一种水污染检测用DNA生物传感器的校验设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种水污染检测用DNA生物传感器的校验设备和方法，校验设备包括有荧光光谱仪、溶液槽、控制器和参考信号存储器，荧光光谱仪、DNA生物传感器均与控制器连接，DNA生物传感器置于溶液槽内，荧光光谱仪用于采集DNA生物传感器检测后发出的荧光信号，参考信号存储器连接于控制器上，参考信号存储器内存储有水污染溶液中不同病原微生物对应的稳定荧光强度。本发明专利技术通过检测信号和参考信号的光强对比，校验DNA生物传感器的工作状态，保证测试的准确性。准确性。准确性。

A calibration device and method of DNA biosensor for water pollution detection

【技术实现步骤摘要】
一种水污染检测用DNA生物传感器的校验设备和方法


[0001]本专利技术涉及水污染检测设备
，具体是一种水污染检测用DNA生物传感器的校验设备和方法。

技术介绍

[0002]DNA生物传感器是一种由特异性序列探针和信号转换器相结合而制成的分析装置，在基因杂交诊断中具有实时、易操作的特性，因而在生物、医药、环境监测和食品等领域都有较广泛的应用，越来越多的应用中需要校验DNA生物传感器的灵敏度，但是目前尚没有行之有效的测试方法。由于DNA生物传感器的灵敏度随着每次粘贴工艺的不同而不同，甚至有时差别会比较大，因此需要对DNA生物传感器的工作状态进行测试校验，然而，现有测试校验方法难以合理评估DNA生物传感器所需的可再现性或实际实施要求，可能导致操作人员或技术人员对DNA生物传感器的功能进行不恰当的评估。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种水污染检测用DNA生物传感器的校验设备和方法，通过检测信号和参考信号的光强对比，校验DNA生物传感器的工作状态，保证测试的准确性。
[0004]本专利技术的技术方案为：
[0005]一种水污染检测用DNA生物传感器的校验设备，包括有荧光光谱仪、溶液槽、控制器和参考信号存储器，所述的荧光光谱仪、DNA生物传感器均与控制器连接，DNA生物传感器置于溶液槽内，荧光光谱仪用于采集DNA生物传感器检测后发出的荧光信号，所述的参考信号存储器连接于控制器上，参考信号存储器内存储有水污染溶液中不同病原微生物对应的稳定荧光强度。
[0006]所述的DNA生物传感器包括有分子信标探针和理化换能器，所述的分子信标探针上标记有荧光素和猝灭基团，分子信标探针固定在包覆磁性粒子和纳米金的电极上；所述的理化换能器即为光信号放大器，用于将分子信标探针反应产生的荧光信号放大处理后供荧光光谱仪采集检测。
[0007]所述的分子信标探针为发夹探针，分子信标探针的茎干5
′
端上连接有不同波段的荧光素，分子信标探针的茎干3
′
端上连接有猝灭基团。
[0008]所述的控制器与远程工作站进行有线或无线通讯连接。
[0009]一种水污染检测用DNA生物传感器的校验方法，具体包括有以下步骤：
[0010](1)、首先将工作状态正常的DNA生物传感器置于特定水污染溶液中，特定水污染溶液中含有分子信标探针能检测到的不用种类的病原微生物，荧光光谱仪采集到DNA生物传感器相对于不同病原微生物的稳定荧光信号，然后将稳定荧光信号的波段和强度值作为参考信号发送给控制器，控制器将不同病原微生物对应的参考信号均记录于参考信号存储器中；
[0011](2)、DNA生物传感器进行待测水污染溶液检测时，荧光光谱仪采集DNA生物传感器发出的荧光信号，然后将荧光信号对应的波段和光强值发送给控制器，控制器根据波段确定病原微生物的类型，然后提取参考信号存储器中此种病原微生物对应的参考信号，然后将参考信号和采集荧光信号对应的光强值进行分析比较，当误差大于控制器设定的阈值时，则控制器发出警报，提醒DNA生物传感器无法正常工作，需要进行维修校正，当误差小于控制器设定的阈值时，控制器发出正常工作的提醒，并显示荧光信号对应的波段和光强值。
[0012]所述的参考信号和采集荧光信号对应的光强值进行分析比较，当误差大于控制器设定的阈值时，则控制器通过通信网络向远程工作站发出警报信号，提醒DNA生物传感器无法正常工作，需要进行维修校正，当误差小于控制器设定的阈值时，控制器发出DNA生物传感器正常工作的信息给远程工作站，远程工作站发送重复测试或结束测试的信息给控制器，控制器控制荧光光谱仪和DNA生物传感器再次进行检测或直接将荧光信号对应的波段和光强值通过通信网络发送给远程工作站进行显示。
