本发明涉及电化学分析检测，尤其涉及一种基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法及应用。
背景技术：
1、有机磷是指含有碳-磷键的有机化合物，多作为杀虫剂被广泛应用于农业。其中，有机磷酸酯类农药(opps)毒性高、药效强，是世界上使用最广泛的农药之一，日常生活中使用的农药中70％属于有机磷酸酯类，其生产、储存和使用范围覆盖全球。有机磷除了用于农业杀虫剂外，还作为化学战剂应用于军事作战。在众多化学战剂中，神经毒剂是一类含有高挥发性有机磷和能够破坏神经系统的化学战剂。神经毒剂和有机磷酸脂类农药均属有机磷酸酯类化合物，通过吸入、皮肤沾染或食用进入人体后，抑制乙酰胆碱酯酶活性，导致乙酰胆碱过量堆积，致使神经系统紊乱，最终造成麻痹甚至死亡。尽管目前已经采取了许多努力来确保公众免受这些有毒化学品危害，但依然存在偷用、滥用等情况，这对生态环境和食品安全造成严重的威胁。为了有效预防有机磷引起的公共卫生事件的发生和监测生态环境健康，需要开发便捷、快速、高选择性和高灵敏度的有机磷检测方法来监测可能对人类和生态有害的有机磷。
2、目前，用于检测有机磷的传统的方法有色谱法、质谱法等，这些检测方法的优点是具有较高的高灵敏度，但它们在实际应用的过程中也存在许多缺点，如检测成本高、耗时长、需要大型的仪器设备和专业的操作人员等。这些缺点使其无法满足对有机磷的现场快速检测的需求。针对这个问题，研究人员开发出了酶抑制法和免疫学检测方法。酶抑制法利用有机磷对特定酶的抑制作用来间接检测有机磷的存在，这种方法具有简单、快速、对样品前处理要求不高等特点。因此研究人员基于这种原理开发了多种有机磷的检测方法及产品，比如现场检测中经常使用的试剂盒，这类产品操作简单、便捷，检测速度快、周期短，对检测人员的专业能力要求低，非常适合用于农产品的现场快速检测；免疫学检测方法利用抗体与有机磷化合物之间的特异性相互作用产生的信号来实现对有机磷的检测。基于这种方法开发出的酶联免疫吸附法(elisa)具有检测速度快、灵敏度高、抗干扰能力强等特点，并且不需要昂贵的大型仪器设备，非常适合对具有大量样品的现场进行筛选检测。与色谱法和质谱法相反，酶抑制法和elisa在实际使用过程中普遍存在假阳性或假阴性高、准确度差的问题。
3、因此，需要开发既能满足现场快速检测需求，又能实现高灵敏定量检测的有机磷新型检测技术。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供一种基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法及应用。制备所得的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器可以通过可视化方法满足现场快速检测的需要，也可以使用电化学方法获得更宽的线性范围进行高灵敏检测。
2、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
3、其一，本发明提供了一种基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法，包括：s1，对pdms膜进行切割，并与pc盖板进行键合、预组装处理，得到微流控芯片；s2，向煮沸的haucl4溶液中依次加入柠檬酸钠溶液、聚乙二醇硫醇，并进行离心处理，得到aunps溶液；s3，向单链dna中依次加入丙烯酰胺、aps和temed的混合溶液，并进行脱氧聚合处理，得到线性聚丙烯酰胺-dna聚合物；s4，向所述线性聚丙烯酰胺-dna聚合物中依次加入所述aunps溶液、maf，并进行洗涤处理，得到双模检测dna水凝胶；s5，将工作电极、参比电极和对电极在高温下进行覆盖处理，得到生物传感器三电极；s6，利用超纯水、无水乙醇、氧等离子体和kh570/乙醇溶液对所述生物传感器三电极进行硅烷化处理，得到硅烷化生物传感器三电极；s7，利用所述双模检测dna水凝胶和所述微流控芯片对所述硅烷化生物传感器三电极进行固定、组装处理，得到所述基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器。
4、进一步地，所述对pdms膜进行切割，并与pc盖板进行键合、预组装处理，得到微流控芯片，包括：s11，将pdms膜分别按照上层pc和下层pc对应的形状进行切割处理，得到上层pdms切割膜和下层pdms切割膜；s12，利用离子清洗机，对所述上层pdms切割膜与上层pc键合处理1～2min，烘干，得到上层微流控芯片；s13，利用离子清洗机，对所述下层pdms切割膜与下层pc键合处理1～2min，烘干，得到下层微流控芯片；s14，利用上层pc和下层pc四角的磁铁，对所述上层微流控芯片、中间层pc和所述下层微流控芯片进行预组装，得到微流控芯片。
5、进一步地，所述向煮沸的haucl4溶液中依次加入柠檬酸钠溶液、聚乙二醇硫醇，并进行离心处理，得到aunps溶液，包括：s21，向煮沸的haucl4溶液中加入柠檬酸钠溶液，煮沸搅拌30～60min，得到aunp溶液；s22，向所述aunp溶液中加入聚乙二醇硫醇，并进行离心处理，得到所述aunps溶液。
6、进一步地，所述向单链dna中依次加入丙烯酰胺、aps和temed的混合溶液，并进行脱氧聚合处理，得到线性聚丙烯酰胺-dna聚合物，包括：s31，向单链dna中加入丙烯酰胺，35～40℃下脱氧8～10min，得到聚丙烯酰胺-dna聚合物；s32，将aps和temed混合，得到aps-temed混合溶液；s33，向所述聚丙烯酰胺-dna聚合物中加入aps-temed混合溶液，35～40℃下脱氧8～10min，离心得到所述线性聚丙烯酰胺-dna聚合物。
