一种工地饮用水电化学生物传感器检测活菌的方法及应用技术

本发明专利技术公开一种工地饮用水电化学生物传感器检测活菌的方法及应用，属水环境检测领域。本发明专利技术包括以下步骤：S1.电极制备：黄金圆盘电极表面消除氧化金或残渣碎片；S2.电解液中制造厚膜：S1中所得电极在电解液中施加恒电位模式产生最均匀的厚膜；S3.厚膜冲洗激活羧基：对膜冲洗并对聚合物进行功能化，并将其置于EDC和NHS的新鲜溶液中10分钟，以激活薄膜上的羧基，使其与此发明专利技术选择的凝集素发生反应；S4.EDC/NHS孵育：用10mM、pH为7.46的PB缓冲液冲洗膜，置于1mg/mL凝集素溶液中，室温下孵育2小时，然后用PB冲洗胶片；S5.测定细菌浓度：用分光光度计定的近似培养基细菌浓度并用PB缓冲液进行稀释，用高压PB进行细胞清洗，用去离子水制备LB肉汤和PB溶液。子水制备LB肉汤和PB溶液。子水制备LB肉汤和PB溶液。

【技术实现步骤摘要】
一种工地饮用水电化学生物传感器检测活菌的方法及应用


[0001]本专利技术涉及水环境检测的
，尤其涉及一种工地饮用水电化学生物传感器检测活菌的方法及应用。

技术介绍

[0002]水环境中细菌检测对人类的安全与健康具有重要意义。由于细菌感染引起的疾病爆发和细菌耐药性的出现，对传感器的要求越来越高。使人们对开发更快速、更准确的检测一次性细菌的方法越来越重视。正在开发的细菌检测方法跨越不同领域，从基于DNA的分析到表面/亲和作用。目前的酶联免疫吸附法(ELISA)和聚合酶链反应(PCR)等平台有其优点、优势和特异性应用，在应对菌株鉴定和高选择性、高灵敏度等挑战方面表现突出。虽然它们继续得到改进，但由于它们固有的多步骤特性，还是囿于成本和时间限制。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决现有技术中不足，故此提出一种工地饮用水电化学生物传感器检测活菌的方法及应用，通过使用特定的凝集素可以选择性地检测病原体。所得到的特征图谱可用于更清楚地鉴定病原体，并指导对任何特定病例筛选抗生素的选择报道的生物传感器有潜力协助诊断感染类型，并在细菌感染的情况下确定最有效的抗生素。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种工地饮用水电化学生物传感器检测活菌的方法，包括以下步骤：
[0006]S1.电极制备：黄金圆盘电极表面消除氧化金或残渣碎片；
[0007]S2.电解液中制造厚膜：S1中所得电极在电解液中施加恒电位模式产生最均匀的厚膜；/>[0008]S3.厚膜冲洗激活羧基：对膜冲洗并对聚合物进行功能化，并将其置于EDC和NHS的新鲜溶液中10分钟，以激活薄膜上的羧基，使其与此专利技术选择的凝集素发生反应；
[0009]S4.EDC/NHS孵育：用10mM、pH为7.46的PB缓冲液冲洗膜，置于1mg/mL凝集素溶液中，室温下孵育2小时，然后用PB冲洗胶片；
[0010]S5.测定细菌浓度：用分光光度计定的近似培养基细菌浓度并用PB缓冲液进行稀释，用高压PB进行细胞清洗，用去离子水制备LB肉汤和PB溶液。
[0011]S2包括以下步骤：
[0012]S201.电解液中含有13mM的4
‑
(3
‑
吡咯基)丁酸，含150mM氯化亚硝酸乙腈，施加1V的恒定电位以达到50mC/cm2的控制电荷。
[0013]S3包括以下步骤：
[0014]S301.膜先用ACN冲洗，然后用PB缓冲液冲洗；EDC在0.1M、pH为4.5的2
‑
乙磺酸缓冲液中制备，NHS在二甲亚砜中制备，将薄膜置于50mm EDC和200mm NHS的新鲜溶液中10分钟，以激活薄膜上的羧基。
[0015]S4包括以下步骤：
[0016]S401.EDC和NHS，
‑
20℃保存，用PB缓冲液稀释，EDC/NHS孵育后，用10mM、pH为7.46的PB缓冲液冲洗膜，置于1mg/mL凝集素溶液中，室温下孵育2小时，然后用PB缓冲液冲洗胶片。
[0017]S5包括以下步骤：
[0018]S501.用Beckman Coulter DU800分光光度计测量OD600测定的近似培养基细菌浓度为2x10
10
cfu/mL，用含有1mm CaCl2和MnCl2富集的PB缓冲液进行稀释，用去离子水制备LB肉汤和PB溶液。
[0019]一种工地饮用水电化学生物传感器检测活菌的方法的应用，用于鉴定病原体，并指导对任何特定病例筛选抗生素的选择报道的生物传感器有潜力协助诊断感染类型，在细菌感染的情况下确定最有效的抗生素。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：
