用于致病菌檢測的生物傳感器系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及檢測技術領域，具體的涉及用于致病菌檢測的生物傳感器系統。
【背景技術】
[0002] 現有技術中已知有多種檢測測試樣本中的目標物的分析程序。例如，利用免疫系 統的特異性反應機制，通過對抗體的著色或分子標記來確定抗原的存在或數量。本發明也 是利用免疫系統的這種特異性反應機制，將抗體通過分子修飾綁定在磁致伸縮材料的表 面，當抗原與抗體結合后，其材料的頻率發生改變，通過信息系統分析確定抗原的存在或數 量。
[0003] 近來已知有磁致伸縮材料生物傳感，而其將磁致伸縮材料作為能量與信息轉換的 功能材料，即將其作為傳感器信息轉換的敏感元件。而本發明的生物傳感器是將磁致伸縮 材料作為生物傳感器的平臺。
[0004] 最近已知的磁致伸縮材料生物傳感器的磁致伸縮材料通過分子修飾，其活性基團 是巰基，其一般都用在電化學反應的電極上。
[0005] 最近已經在微流體測定中使用磁性標記來檢測分析物的存在或數量。將磁性標 記用作例如磁性顆粒，也稱磁珠，可以通過施加磁場來致動磁性粒子，從而可以加快分析流 程。磁珠的識別是是采用光學檢測系統。
[0006] 近來已知將待測菌液加入到含有目標微生物的適配子和適配子互補鏈的膠體金 顆粒溶液中孵育，所述適配子互補鏈連接在膠體金顆粒I表面，通過目標微生物與適配子 的識別結合是膠體金顆粒的聚散狀態發生改變從而產生溶液顏色的變化來判斷檢測結果。
[0007] 最近已知用生物敏傳感器捕獲樣品檢測液，同時設置空白對照和標準品陽性濃度 對照，啟動腺苷三磷酸合成反應，然后用熒光掃描儀進行檢測。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的是提供一種能夠檢測液體或固體樣本中的致病菌的生物傳感器系 統。為了實現本發明的目的，擬采用如下技術方案：
[0009] 本發明一方面涉及一種用于檢測細菌的磁致伸縮材料生物傳感器系統，包括：
[0010] 磁致伸縮材料以及表面綁定的抗體；
[0011] 工作線圈，赫爾姆霍茨線圈，電源連接線，并有提供直流電源；
[0012] 信息分析系統，所述的信息分析系統中包括網絡分析系統和阻抗分析系統。信息 分析現有3種方法：鎖定放大器方法、網絡分析儀（AV3620)方法和阻抗分析儀（Agilent 4294A)方法。優選實施方案是網絡分析儀方法。
[0013] 在本發明的一個優選實施方式中，其特征在于所述的工作線圈所用的材料是能與 磁致伸縮材料引起共振的合金材料。本發明所述的磁致伸縮材料為在磁場作用下，其長寬 高都會發生改變的一類材料，在本實施案例中所使用的磁致伸縮材料常為磁致伸縮微粒子 (MSP)或者為磁致伸縮微懸臂（MSMC)，一般其最佳長度為線圈線的直徑。
[0014] 在本發明的一個優選實施方式中，其特征在于所述的磁致伸縮材料表面包覆SiO2 外殼，然后在其分子表面衍生氨基，再將氨基羥基化，通過羥基綁定抗體。
[0015] 本發明另一方面還涉及采用上述檢測細菌的磁致伸縮材料生物傳感器系統檢測 樣本中致病菌的方法，其特征在于包括如下步驟：
[0016] 將綁定有抗體的磁致伸縮材料放置于工作線圈中，讓樣本通過管道緩慢流過磁 條，使樣本中的病菌與其抗體結合；
[0017] 檢測磁條與線圈所產生的共振頻率的變化，經過信息系統處理后，即可確定病菌 的數量。
[0018] 在本發明的一個優選實施方式中，其特征在于所述的方法用于如下檢測：
[0019] -用于飲料、牛奶、油脂等液態食品中致病菌的檢測，
[0020] -用于鮮食果蔬表面的致病菌檢測。
[0021] -用于飲用水中細菌的檢測。
[0022] -用于人體尿樣中致病菌的檢測。
[0023] -用于食品和環境診斷的致病菌診斷工具。
[0024] 本發明的生物傳感器的信息分析系統包括網絡分析系統和阻抗分析系統等，通常 網絡分析系統采用矢量網絡分析儀進行掃頻檢測，也可以搭建簡單的電路，使用振幅和相 位測量等芯片來檢測磁致伸縮材料的振幅變化。因網絡分析系統體積比較大，價格昂貴，所 以在便攜式應用中需要簡化程序。
