專利名稱：用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物檢測的分子印跡膜電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通過測試電化學(xué)變量分析材料的生物化學(xué)電極技術(shù)領(lǐng) 域，特別是一種用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物檢測的分子印跡膜電極。
背景技術(shù)：
環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(Endocrine Disrupting Chemicals,簡稱EDCs) 是迫切需要治理的新一代環(huán)境污染物。它是指一類干擾生物體的正常行為 及與生殖、發(fā)育相關(guān)的正常激素的合成、貯存、分泌、體內(nèi)運輸、結(jié)合、 清除等過程的外來物質(zhì)。其主要包括工業(yè)添加劑類(雙酚類如雙酚A、垸 基酚類)、農(nóng)藥類(2，4-D， DDT等和一些除草劑)、醫(yī)用類藥物(已烯雌 酚、植物雌激素)以及重金屬類(如鉛、鎘)等幾類物質(zhì)。微量的環(huán)境內(nèi) 分泌干擾物質(zhì)即可對正常激素作用產(chǎn)生影響，干擾內(nèi)分泌機能，引起哺乳 動物及人類的生殖障礙、發(fā)育異常及某些病理性損傷。這類物質(zhì)不僅存在 于工業(yè)廢水、廢氣和生活污水中，在農(nóng)產(chǎn)品中也可能存在。如果農(nóng)產(chǎn)品中 的EDCs物質(zhì)殘留不能得的及時、準確地檢測，它們就可能進入機體，并在 體內(nèi)直接或間接影響正常的激素代謝，給人類健康帶來嚴重的危害。
目前已有的對痕量EDCs物質(zhì)殘留的檢測或篩檢方法主要包括體內(nèi)試 驗、體外試驗、生物標志物檢測及儀器監(jiān)測方法等。體內(nèi)試驗常采用子宮 增重試驗和子宮鈣結(jié)合蛋白CaBP-9kmRNA表達檢測和蛋白分析，該方法反 應(yīng)敏感具有專一性，但是其成本高，靈敏度低，不適于大規(guī)模的快速篩檢。 體外試驗主要有E-Screen法、受體競爭試驗等，但是試驗本身的特異性較 差，容易出現(xiàn)假陽性結(jié)果。而借助于HPLC或IX-MS聯(lián)用技術(shù)等大型精密儀 器建立起來的EDCs儀器監(jiān)測方法，對EDCs的監(jiān)測雖說具有很高的靈敏度， 但是該方法不能一次就鑒定出分析物的結(jié)構(gòu)，往往還需要用GC-MS確認結(jié) 構(gòu)，技術(shù)成本較高。而且傳統(tǒng)方法所需的時間一般都較長，有的甚至長達
幾個小時，操作復(fù)雜，不能用于現(xiàn)場的快速檢測。因此，研制可更換的廉 價一次性用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物檢測的電極就非常必要且具有很高的實用 價值。
現(xiàn)在很多領(lǐng)域都在利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制作不同用處的電極，中國專利
申請?zhí)?5102225、 99812560. 1、 00130620. 0和02157282. 8中披露的就是 這種絲網(wǎng)印刷電極。但由絲網(wǎng)印刷技術(shù)制成的真正用于產(chǎn)業(yè)化的一次性環(huán) 境內(nèi)分泌干擾物檢測生物傳感器分子印跡膜電極的相關(guān)報道尚未見到。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題，是提供了一種檢測方便、成本低廉、 攜帶方便的用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物檢測的分子印跡膜電極。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型是通過以下措施來實現(xiàn)的 一種 用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物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(dǎo)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 面涂覆一層聚碳酸脂，所述工作電極上涂覆有反應(yīng)層，反應(yīng)層是由用表面 修飾技術(shù)固定在工作電極上的能和環(huán)境內(nèi)分泌干擾物發(fā)生特異分子識別反 應(yīng)的分子印跡聚合物組成。
本實用新型的所述工作電極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實心六邊形，所述對電極的形狀為 圍繞在工作電極外面的缺少與接線端子相鄰的一邊的空心六邊形。
本實用新型所述工作電極中間部分設(shè)有凹陷。
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 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(wǎng)印刷電極，其電極拆換簡便、小型化、易攜帶、可以 一次性使用。
