本發(fā)明涉及一種三維折疊紙芯片的制備方法，更具體地說是一種多功能三維折疊紙芯片光電化學分子印跡平臺的構(gòu)建。

背景技術(shù)：

從光電化學生物傳感的最初狀態(tài)發(fā)展到現(xiàn)在，人們已經(jīng)設(shè)計出多種傳感器用來檢測各種目標分析物。然而，對于典型的光電化學生物傳感來說，兩個核心元素是不可或缺的，即：光電活性物質(zhì)（用來產(chǎn)生檢測信號）以及生物識別元件（與電極緊密相連），而識別原件的往往受光電活性物質(zhì)的限制而使目標物的檢測范圍受到影響，為了擴大目標物的范圍和增大檢測信號，我們采用一種光電活性物質(zhì)和生物識別元件分離，但又產(chǎn)生相互作用的方式檢測目標。

分子印跡聚合物對目標分子及其類似物具有特定的選擇識別性的功能。由于其合成的獨特性使分子印跡聚合物擁有一些很有前景的特點，例如低成本、易合成、高穩(wěn)定性、良好的重現(xiàn)性。同時分子印跡聚合物會表現(xiàn)出一定的柔韌性，使得分子識別作用在短時間內(nèi)達到平衡，有利于反應的進行和剛性結(jié)構(gòu)，既保證聚合物的特異性識別又保證模板分子去除后空間取向不發(fā)生變化，與模板分子大小相一致，以及能與孔穴中的基團相互作用。分子印跡聚合物具有一定的機械穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。利用這些性能可以提高聚合物在不同環(huán)境下的應用。

紙作為親水性材料與傳統(tǒng)材料相比有一些特有的性質(zhì)，包括通過毛細作用實現(xiàn)的無動力流體運輸、高的表面積與體積比可以提高比色測定的檢測限、網(wǎng)狀分布的纖維能夠儲存試劑?；谶@些優(yōu)點，紙可以用于金屬的點滴實驗、紙層析色譜分析和橫向流免疫分。微流控紙芯片作為新型的材料具有制作過程簡單、易攜帶、成本低、無需外置的動力泵等優(yōu)點，可以用于新型藥物的研發(fā)、疾病的快速檢測、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控和水質(zhì)分析等重要領(lǐng)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種三維紙基光電化學分子印跡傳感器的制備，其特征是包括以下步驟：

（1）在計算機上利用ai軟件設(shè)計如附圖1所示的光電化學紙芯片的疏水蠟批量打印圖案；

（2）將紙芯片剪裁成a4大小的紙，利用蠟打印機將步驟（1）中設(shè)計的疏水蠟批量打印圖案打印到a4紙上，隨后將其放置到烘箱中加熱直至蠟融化并浸透整個紙的厚度，形成疏水區(qū)域；

（3）采用絲網(wǎng)印刷的方法，將工作電極、參比電極、對電極印刷圖案依次印刷到步驟（2）中所得紙上，樣式如附圖2所示，其中上端綠色部分為遮光區(qū)，下端綠色部分為工作區(qū)上面印有工作電極、參比電極和對電極，紫色部分為化學反應區(qū)，上下兩個親水區(qū)域分別為光電信號響應區(qū)域和檢測區(qū)域；灰色部分為隔離區(qū)；

（4）對步驟（3）中紫色部分光電信號響應區(qū)進行功能化，配置45~50mm濃度乙酸鋅種子溶液，多次滴加在親水性區(qū)域，配置0.1~0.5m的硝酸鋅和六次甲基四胺溶液，攪拌30~60min，將帶有種子溶液的紙芯片放入帶有生長液的50ml高壓釜中，將高壓釜放入120~130゜c烘箱中12~24h，反應完成后冷卻到室溫，取出紙芯片沖洗多次；

(5)對步驟（3）紫色部分中檢測區(qū)域功能化，將紙芯片按照附圖3的形式折疊,將親水性區(qū)域通過種子溶液生長法生長上金納米粒子，分別配置40μl，0.1m，ph為5.2乙酸鹽緩沖溶液含有6~10μm谷氨酸、100~120μm鄰苯二胺和6~10μm甘氨酸、100~120μm鄰苯二胺聚合溶液。將聚合溶液分別滴在紫色部分檢測區(qū)域，通過三電極連接電化學工作站，選用循環(huán)伏安法在0.0~1.0v電位范圍內(nèi)，在掃描速率為50mv/s，掃描圈數(shù)為20，完成分子印跡聚合實驗；

（6）在步驟（5）的基礎(chǔ)上，配置一定0.1m濃度的二茂鐵甲醇溶液，將二茂鐵甲醇溶液滴加在將30μl二茂鐵甲醇溶液滴在光電信號響應區(qū)域，按照附圖4方式疊加紙芯片，用365nm紫外波長照射，依次通過疊加方法通過電化學工作站采用時間電流曲線檢測光電強度；

