新启发。

技术研发人员：惠妮,王家胜
受保护的技术使用者：青岛农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16