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2. 反應(yīng)層是由用表面修飾技術(shù)固定在工作電極上，通過固定化材料的 配比調(diào)整，使制得的電極對環(huán)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(wěn)定，電極的重復(fù)性好，適用于環(huán)境內(nèi)分泌干 擾物檢測傳感器產(chǎn)業(yè)化的實際應(yīng)用。
4. 由于絲網(wǎng)印刷技術(shù)的應(yīng)用，使制作電極的工藝成本降低，適于產(chǎn)業(yè) 化中價廉的要求，這有利于制成一次性產(chǎn)品，方便客戶使用。
5. 絲網(wǎng)印刷技術(shù)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(guī)格的分子印跡 膜電極產(chǎn)品，豐富產(chǎn)品種類。
6. 由于絲網(wǎng)印刷可以進行工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)，使得電極在生產(chǎn)上可
以批量定制，它不受企業(yè)大小的限制，大工業(yè)機械化可以進行生產(chǎn)，鄉(xiāng)鎮(zhèn) 企業(yè)、個體手工業(yè)也可以進行生產(chǎn)。
7. 絲網(wǎng)印刷電極規(guī)格小，重量輕，易于攜帶，方便、實用。
8. 利用絲網(wǎng)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，可實現(xiàn)對環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的快速在線檢測，檢測時間可控制在
10min左右，檢出限為O. lng/g。
9. 反應(yīng)層加入了碳納米管，利用其納米增效作用，使制得的工作電極 顯著提高了反應(yīng)靈敏性和檢測精度，使檢測結(jié)果更加準確。
以下結(jié)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為兩個電極基體的正視示意圖。
圖3為反應(yīng)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為本實用新型分子印跡膜電極的反應(yīng)原理圖。 圖中1.接線端子，2.電極連線，3.凹陷，4.工作電極，5.對電極，
6.反應(yīng)層，7.窗口， 8.上蓋，9.電極基片。
具體實施方式

實施例1
如圖6所示的一種用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物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(dǎo)電材料制成的兩個電極 基體，如圖2所示用金箔制成所述兩個電極基體，其中一個由接線端子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 碳酸脂，所述工作電極4上涂覆有反應(yīng)層，如圖3所示反應(yīng)層是由用表面 修飾技術(shù)固定在工作電極4上的能和環(huán)境內(nèi)分泌干擾物發(fā)生特異分子識別 反應(yīng)的分子印跡聚合物組成。
本實用新型的所述工作電極涂覆有一層用于納米增效的碳納米管。
如圖2本實用新型所述工作電極4的形狀為實心六邊形，所述對電極 5的形狀為圍繞在工作電極4外面的缺少與接線端子相鄰的一邊的空心六 邊形，比六邊形內(nèi)切圓形或其他形狀電極反應(yīng)面積比較大。
如圖2所述工作電極4中間部分設(shè)有凹陷3，增大了電極反應(yīng)層的厚 度，進而增強了反應(yīng)信號及檢測靈敏度。
如圖4. 5所示還包括有上蓋8，所述上蓋8覆蓋在整個電極的最上面， 所述工作電極4、對電極5、接線端子l和部分電極連線暴露在外邊。
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(gòu)成情況。電極基片9的大小為長35匪、寬10mm、厚0. 5腿; 工作電極4為邊長為2. 5 ■的實體六邊形結(jié)構(gòu)，通過電極連線2與一個接 線端子l連為一體；對電極5為邊長為3.3腿、電極連線2寬1.5mm的缺 少與接線端子相鄰的一邊的空心六邊形，通過電極連線2與另一個接線端 子l連為一體；反應(yīng)層6為一與工作電極面積相等的六邊形結(jié)構(gòu)；上蓋8 長30mm、寬10mm、厚0. 2mm;上蓋8距一寬邊5mm上方中部開有直徑為4. 5 mm的六邊形窗口 7。
制造時將接線端子1、電極連線2、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1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、工作電極4和對電極5之上，窗口7露出工作電 極4和對電極5，形成一個分子印跡膜電極。
本實用新型用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物檢測的分子印跡膜電極的制備方
法是
在由絲網(wǎng)印刷技術(shù)制成的有機絕緣材料做成的電極基片即載體上，將 導(dǎo)電材料用噴涂法印制形成工作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(shù)形成的反應(yīng)層，即制成分子印跡膜電極，其反應(yīng)層的具體制備方法為
