防污抗信号干扰的电化学检测方法、系统、设备及终端技术方案

本发明专利技术属于生物化学测试技术领域，公开了一种防污抗信号干扰的电化学检测方法、系统、设备及终端，通过等离子体技术实现电极表面的活化，实现电极上探针的功能化修饰；通过控制气相沉积时间控制聚二甲基硅氧烷高分子链在电极表面的沉积的涂层厚度，控制气相沉积温度调控在电极表面防护涂层的沉积速率；对聚二甲基硅氧烷防护涂层处理和未处理的空白组的电极探针进行复杂液体中电化学信号输出对比，通过处理后的电极实现信息输出。本发明专利技术是利用具有生物相容性好、细胞毒性低、光学透明好等特点的聚二甲基硅氧烷，其能够在多种探针表面形成稳定的防护涂层，对难于被膜覆盖的几何形状的探针电极，通过工艺简单的气相沉积法也能够实现很好的包覆效果。实现很好的包覆效果。实现很好的包覆效果。

【技术实现步骤摘要】
防污抗信号干扰的电化学检测方法、系统、设备及终端


[0001]本专利技术属于生物化学测试
，尤其涉及一种防污抗信号干扰的电化学检测方法、系统、设备及终端。

技术介绍

[0002]目前，电化学传感器因其具有检测速度快、操作简单、选择性好、灵敏度高、低成本、可以和其他放大技术联合实时分析监控等优点，广泛地应用在生物医药、临床医学、分析化学等方面。由于电化学生物传感器的快速发展，能够实现药物的快速检测、重大疾病的早期筛查，降低重大疾病的发病率，实现早发现早治疗，为构建更健康的生活提供了有利的监测手段。然而，目前的电化学传感器在复杂测试体系(例如全血液、组织细胞液、人体体液等)中主要存在两个难题，(1)测试传感器探头容易被污染，(2)电化学信号输出的准确度和灵敏度有所降低，导致测试结果的假阳性有所提高。
[0003]相关技术中，一是通过提取天然白细胞的细胞膜来修饰在电化学传感器的微电极表面上，使其具有亲水性质的表面，从而降低测试体系中的蛋白质在电极表面的非特异性吸附，减少了表面被蛋白质污染的可能性，但白细胞膜在表面的吸附一定程度上会降低探针对目标分子的灵敏度响应和准确度。另一方面是通过合成自组装薄膜包裹在电极表面形成阻断层，在复杂测试体系中，能够降低液体中的生物组分的非特异性吸附作用，防止生物组分对探针电极表面造成的严重污染，而降低了生物传感器的灵敏度和准确度。这些技术在一定程度上能够减小电极表面的污染，改善电化学信号。但是白细胞膜的提取工艺麻烦且难以落到实际应用；而合成自组装薄膜工艺复杂繁琐，合成成本和人工技术成本高，且薄膜的生物相容性较低，难以实现大规模的使用。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005](1)目前的电化学传感器在复杂测试体系(例如全血液、组织细胞液、人体体液等)中，测试传感器探头容易被污染，使得电化学信号输出的准确度和灵敏度有所降低，导致测试结果出现假阳性的可能有所提高。
[0006](2)现有通过提取天然白细胞的细胞膜来修饰在电化学传感器的微电极表面上，使其具有亲水性质。虽然能够有效地降低蛋白子在电极表面的非特异性吸附，但是白细胞膜吸附在电极表面一定程度上会降低探针对目标分子的灵敏度响应和准确度。
[0007](3)现有通过合成自组装薄膜包裹在电极表面形成阻断层的方法中，在复杂测试体系中能够降低液体中的生物组分的非特异性吸附作用，防止生物组分对探针电极表面造成的严重污染，而降低了生物传感器的灵敏度和准确度。
[0008](4)现有减小电极表面污染的方法中，白细胞膜的提取工艺麻烦且难以落到实际应用；而合成自组装薄膜工艺复杂繁琐，合成成本和人工技术成本高，且薄膜的生物相容性较低，难以实现大规模的使用。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种防污抗信号干扰的电化学检测方法、系统、设备及终端。
[0010]本专利技术是这样实现的，一种防污抗信号干扰的电化学检测方法，所述防污抗信号干扰的电化学检测方法包括：
[0011]通过等离子体技术实现电极表面的活化，实现电极上探针的功能化修饰；在完成探针功能化处理后，通过控制气相沉积时间控制聚二甲基硅氧烷高分子链在电极表面的沉积的涂层厚度，控制气相沉积温度调控在电极表面防护涂层的沉积速率；对聚二甲基硅氧烷防护涂层处理和未处理的空白组的电极探针进行复杂液体中电化学信号输出对比，通过处理后的电极实现信息输出。
[0012]本专利技术是通过等离子体技术使得电极表面的活化，再进行电极上探针的功能化修饰；在完成探针功能化处理后，通过控制气相沉积时间和温度来控制聚二甲基硅氧烷高分子链在电极表面的沉积的涂层厚度，最后得到具有抗污性能和输出电化学信号的探针电极。对聚二甲基硅氧烷防护涂层处理和未处理的空白组的电极探针进行复杂液体中电化学信号输出对比，通过处理后的探针电极能够有效地提高电化学信息灵敏度和准确度。
[0013]进一步，所述防污抗信号干扰的电化学检测方法包括以下步骤：
[0014]步骤一，进行电极的制备；
[0015]步骤二，进行电极表面的探针制备；
[0016]步骤三，进行聚二甲基硅氧烷防污涂层的制备。