[0025] 本發明生物傳感器的檢測限為lOOcfu/mL，檢測時間因檢測溶液粘稠度的不同而 不同，一般在20-60min。本發明所公開的生物傳感器系統能夠檢測液體或固體表面的細菌， 方法簡便、快速、準確，也適用于便攜式應用。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發明所述的磁致伸縮材料生物傳感器檢測液體樣本圖示；
[0027] 圖2為線圈與磁條連接關系示意圖，磁條的規格因檢測目的物的不同而有差異。
【具體實施方式】
[0028] 若未特別說明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段。
[0029] 采用本發明的生物傳感器系統對包含李斯特菌的水溶液進行檢測的實施例：
[0030] 步驟一、磁致伸縮材料綁定抗體
[0031] 將磁致伸縮材料包上Si02外殼，然后在其分子表面衍生氨基，再將氨基羥基化， 加入催化劑后綁定抗體。
[0032] 步驟二、抗體與抗原的結合
[0033] 將綁定有抗體的磁條放置于線圈中，讓水溶液通過管道（由皮管和玻璃管組成） 緩慢流過磁條，使水溶液中的李斯特菌與其抗體結合。
[0034] 步驟三、檢測
[0035] 通過磁條與線圈所產生的共振頻率的變化，經過信息系統處理后，即可確定李斯 特菌的數量。
[0036] 步驟四、檢測結果如下：
[0037] 生物傳感器檢測李斯特菌的動態頻率
【主權項】
1. 一種用于檢測細菌的磁致伸縮材料生物傳感器系統，包括： 磁致伸縮微粒子以及表面綁定的抗體； 工作線圈，赫爾姆霍茨線圈，電源連接線，并有提供直流電源； 信息分析系統，所述的信息分析系統中包括鎖定放大器、網絡分析儀（AV3620)或阻抗 分析儀（Agilent 4294A);優選的，所述的信息分析系統是網絡分析系統。
2. 根據權利要求1所述的磁致伸縮材料生物傳感器系統，其特征在于所述的工作線圈 所用的材料是能與磁致伸縮材料引起共振的合金材料。
3. 根據權利要求1所述的磁致伸縮材料生物傳感器系統，其特征在于所述的磁致伸縮 材料表面包覆SiO2外殼，然后在其分子表面衍生氨基，再將氨基羥基化，通過羥基綁定抗 體。
4. 采用上述檢測細菌的磁致伸縮材料生物傳感器系統檢測樣本中致病菌的方法，其特 征在于包括如下步驟： 將綁定有抗體的磁致伸縮材料放置于工作線圈中，讓樣本通過管道緩慢流過磁條，使 樣本中的病菌與其抗體結合； 檢測磁條與線圈所產生的共振頻率的變化，經過信息系統處理后，即可確定病菌的數 量。
5. 根據權利要求4所述的方式，其特征在于所述的方法用于如下檢測： -用于飲料、牛奶、油脂液態食品中致病菌的檢測； -用于鮮食果蔬表面的致病菌檢測； -用于飲用水中細菌的檢測； -用于人體尿樣中致病菌的檢測； -用于食品和環境診斷的致病菌診斷工具。
【專利摘要】本發明涉及一種用于檢測致病菌的生物傳感器系統，包括2個部分：第一部分由表面綁定有抗體的磁致伸縮材料，赫爾姆霍茨線圈(a Helmholtz coil)與封閉擴音器構成的生物傳感器平臺。第二部分是由直流電源、電線、線圈和鎖定放大器或者網絡分析儀(AV3620)或者阻抗分析儀(Agilent 4294A)構成的信息分析系統。本發明生物傳感器的檢測限為100cfu/mL,檢測時間因檢測溶液粘稠度的不同而不同，一般在20-60min。因此本發明所述的生物傳感器具有檢測時間短，檢測限低等優點，能夠簡便、快速、準確檢測液體或固體樣本中的致病菌，也適用于便攜式應用。
【IPC分類】G01N33-569
【公開號】CN104634968
【申請號】CN201510041227
【發明人】王麗霞
【申請人】浙江農林大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月27日