[發(fā)明專利]基于微傳感器的抗生素檢測裝置及其制造方法、檢測方法

在審

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• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107300582A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃智淼;林君;辛青
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/30;G01N27/333
• 代理公司: 杭州知通專利代理事務(wù)所(普通合伙)33221
• 代理人: 姚宇吉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及抗生素檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于微傳感器的抗生素檢測裝置及其制造方法、抗生素檢測方法。

背景技術(shù)

隨著全球工業(yè)的飛速發(fā)展以及科技的進(jìn)步，人們的物質(zhì)生活水平有了很大提高，環(huán)境污染問題也越來越受到人們的關(guān)注，成為當(dāng)今社會面臨的三大世界性問題之一。目前，在地球的多種基質(zhì)中都檢測到了人類或獸用抗生素的殘留。抗生素的積累會對生態(tài)平衡及人類生命造成危害，導(dǎo)致水體中的微生物產(chǎn)生耐藥性，即使是微量水平的抗生素在長期暴露下，也會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成危害。中國感染性疾病占全部疾病總發(fā)病數(shù)的49％，其中細(xì)菌感染性占全部疾病的18％至21％，即80％以上屬于濫用抗生素，每年有8萬人因此死亡。因此抗生素污染問題己經(jīng)被多個國家列為重要的環(huán)境問題，相關(guān)的廢水檢測與處理技術(shù)研究正在迅速展開。

近年來，針對水環(huán)境中的抗生素檢測技術(shù)有了快速的發(fā)展，在市面上常用的有高效液相色譜法(HPLC)、表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)(SERS)、免疫分析法、電化學(xué)生物傳感器法等，均存在一定的問題。例如，HPLC技術(shù)存在前處理復(fù)雜易導(dǎo)致回收率偏低、不實用、耗時長、流速低、成本高、需專人測量、設(shè)備昂貴等諸多問題；SERS技術(shù)存在基底均勻性和重復(fù)性不好等問題；免疫分析法存在樣品前處理和清理耗時長、快速檢測不實用、昂貴、非實時檢測等缺陷；而且，以上三種檢測技術(shù)專業(yè)性較強(qiáng)，門檻較高，需要有專業(yè)技術(shù)人員來維護(hù)，難以適應(yīng)抗生素檢測的發(fā)展需求。

雖然近幾年發(fā)展起來的電化學(xué)生物傳感器法具有操作簡單、靈敏度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)點，但用于構(gòu)建傳感器的生命活性物質(zhì)物理化學(xué)穩(wěn)定性較差，容易受到溫度、pH等外界因素的干擾，在實際生產(chǎn)生活應(yīng)用中容易失活，限制了傳感器的實際應(yīng)用。

因此，目前急需一種操作簡單、檢測快速、準(zhǔn)確度高且性能穩(wěn)定的抗生素檢測設(shè)備或方法。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明提出了一種基于微傳感器的抗生素檢測裝置及其制造方法、抗生素檢測方法，利用磁性納米核殼型微球良好的吸附性能，微傳感器自身具有的響應(yīng)快速、樣品用量少、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點，可以實現(xiàn)有效、簡便、快速、準(zhǔn)確地對液相中的抗生素濃度進(jìn)行檢測。

本發(fā)明提供的基于微傳感器的抗生素檢測裝置，包括微傳感器和帶電壓輸出的皮安計；

所述皮安計的電壓輸出端連接所述微傳感器的電極接口；

所述微傳感器的工作電極上涂覆有PFSA高分子膜；

所述PFSA高分子膜上嵌有磁性納米核殼型微球。

作為一種可實施方式，所述磁性納米核殼型微球的核心為超順磁性Fe₃O₄，超順磁性Fe₃O₄的外部包裹著一層SiO₂,SiO₂層的外包裹著一層殼聚糖；殼聚糖的表面由分子印跡聚合物組成，用于特異性結(jié)合液相中的抗生素。

作為一種可實施方式，所述微傳感器的工作電極的尖端設(shè)置有用于防止待檢測溶液流入電極內(nèi)部的玻璃保護(hù)層。

本發(fā)明提供的基于微傳感器的抗生素檢測裝置的制造方法，包括以下步驟：

利用多元醇法制備超順磁性Fe₃O₄；

基于制備的超順磁性Fe₃O₄，利用溶膠-凝膠法制備Fe₃O₄@SiO₂；

基于制備的Fe₃O₄@SiO₂，利用反向乳液交聯(lián)法制備Fe₃O₄@SiO₂@CS；

利用分子印跡技術(shù)，對Fe₃O₄@SiO₂@CS進(jìn)行改性，得到對應(yīng)的抗生素分子印跡磁性核殼型微球Fe₃O₄@SiO₂@CS-MIP；

基于制備的Fe₃O₄@SiO₂@CS-MIP，利用滴涂法，將Fe₃O₄@SiO₂@CS-MIP溶液涂覆在微傳感器的工作電極的表面；

將得到的抗生素分子印跡微傳感器接入皮安計的電壓輸出端，得到抗生素檢測裝置。