用於檢測大腸桿菌的基於TiO₂納米線的微流控晶片的製作方法

2023-05-23 08:30:06

專利名稱：用於檢測大腸桿菌的基於TiO2納米線的微流控晶片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種生物傳感器晶片，具體地說涉及是用於檢測大腸桿菌的基於TiO2納米線的微流控晶片。
背景技術：
大腸桿菌是人畜糞便中數量最多的一種細菌，在衛生學上常被用作飲水、食品等的糞源性汙染衛生細菌學指標。大腸桿菌越多，表明水源受到人畜糞便汙染的汙染程度越高，病原菌存在的可能性也相對增高，這給人體健康帶來潛在的危險性，尤其是腸出血性大腸桿菌會引起人類出血性腸炎甚至死亡，近年來相繼在美國、日本、英國、德國等國家流行和暴發。近年來，有些國家在執行HACCP管理中，將大腸桿菌檢測作為微生物汙染狀況的監測指標和HACCP實施效果的評估指標。
對細菌總數的常規檢測方法，主要有國標法中的通過將樣品在培養皿中培養24-48小時後用平板計數法進行細菌菌落計數，這些檢測需要在實驗室進行多項繁雜分析試驗和製備培養基，由於需要培養，所需時間長，還得需要專用設備來進行計數，並且由於沒有特異性，不能區別形態相近的致病菌，靈敏度差，需要專業的技術人員來完成，難以實現現場快速檢測。目前國內外均在研究開發一些更加快速和靈敏的檢測方法，主要工作集中在分子生物學和免疫分析方法上，其中包括一些自動儀器和免疫試劑盒，以及核酸擴增技術。但大多技術仍處於實驗室研究階段，達不到對大腸桿菌快速檢測的實際需求。生物傳感器的發展始於1962年，當時L. C. Clark將電極與含葡萄糖氧化酶的膜結合應用於葡萄糖檢測。隨著該領域的發展，根據檢測物質不同，生物傳感器可分為免疫傳感器、DNA傳感器、酶傳感器、細胞傳感器等。生物傳感器的材料開發伴隨生物傳感器的研究也越來越受到重視，採用新材料製成的新型傳感器已成為研究的重要方向之一。納米技術引入生物傳感器領域後，提高了生物傳感器的檢測性能，並促發了新型的生物傳感器。納米材料具有巨大的比表面積及很高的表面活性，對環境非常敏感。相對納米顆粒，納米線在使用過程中可有效防止團聚的發生。微流控晶片技術是將採樣、預處理、加試劑、反應、分離、檢測等集成在一塊微晶片上的技術，分析速度快，信息量大，靈敏度高，微流通道具有高通道表面/容積比，高通量傳輸等特點，可以實現微全分析，又稱晶片實驗室(micro-TAS)。Micro-TAS是通過化學分析設備的微型化與集成化，最大限度地把分析實驗室的功能集成到便攜設備上。

發明內容
發明目的為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種
技術方案為實現上述目的，本發明的用於檢測大腸桿菌的基於TiO2納米線的微流控晶片，包括相互貼合的基片和晶片，所述基片和晶片之間設有微儲液池及連通到微儲液池的毛細管道，所述毛細管道設有工作電極、參比電極和對電極，所述工作電極是TiO2納米線製成的工作電極，在工作電極上修飾有待測微生物的特異性抗體。
所述工作電極為內部設有條形迴路的盤狀工作電極，增大了電極的工作面積。工作電極的表面修飾的特異性抗體是大腸桿菌E. coli 0157:H7抗體。所述毛細管道採用聚二甲基矽氧烷材料製成。所述TiO2納米線的直徑為5(T500nm，該TiO2納米線是通過如下方法獲得Ti02晶體混合於NaOH中通過水熱反應獲得鈦酸納米線；洗滌所得鈦酸納米線，然後進行離子交換製得二氧化鈦納米線；所述水熱反應的溫度是12(T250攝氏度，壓力為I. 5 2atm，反應時間為廣2天。有益效果本發明的用於檢測大腸桿菌的基於TiO2納米線的微流控晶片結合納米線材的敏感性和微流體技術的優點，可快速檢測大腸桿菌，檢測適用範圍廣，靈敏度高，可重複使用，定量準確，線性動態範圍較寬。


圖I是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。如圖I所示，本發明的用於檢測大腸桿菌的基於TiO2納米線的微流控晶片，包括相互貼合的基片和晶片，所述基片和晶片之間設有微儲液池I及連通到微儲液池I的毛細管道2，所述毛細管道設有工作電極3、對電極4和參比電極5，所述工作電極3是TiO2納米線製成的工作電極，在工作電極3上修飾有待測微生物的特異性抗體。微儲液池可與微流動泵按任何方式連通，工作電極、對電極、參比電極可分別經各自專用的串線與電化學工作站連接。工作電極3為內部設有條形迴路的盤狀工作電極，增大了電極的工作面積。工作電極3的表面修飾的特異性抗體是大腸桿菌E. coli 0157:H7抗體。毛細管道2是採用聚二甲基矽氧烷材料製成。所述TiO2納米線的直徑為5(T500nm，該TiO2納米線是通過如下方法獲得Ti02晶體混合於NaOH中通過水熱反應獲得鈦酸納米線；洗滌所得鈦酸納米線，然後進行離子交換製得二氧化鈦納米線；所述水熱反應的溫度是12(T250攝氏度，壓力為I. 5 2atm，反應時間為2天。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.用於檢測大腸桿菌的基於TiO2納米線的微流控晶片，其特徵在於該晶片包括相互貼合的基片和晶片，所述基片和晶片之間設有微儲液池及連通到微儲液池的毛細管道，所述毛細管道設有工作電極、參比電極和對電極，所述工作電極是TiO2納米線製成的工作電極，在工作電極上修飾有待測微生物的特異性抗體。
2.根據權利要求I所述的晶片，其特徵在於所述工作電極為內部設有條形迴路的盤狀工作電極。
3.根據權利要求I所述的晶片，其特徵在於所述TiO2納米線的直徑為5(T500nm。
4.根據權利要求I所述的晶片，其特徵在幹所述特異性抗體為大腸桿菌E.coli0157:H7 抗體。
5.根據權利要求I所述的晶片，其特徵在於所述毛細管道是採用聚ニ甲基矽氧烷材料製成的管道。
全文摘要
本發明公開了一種用於檢測大腸桿菌的基於TiO2納米線的微流控晶片，屬於一種生物傳感器晶片，該晶片包括相互貼合的基片和晶片，所述基片和晶片之間設有微儲液池及連通到微儲液池的毛細管道，所述毛細管道設有工作電極、參比電極和對電極，所述工作電極是TiO2納米線製成的工作電極，在工作電極上修飾有待測微生物的特異性抗體。本發明的結合納米線材的敏感性和微流體技術的優點，可快速檢測大腸桿菌，檢測適用範圍廣，靈敏度高，可重複使用，定量準確，線性動態範圍較寬。
文檔編號G01N27/416GK102778560SQ20111012005
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月11日 優先權日2011年5月11日
發明者唐為華, 沈金明, 董文鈞 申請人:唐為華, 沈金明, 董文鈞