[0013]所述的DNA生物传感器始终置于溶液槽中，控制器设定检测时间，水污染溶液在设定检测时间流入溶液槽，荧光光谱仪在设定检测时间启动采集得到检测信号，检测信号包括检测到荧光信号对应的波段和光强值，荧光光谱仪将检测信号发送给控制器，然后控制器将检测信号和参考信号对比分析，完成DNA生物传感器的定期校验。
[0014]本专利技术的优点：
[0015]本专利技术设置有参考信号存储器，参考信号存储器内存储有水污染溶液中不同病原微生物对应的稳定荧光强度，将不同病原微生物对应的稳定荧光强度作为参考信号，将参考信号与检测信号进行对比，校验DNA生物传感器的工作状态，在校验合格后，输出DNA生物传感器的检测结果，保证测试的准确性。本专利技术采用控制器进行自动对比分析，避免人为评估造成错误的问题，且采用光强进行评估，评估方式简单，评估结果准确。
附图说明
[0016]图1是本专利技术水污染检测用DNA生物传感器的校验设备的结构示意图。
[0017]图2是本专利技术DNA生物传感器分子信标探针对不同病原微生物的检测原理图。
[0018]附图标记，1
‑
荧光光谱仪，2
‑
溶液槽，3
‑
控制器，4
‑
远程工作站，5
‑
参考信号存储器，6
‑
DNA生物传感器，61
‑
分子信标探针，62
‑
包覆磁性粒子和纳米金的电极。
具体实施方式
[0019]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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]见图1，一种水污染检测用DNA生物传感器的校验设备，包括有荧光光谱仪1、溶液槽2、控制器3、远程工作站4和参考信号存储器5，荧光光谱仪1、DNA生物传感器6均与控制器3连接，控制器3与远程工作站4进行无线通讯连接，DNA生物传感器6置于溶液槽2内，荧光光谱仪1用于采集DNA生物传感器6检测后发出的荧光信号，参考信号存储器5连接于控制器3上，参考信号存储器5内存储有水污染溶液中不同病原微生物对应的稳定荧光强度。
[0021]见图2，DNA生物传感器6在适当的pH值、温度和离子强度下具有高度精确性，DNA生物传感器6包括有分子信标探针61和理化换能器，分子信标探针61固定在包覆磁性粒子和纳米金的电极62上，分子信标探针61为发夹探针，分子信标探针61的茎干5
′
端上连接有不同波段的荧光素，分子信标探针61的茎干3
′
端上连接有猝灭基团；理化换能器即为光信号放大器，用于将分子信标探针反应产生的荧光信号放大处理后供荧光光谱仪1采集检测。
[0022]当分子信标探针61接触与之互补的病原微生物时，发生杂交反应，发夹结构打开，产生荧光，再通过理化换能器将产生的荧光信号放大，利用荧光光谱仪1可检测放大的荧光信号。由于发夹结构稳定，在没有遇到与之互补的病原微生物(目标靶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水污染检测用DNA生物传感器的校验设备，其特征在于：包括有荧光光谱仪、溶液槽、控制器和参考信号存储器，所述的荧光光谱仪、DNA生物传感器均与控制器连接，DNA生物传感器置于溶液槽内，荧光光谱仪用于采集DNA生物传感器检测后发出的荧光信号，所述的参考信号存储器连接于控制器上，参考信号存储器内存储有水污染溶液中不同病原微生物对应的稳定荧光强度。2.根据权利要求1所述的一种水污染检测用DNA生物传感器的校验设备，其特征在于：所述的DNA生物传感器包括有分子信标探针和理化换能器，所述的分子信标探针上标记有荧光素和猝灭基团，分子信标探针固定在包覆磁性粒子和纳米金的电极上；所述的理化换能器即为光信号放大器，用于将分子信标探针反应产生的荧光信号放大处理后供荧光光谱仪采集检测。3.根据权利要求2所述的一种水污染检测用DNA生物传感器的校验设备，其特征在于：所述的分子信标探针为发夹探针，分子信标探针的茎干5
′
端上连接有不同波段的荧光素，分子信标探针的茎干3
′
端上连接有猝灭基团。4.根据权利要求1所述的一种水污染检测用DNA生物传感器的校验设备，其特征在于：所述的控制器与远程工作站进行有线或无线通讯连接。5.一种水污染检测用DNA生物传感器的校验方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：(1)、首先将工作状态正常的DNA生物传感器置于特定水污染溶液中，特定水污染溶液中含有分子信标探针能检测到的不用种类的病原微生物，荧光光谱仪采集到DNA生物传感器相对于不同病原微生物的稳定荧光信号，然后将稳定荧光信号的波段和强度值作为参考信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鑫月，刘娟，赵玉梅，
申请(专利权)人：蚌埠学院，
类型：发明
国别省市：