[0021]本专利技术制造这些装置的材料和工艺成本低且简单。能够根据图谱确定细菌种属。
附图说明
[0022]图1是大肠杆菌细胞从Ca2+和Mg2+溶液的形态。
[0023]图2是在10mM PB中增加1mM HCl的薄膜响应,分别为聚合物薄膜和锥形功能化胶片，灵敏度：29.6和19.6mV/pH。
[0024]图3是分别为聚合物薄膜和捕获到ConA上的细菌的HYROX图像功能化聚合物薄膜，刻度栏为2μm。
[0025]图4是在10mM PB缓冲液中得到的Nyquist图。
[0026]图5是ConA功能化葡萄糖添加的计量测量金盘电极上的Ppy
‑
COOH薄膜电压随时间的变化过程，对大肠杆菌细胞进行抗生素处理之前(9.2x107)cfu/mL)、30分钟后与红霉素(4mg/mL)反应、孵育后额外的30分钟。
[0027]图6是作为大肠杆菌细胞增殖函数，连续50mM葡萄糖添加后设备响应浓度为9.2x101，6.0x103，6.4x106，6.5x107和9.2x107cfu/mL。插入显示9.2x107
[0028]cfu/mL.灵敏度：0.211mV，R2值为0.993。数据点是来自3个独立生物传感器的平均测量值和误差条标准偏差。
[0029]图7是从右起，对ConA添加50mM葡萄糖进行电位测量金盘电极上的功能化Ppy
‑
COOH薄膜的电位变化。数据点是3个独立生物传感器的平均测量值，误差条表示标准偏差。
[0030]图8是大肠杆菌在添加50mM葡萄糖反应(9.2x107)cfu/mL)后的电位变化，数据点是平均值来自3个独立的生物传感器的测量值，误差条表示标准偏差。
[0031]图9是捕获大肠杆菌和杆菌细胞的卵磷脂效率比较。数据点是来自3个独立生物传感器和误差条的平均测量值表示标准差。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0033]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便
于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]实施例1
[0035]如图1至图9所示，一种工地饮用水电化学生物传感器检测活菌的方法，包括以下步骤：
[0036]S1.电极制备：黄金圆盘电极表面消除氧化金或残渣碎片；
[0037]S2.电解液中制造厚膜：S1中所得电极在电解液中施加恒电位模式产生最均匀的厚膜；
[0038]S3.厚膜冲洗激活羧基：对膜冲洗并对聚合物进行功能化，并将其置于EDC和NHS的新鲜溶液中10分钟，以激活薄膜上的羧基，使其与此专利技术选择的凝集素发生反应；
[0039]S4.EDC/NHS孵育：用10mM、pH为7.46的PB缓冲液冲洗膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工地饮用水电化学生物传感器检测活菌的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.电极制备：黄金圆盘电极表面消除氧化金或残渣碎片；S2.电解液中制造厚膜：S1中所得电极在电解液中施加恒电位模式产生最均匀的厚膜；S3.厚膜冲洗激活羧基：对膜冲洗并对聚合物进行功能化，并将其置于EDC和NHS的新鲜溶液中10分钟，以激活薄膜上的羧基，使其与此发明选择的凝集素发生反应；S4.EDC/NHS孵育：用10mM、pH为7.46的PB缓冲液冲洗膜，置于1mg/mL凝集素溶液中，室温下孵育2小时，然后用PB冲洗胶片；S5.测定细菌浓度：用分光光度计定的近似培养基细菌浓度并用PB缓冲液进行稀释，用高压PB进行细胞清洗，用去离子水制备LB肉汤和PB溶液。2.根据权利要求1所述的一种工地饮用水电化学生物传感器检测活菌的方法，其特征在于：S2包括以下步骤：S201.电解液中含有13mM的4
‑
(3
‑
吡咯基)丁酸，含150mM氯化亚硝酸乙腈，施加1V的恒定电位以达到50mC/cm2的控制电荷。3.根据权利要求1所述的一种工地饮用水电化学生物传感器检测活菌的方法，其特征在于：S3包括以下步骤：S301.膜先用ACN冲洗，然后用PB缓冲液冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞文明，王稷，汪亚伟，倪铭列，
申请(专利权)人：中国十七冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：