第一步，依次用0. 5um和0. 3nmAlA粉末將金電極拋光，再用50% 的腦03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，室溫下千燥。
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10iiL 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PH為7.0， 0.02M緩沖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4'C下冰箱中，保存24h后使用。
上述方法中所用緩沖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(jù)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lOOOmL 的容量瓶中，pH二7.4。
如圖6所示本實用新型工作原理
在溶劑中加入環(huán)境內(nèi)分泌干擾物分子、功能單體、交聯(lián)劑等反應(yīng)物后 引發(fā)反應(yīng)，使其聚合。而后利用物理或化學(xué)手段將環(huán)境內(nèi)分泌干擾物分子 從制備的聚合物中洗脫出來，聚合物內(nèi)部便形成了形狀和官能團位置與環(huán) 境內(nèi)分泌干擾物分子相匹配的空穴，此空穴對環(huán)境內(nèi)分泌干擾物分子具有
高度的特定識別性和結(jié)合能力，當(dāng)樣品中的待測物質(zhì)與此聚合物特異性結(jié) 合以后，結(jié)合光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，將光信號轉(zhuǎn)變成電信號，根據(jù)電極表面產(chǎn)生 的電流的大小可以測定環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的含量。
實施例2用做工作電極和對電極的基體的導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)電材料是銀，其他同實施 例1。
權(quán)利要求1.一種用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物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(dǎo)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脂，所述工作電極(4)上涂覆有反應(yīng)層，所述反應(yīng)層是由用表面修飾技術(shù)固定在工作電極(4)上的能和環(huán)境內(nèi)分泌干擾物發(fā)生特異分子識別反應(yīng)的分子印跡聚合物組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物檢測的分子印跡膜電 極，其特征在于所述工作電極(4)涂覆有一層用于納米增效的 碳納米管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物檢測的分子印跡膜電極，其特征在于所述工作電極(4)的形狀為實心六邊形，所述對電極(5)的形狀為圍繞在工作電極(4)外面的缺少與接線端子 相鄰的一邊的空心六邊形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物檢測的分子印跡膜電 極，其特征在于所述工作電極(4)中間部分設(shè)有凹陷(3)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1. 2. 3或4任意一項所述用于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物檢測 的分子印跡膜電極，其特征在于還包括有上蓋，所述上蓋覆蓋在 整個電極的最上面，所述工作電極(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環(huán)境內(nèi)分泌干擾物檢測的分子印跡膜電極，包括電極基片、兩個電極基體，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脂，所述工作電極上涂覆有反應(yīng)層。所述工作電極涂覆有一層用于納米增效的碳納米管。所述工作電極的形狀為實心六邊形，所述對電極的形狀為圍繞在工作電極外面的缺少與接線端子相鄰的一邊的空心六邊形。所述工作電極中間部分設(shè)有凹陷。本實用新型可實現(xiàn)對環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的快速在線檢測，檢測時間可控制在10min左右，檢出限為0.1ng/g；反應(yīng)層加入了碳納米管，使檢測結(jié)果更加準確。
文檔編號G01N27/327GK201188095SQ200820021748
公開日2009年1月28日 申請日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)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(xué)