(7)分別繪制光電流強度與谷氨酸和甘氨酸濃度的標準曲線，完成氨基酸的測定。

本發(fā)明的有益效果

1采用此光電化學分子印跡傳感器檢測目標物可以極大地降低背景信號，提高檢測的靈敏度。

2功能化紙芯片具有識別位點多，批量檢測目標物的功能。

3紙芯片裝置具有檢測多個目標物的功能。

4此方法可以避免紫外光對生物活性分子的照射，同時提高信號強度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方案對本發(fā)明作進一步詳細描述

圖1是微流控紙芯片的疏水蠟批量打印圖案。

圖2是疏水蠟打印圖案上絲網(wǎng)印刷上工作電極、參比電極和對電極，其中，左側(cè)部分為參比電極，中間部分為工作電極和右側(cè)部分為對電極。

圖3是微流控紙芯片聚合形成分子印跡聚合物折疊方式。

圖4是微流控紙芯片檢測目標物折疊示意圖。

具體實施方式

實施例一紙基光電化學分子印跡傳感器的制備和應用：

(1)在計算機上利用ai軟件設(shè)計如附圖1所示的光電化學紙芯片的疏水蠟批量打印圖案；

(2)將紙芯片剪裁成a4大小的紙，利用蠟打印機將步驟（1）中設(shè)計的疏水蠟批量打印圖案打印到a4紙上，隨后將其放置到烘箱中加熱直至蠟融化并浸透整個紙的厚度，形成疏水區(qū)域；

(3)采用絲網(wǎng)印刷的方法，將工作電極、參比電極、對電極印刷圖案依次印刷到步驟（2）中所得紙上，樣式如附圖2所示，其中上端綠色部分為遮光區(qū)，下端綠色部分為工作區(qū)上面印有工作電極、參比電極和對電極，紫色部分為化學反應區(qū)，上下兩個親水區(qū)域分別為光電信號響應區(qū)域和檢測區(qū)域；灰色部分為隔離區(qū)；

(4)對步驟（3）中紫色部分光電信號響應區(qū)進行功能化，先將20μl0.1m濃度的還原氧化石墨烯溶液滴在親水性區(qū)域，在室溫下靜置晾干；配置45mm濃度乙酸鋅種子溶液，將種子溶液采用旋涂的方式涂覆，一共涂覆6次，置于150゜c烘箱中10min；配置0.1m的硝酸鋅和0.1m六次甲基四胺溶液，攪拌30min，將生長液倒入50ml內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應釜內(nèi)，把紙芯片放入帶有生長液的50ml內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應釜內(nèi)，將反應釜放入126゜c烘箱中12h，反應完成后冷卻到室溫，取出紙芯片沖洗多次；

(5)對步驟（3）紫色部分中檢測區(qū)域功能化，將紙芯片按照附圖3的形式折疊，將親水性區(qū)域通過種子溶液生長法生長上金納米粒子，金納米粒子生長步驟為先配置金種子溶液，金種子溶液配制方法為：0.5ml0.01m氯金酸溶液中加入0.5ml0.01m檸檬酸鈉和18ml二次水，攪拌15min，然后加入0.5ml0.1m硼氫化鈉溶液，攪拌5min，放入冰箱待用；將20μl種子溶液滴加在親水區(qū)域，靜置晾干，重復三次；配置生長液：稱取0.01399g鹽酸羥胺溶于1ml二次水中，取667μl氯金酸溶液加入上述溶液中；取20μl配置的生長液滴加帶有種子溶液的親水性區(qū)域中，靜置30min，用二次水沖洗3次；分別配置40μl0.1mph為5.2乙酸鹽緩沖溶液含有6μm谷氨酸、100μm鄰苯二胺和6μm甘氨酸、100μm鄰苯二胺聚合溶液；將40μl0.1mph為5.2乙酸鹽緩沖溶液含有6μm谷氨酸、100μm鄰苯二胺聚合溶液滴在紫色部分檢測區(qū)域，通過三電極連接電化學工作站，選用循環(huán)伏安法在0~1.0v電位范圍內(nèi)，在掃描速率為50mv/s，掃描圈數(shù)為20，完成谷氨酸分子印跡聚合實驗；另外一個紫色部分中檢測區(qū)域按照同樣的方式對40μl0.1mph為5.2乙酸鹽緩沖溶液含有6μm甘氨酸、100μm鄰苯二胺完成甘氨酸分子印跡聚合反應；

(6)在步驟（5）的基礎(chǔ)上，配置0.1m濃度的二茂鐵甲醇溶液，將30μl二茂鐵甲醇溶液滴在光電信號響應區(qū)域，按照附圖3方式疊加紙芯片，用365nm紫外波長照射，依次對兩個紫色區(qū)域通過電化學工作站采用時間電流曲線檢測光電強度；

(7)分別繪制光電流強度與谷氨酸和甘氨酸濃度的標準曲線，完成氨基酸的測定。