一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置，将DNA电化学生物传感技术应用于军团菌的检测。通过军团菌电化学DNA传感器的设计实现通过电化学方法对样品中军团菌核酸进行检测的目的，并通过军团菌电化学DNA传感器、电化学工作站和计算机的连接，实现军团菌的电化学DNA生物传感检测，充分发挥了其快速、灵敏、准确、廉价等特点，从而提高军团菌监测和检测的应急反应速度。使用该装置无需分离培养，耗时大大减少，采用了军团菌特异性片段为探针可使检测的特异性和灵敏度大大提升，并且此传感器便于携带，可以用于多种环境下的现场检测，尤其适用于现场定性检测，做到现场快速、灵敏、准确检测。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电化学传感器和预防医学监测
，特别涉及一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置。
技术介绍
1976年美国费城退伍军人协会会员中曾爆发急性发热性呼吸道疾病，经研究，发现一种致病细菌并将之命名为嗜肺军团菌。现已发现超过30种军团杆菌，其中至少19种是人类肺炎的病原。最常见病原体为嗜肺军团菌(占病例的859^90%)，该菌存在于水和土壤中，常经供水系统、溶洞和雾化吸入而引起肺炎型和非肺炎型感染。除呼吸道症状外还有明显的多器官损害，致死率较高。据最近的调查统计军团菌引起的医院感染也可高达23%，还可合并其他微生物感染，形成难治性肺炎，致死率高达45%。故军团菌在机会感染或医院内感染中的位置日益被人们所重视。目前检测军团菌的免疫检测技术有免疫层析法、酶免疫法、放射免疫法、细胞计量术及免疫传感器技术。此外，还有荧光素原位分子杂交检验。但军团菌不易分离培养，种类又繁多，目前尚无简易、快速实验室检验方法，故研究新的快速、特异、敏感的军团菌检测技术是当今军团菌检验技术研究的首要问题。而DNA电化学生物传感器是近几年国际热点研究的一类新型生物传感器，它是将单链DNA (ssDNA)修饰到电极表面，构成DNA修饰电极，由于电极上的探针ssDNA与溶液中的互补链杂交的高度序列选择性，使得该ssDNA修饰电极具有极强的分子识别能力。在适当条件下，ssDNA探针分子与待测序列DNA(靶序列)杂交，在电极表面形成双链的DNA(dsDNA)，从而导致杂交前后的电极表面结构的改变，这种杂交前后的差异可以通过电化学检测技术的响应变化进行测定，从而达到检测靶序列。这种新型DNA电化学生物传感器不仅快速、灵敏、准确、廉价，还具有分子识别、分离纯化基因等功能，从而在分子生物学和生物工程医学等领域有巨大的应用前景。本研究将电化学生物传感器技术应用到军团菌的检测上来，从而开辟了快速、特异、敏感的军团菌检测技术的新思路与方法。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置。可通过军团菌电化学DNA传感器的设计实现通过电化学方法对样品中军团菌核酸进行检测的目的，并通过军团菌电化学DNA传感器、电化学工作站和计算机的连接，实现军团菌的电化学DNA生物传感检测，充分发挥了其快速、灵敏、准确、廉价等特点，从而提高军团菌监测和检测的应急反应速度。本技术的目的是这样实现的，所述的一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置，包括一个军团菌电化学DNA传感器、电化学工作站和计算机，其特点为军团菌电化学DNA传感器通过电极线与电化学工作站相连接，电化学工作站通过数据线连接计算机。所述的一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置，其特点为军团菌电化学DNA传感器包括参比电极、辅助电极、工作电极、反应池、磁力搅拌子和带温控的磁力搅拌器；反应池放置于带温控的磁力搅拌器上，磁力搅拌子放置于反应池底部，参比电极、辅助电极和工作电极放置于反应池中的反应液内。所述的一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置，其特点为工作电极采用玻碳电极，在玻碳电极表面上设置有特异性的军团菌DNA探针。所述的一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置，其特点为在玻碳电极表面上通过工作电极表面的-COOH基团连接有特异性的军团菌DNA探针。本技术的优点对比以往水样中军团菌检测的常规方法，本方法无需分离培养耗时大大减少，采用了军团菌特异性片段为探针可使检测的特异性和灵敏度大大提升，并且此传感器便于携带，可以用于多种环境下的现场检测，尤其适用于现场定性检测，做到现场快速、灵敏、准确检测。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为图1中的军团菌电化学DNA传感器的工作电极的放大结构示意图。