7、进一步地，所述向所述线性聚丙烯酰胺-dna聚合物中依次加入所述aunps溶液、maf，并进行洗涤处理，得到双模检测dna水凝胶，包括：s41，向所述线性聚丙烯酰胺-dna聚合物中加入所述aunps溶液，并在60～65℃下震荡5～8min，得到aunps-线性聚丙烯酰胺-dna聚合物；s42，向所述aunps-线性聚丙烯酰胺-dna聚合物中加入maf，并在60～65℃下摇匀8～10min后进行洗涤处理，得到所述双模检测dna水凝胶。
8、进一步地，所述将工作电极、参比电极和对电极在高温下进行覆盖处理，得到生物传感器三电极，包括：s51，将工作电极固定在pet基底上，得到pet基底工作电极；s52，将参比电极、对电极和导线进行高温处理，固定在所述pet基底工作电极上，得到pet基底三电极；s53，将绝缘材料在60～65℃下处理30～40min，覆盖在所述pet基底三电极电测区四周，得到所述生物传感器三电极。
9、进一步地，所述工作电极为ito；所述参比电极为ag/agcl或hg/hgo中的一种；所述对电极为c；所述导线为ag。
10、进一步地，所述利用超纯水、无水乙醇、氧等离子体和kh570/乙醇溶液对所述生物传感器三电极进行硅烷化处理，得到硅烷化生物传感器三电极，包括：s61，利用超纯水和无水乙醇，对所述生物传感器三电极进行超声清洗，得到清洗生物传感器三电极；s62，利用氧等离子体，对所述清洗生物传感器三电极进行预处理，得到预处理生物传感器三电极；s63，将所述预处理生物传感器三电极浸泡在所述kh570/乙醇溶液中，并进行硅烷化处理，清洗、烘干得到所述硅烷化生物传感器三电极。
11、进一步地，所述利用所述双模检测dna水凝胶、所述微流控芯片分别对所述硅烷化生物传感器三电极进行固定、组装处理，得到所述基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器，包括：s71，将所述双模检测dna水凝胶均匀铺设在所述硅烷化生物传感器三电极的工作电极上，并进行固定，得到固定dna水凝胶三电极；s72，将所述固定dna水凝胶三电极组装到所述微流控芯片的第二层与第三层之间，得到所述基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器。
12、其二，本发明提供了一种基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器，在有机磷检测中的应用。
13、本发明有益效果是，与现有技术相比，提供了一种基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法及应用。
14、水凝胶的三维网络结构为适配体提供了物理支撑，有助于保护适配体免受外界干扰，克服了适配体传感器稳定性差的问题。dna水凝胶良好的生物相容性使得其内部可以包埋多种信号分子，采用双模式信号输出方法对目标物进行检测，检测结果可以相互验证，降低假阳性和假阴性率，提高检测准确度。结合微流控芯片技术，使得原本需要在实验室条件下才能完成的操作可以在微型芯片中实现，在保证检测结果灵敏度和稳定性的基础上提升了便携性并且不需要繁琐的操作步骤。此外，在实际使用过程中，该传感器定量测定环境和食品中马拉硫磷浓度具有良好的选择性和抗干扰能力，可以满足现场对环境和食品安全进行监测的需求。
1.一种基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法，其特征在于，所述对pdms膜进行切割，并与pc盖板进行键合、预组装处理，得到微流控芯片，包括：
3.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法，其特征在于，所述向煮沸的haucl4溶液中依次加入柠檬酸钠溶液、聚乙二醇硫醇，并进行离心处理，得到aunps溶液，包括：
4.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法，其特征在于，所述向单链dna中依次加入丙烯酰胺、aps和temed的混合溶液，并进行脱氧聚合处理，得到线性聚丙烯酰胺-dna聚合物，包括：
5.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法，其特征在于，所述向所述线性聚丙烯酰胺-dna聚合物中依次加入所述aunps溶液、maf，并进行洗涤处理，得到双模检测dna水凝胶，包括：
6.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法，其特征在于，所述将工作电极、参比电极和对电极在高温下进行覆盖处理，得到生物传感器三电极，包括：
7.根据权利要求6所述的基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法，其特征在于，所述工作电极为ito；所述参比电极为ag/agcl或hg/hgo中的一种；所述对电极为c；所述导线为ag。
8.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法，其特征在于，所述利用超纯水、无水乙醇、氧等离子体和kh570/乙醇溶液对所述生物传感器三电极进行硅烷化处理，得到硅烷化生物传感器三电极，包括：
9.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的制备方法，其特征在于，所述利用所述双模检测dna水凝胶、所述微流控芯片分别对所述硅烷化生物传感器三电极进行固定、组装处理，得到所述基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器，包括：
10.一种基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器的应用，其特征在于，利用权利要求1～9任意一项所述制备方法制备得到的基于微流控芯片的dna水凝胶比色/电化学双模式生物传感器在有机磷检测中的应用。