[0017]保证探针电极在不被污染的情况之下，能够实现电化学信号的输出；例如(1)抗污涂层过厚，可能会降低探针电极的灵敏度或者是电化学信号输出的准确度；(2)抗污涂层过薄，起不到一定的防污效果，会影响电化学信号输出的准确度，且探针电极有可能被污染。
[0018]进一步，所述步骤一中的电极的制备包括：
[0019](1)制备金丝和钨丝热焊接、铂丝和Ag/AgCl的三电极体系；
[0020](2)对热焊接好后的金丝和钨丝进行处理，钨丝的末端进行绝缘化处理；
[0021](3)利用等离子体技术对暴露的金丝表面进行活化处理相应的时间，用于增加表面的羟基含量和去除金表面的油渍或金属氧化层；
[0022](4)将制备好的金丝
‑
钨丝和铂丝电极用去离子水和无水酒精进行交替清洗三次，氮气吹干，备好待用。
[0023]其中，所述金丝和钨丝均为10cm，所述金丝和钨丝热焊接为工作电极，所述铂丝为对电极，所述Ag/AgCl为参比电极。
[0024]进一步，所述步骤二中的电极表面的探针制备包括：
[0025](1)将低温状态的DNA探针在混匀离心机上进行混匀处理后，放置待恢复至室温；
[0026](2)利用三(2
‑
羧乙基)膦溶液作为DNA探针的还原剂；移液枪取的DNA探针和TCEP还原试剂溶液进行混合均匀，室温环境下反应2h；
[0027](3)将步骤(2)得到的混合好的DNA探针溶液溶于1mL的PBS缓冲液中，用混匀机进行混合搅匀；
[0028](4)将备用的电极放入步骤(3)得到的的溶液中，室温环境下浸泡2h后取出，待用。
[0029]进一步，相同摩尔浓度的三(2
‑
羧乙基)膦溶液和DNA探针的体积比例是V
TCEP
：V
DNA
＝200：1；所述DNA探针和TCEP还原试剂溶液的量取量均为3μL，所述DNA探针的浓度为100μmol/L，所述TCEP还原试剂溶液浓度为20mmol/L。
[0030]进一步，所述步骤三中的聚二甲基硅氧烷防污涂层的制备包括：
[0031](1)用热风机将玻璃真空干燥器的罐内温度提高排除空气的水分；
[0032](2)在样品玻璃瓶内装入40μL的聚二甲基硅氧烷和处理好的探针电极移入真空干燥器内，用密封胶将干燥器密封好后，用抽真空机抽至真空状态；
[0033](3)将玻璃真空干燥器在室温或鼓风干燥箱中恒温60℃的条件下反应20min后，得到修饰好聚二甲基硅氧烷防污涂层的探针电极体系。
[0034]本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述的防污抗信号干扰的电化学检测方法的防污抗信号干扰的电化学检测系统，所述防污抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防污抗信号干扰的电化学检测方法，其特征在于，所述防污抗信号干扰的电化学检测方法包括：通过等离子体技术使得电极表面的活化，再进行电极上探针的功能化修饰；在完成探针功能化处理后，通过控制气相沉积时间和温度来控制聚二甲基硅氧烷高分子链在电极表面的沉积的涂层厚度，最后得到具有抗污性能和输出电化学信号的探针电极；对聚二甲基硅氧烷防护涂层处理和未处理的空白组的电极探针进行复杂液体中电化学信号输出对比，通过处理后的探针电极能够有效地提高电化学信息灵敏度和准确度。2.如权利要求1所述的防污抗信号干扰的电化学检测方法，其特征在于，所述防污抗信号干扰的电化学检测方法包括以下步骤：步骤一，进行电极的制备；步骤二，进行电极表面的探针制备；步骤三，进行聚二甲基硅氧烷防污涂层的制备。3.如权利要求2所述的防污抗信号干扰的电化学检测方法，其特征在于，所述步骤一中的电极的制备包括：(1)制备金丝和钨丝热焊接、铂丝和Ag/AgCl的三电极体系；(2)对热焊接好后的金丝和钨丝进行处理，钨丝的末端进行绝缘化处理；(3)利用等离子体技术对暴露的金丝表面进行活化处理相应的时间，用于增加表面的羟基含量和去除金表面的油渍或金属氧化层；(4)将制备好的金丝
‑
钨丝和铂丝电极用去离子水和无水酒精进行交替清洗三次，氮气吹干，备好待用；其中，所述金丝和钨丝均为10cm，所述金丝和钨丝热焊接为工作电极，所述铂丝为对电极，所述Ag/AgCl为参比电极。4.如权利要求2所述的防污抗信号干扰的电化学检测方法，其特征在于，所述步骤二中的电极表面的探针制备包括：(1)将低温状态的DNA探针在混匀离心机上进行混匀处理后，放置待恢复至室温；(2)利用三(2
‑
羧乙基)膦溶液作为DNA探针的还原剂；移液枪取的DNA探针和TCEP还原试剂溶液进行混合均匀，室温环境下反应2h；(3)将步骤(2)得到的混合好的DNA探针溶液溶于1mL的PBS缓冲液中，用混匀机进行混合搅匀；(4)将备用的电极放入步骤(3)得到的的溶液中，室温环境下浸泡2h后取出，待用。5.如权利要求4所述的防污抗信号干扰的电化学检测方法，其特征在于，相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德辉，王大贵，邓旭，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：