图3为图2的军团菌电化学DNA传感器的工作电极与待检的军团菌DNA片段结合的放大结构示意图。图中1为军团菌电化学DNA传感器；2为电化学工作站；3为计算机；4为参比电极；5为辅助电极；6为工作电极；7为反应池；8为磁力搅拌子；9为带温控的磁力搅拌器；10为电极线；11为数据线；12为工作电极表面的-COOH基团；13为特异性的军团菌DNA探针；14为待检的军团菌DNA片段。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进行详细说明如图1、图2和图3所示，所述的一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置，包括一个军团菌电化学DNA传感器1、电化学工作站2和计算机3，其结构特点为军团菌电化学DNA传感器I通过电极线10与电化学工作站2相连接，电化学工作站2通过数据线11连接计算机3。军团菌电化学DNA传感器1，包括参比电极4、辅助电极5、工作电极6、反应池7、磁力搅拌子8和带温控的磁力搅拌器9。反应池7放置于带温控的磁力搅拌器9上，磁力搅拌子8放置于反应池7底部，参比电极4、辅助电极5和工作电极6放置于反应池7中的反应液内。电化学工作站2经电极线10采集军团菌电化学DNA传感器I上通过参比电极4、辅助电极5和工作电极6的产生电信号，并传输到计算机3进行数据分析处理。本技术的制作如下包括以下4个步骤(I)首先构建军团菌电化学DNA传感器I中的工作电极6，先将玻碳电极进行预处理，然后用装有IOOmL的偶联剂[5 mmol/L EDC (盐酸1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺)_ 8 mmol/L NHS (羟基丁二酰亚胺)]浸泡后双蒸水冲洗，N2吹干后，直接在电极表面滴加特异性的军团菌DNA探针13，用O.2%SDS洗涤后用电化学工作站测其阻抗值；(2)搭建军团菌电化学DNA传感器1，将反应池7放置于带温控的磁力搅拌器9上，磁力搅拌子8放置于反应池7底部，在电极支架上固定上参比电极4、辅助电极5和工作电极6，调节支架高低，将参比电极4、辅助电极5和工作电极6放置于反应池7中的反应液内。(3)电化学信号检测平台的搭建，军团菌电化学DNA传感器I通过电极线10与电化学工作站2相连接，电化学工作站2通过数据线11连接计算机3。实验过程先将本技术的军团菌电化学DNA生物传感检测装置按上述步骤组装，打开电源、电化学工作站2和计算机3 ;将待检测的样品放入反应池7中，将表面修饰特异性的军团菌DNA探针13的工作电极6浸没在待测样本溶液中35°C杂交40min后并杂交连接上待检的军团菌DNA片段14，用0. 2%SDS洗涤3分钟，用电化学工作站2在0. OOlmol/L铁氰电对(K3Fe(CN)6/ K4 Fe (CN) 6)溶液中测定杂交后的阻抗值，测定条件为方法选择为交流阻抗法，初始电位选择为即时开路电位，高频选择100000Hz，低频选择1Hz，振幅为0. 005V ;或在2X l(T5mol/L亚甲蓝溶液中富集5min后于0. 02mol/L Tris-HCl溶液做差分脉冲伏安法(DPV)扫描，测定条件为方法选择为差分脉冲伏安法，初始电位为-1V终止电位为IV，电位增量为0. 004V，振幅为0. 05V，脉冲宽度为0. 2秒。通过交流阻抗谱图判断分析，当杂交后双链的阻抗值大于杂交前单链阻抗值则表明样本中含有军团菌属；通过差分脉冲伏安法谱图判断分析，当杂交后双链的DPV峰值小于杂交前单链的DPV峰值则表明样本中含有军团菌属。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置，包括一个军团菌电化学DNA传感器（1）、电化学工作站（2）和计算机（3），其特征在于：军团菌电化学DNA传感器（1）通过电极线（10）与电化学工作站（2）相连接，电化学工作站（2）通过数据线（11）连接计算机。

【技术特征摘要】
1.一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置，包括一个军团菌电化学DNA传感器(I)、电化学工作站(2)和计算机(3)，其特征在于军团菌电化学DNA传感器(I)通过电极线(10 )与电化学工作站(2 )相连接，电化学工作站(2 )通过数据线(11)连接计算机。2.根据权利要求1所述的一种军团菌电化学DNA生物传感检测装置，其特征在于军团菌电化学DNA传感器(I)包括参比电极(4)、辅助电极(5)、工作电极(6)、反应池、磁力搅拌子(8)和带温控的磁力搅拌器(9);反应池(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡怡珊，肖武，黄金宝，刘爱林，郑晖，刘海涛，
申请(专利权)人：福建国际旅行卫生保健中心，
类型：实用新型
国别省市：