[發明專利]一種微生物生化需氧量的測定傳感器制備方法

有效

• 申請號: 201810781750.5
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN109115848B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 蔡玉榮;趙陳煜;姚菊明;陳瑤;蔡澤瑋
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/333;G01N27/26
• 代理公司: 嘉興永航專利代理事務所(普通合伙) 33265
• 代理人: 蔡鼎

本發明提供了一種微生物生化需氧量的測定傳感器制備方法。本發明利用滴涂法將科琴黑分散液負載到工作電極表面，待其干燥后再將細菌纖維素/酵母/甲萘醌混合液負載滴涂于到科琴黑修飾后的工作電極上，形成一種載體覆膜。載體覆膜不僅能夠將酵母固定于工作電極上，也能防止科琴黑在測試過程中脫落，形成了一種對水體中的有機物有響應的薄膜。然后利用電極表面的固定化微生物對有機物進行氧化分解，通過電化學測試方法進行測定。本發明利用科琴黑作為導電劑；利用細菌纖維素不但包埋固定了酵母，也防止科琴黑在測試過程中發生脫落，提高了測試的穩定性。本發明制備得到的微生物BOD傳感器操作簡便、成本低廉、快速準確。

技術領域

本發明屬于水體檢測技術領域，涉及一種微生物測定，特別是一種微生物生化需氧量的測定傳感器制備方法。

背景技術

隨著有機化工等行業的迅速發展，水體中有機化合物的含量有種類不斷增加，對環境和人類健康造成了巨大的危害。然而對水體中各有機組分的進行定量檢測難度較大，因此現代檢測技術中常用生化需氧量(biochemical oxygen demand，BOD)來衡量水體有機污染程度。目前，國內外常用五日生化需氧量標準稀釋法(BOD5)測定，其定義是：在標準條件下，五天內好氧微生物氧化分解單位體積水中有機物所消耗的游離氧的數量。此方法具有適用范圍廣和對設備要求低等優點，但是該方法費時耗力、操作繁瑣、重現性差。故需要一種檢測時間短、操作簡便、穩定性好、適用范圍廣的新方法來測定BOD。

目前所報導的微生物BOD傳感器主要可以分為兩大類，一類是溶解氧型，一類是電信號型。其中溶解氧型微生物BOD傳感器，是利用了微生物氧化分解水體中有機物的過程中同時消耗水體中的溶解氧，導致溶解氧降低，借助于相應的裝置就能檢測到水體中溶解氧濃度的變化，產生相應的信號。這一信號的大小與水樣中的BOD含量存在一定的線性關系，可以間接地檢測出水體中的BOD值。中國專利（200910090646.2）“以釀酒酵母作為生物識別元件快速測定BOD的方法”與中國專利（201410204412.7）“膠原纖維負載釀酒酵母作為生物傳感器識別元件快速測定BOD的方法”都屬于溶解氧型微生物BOD傳感器，并對性能進行了表征。電信號型微生物傳感器，是將微生物氧化分解水體中有機物時，呼吸鏈中所產生的電子通過電子介導體轉移到細胞外環境，借助于電化學裝置便能檢測到相應的電信號。電信號的強弱與水體中的BOD濃度具有一定的線性關系，可以間接地檢測出水體中的BOD值。中國專利（00809995.2）“一種富集微生物的電化學方法,用于分析有機物和生化需氧量的生物傳感器”與中國專利（201310111201.4）“一種高錳酸鉀作陰極電子受體構建雙室微生物燃料電池型BOD傳感器的方法”都屬于電信號型微生物BOD傳感器，并對性能進行了表征。

細菌纖維素是指由醋酸菌屬（Acetobacter）、土壤桿菌屬（Agrobacterium）、根瘤菌屬（Rhizobium）和八疊球菌屬（Sarcina）等中的某種微生物合成的纖維素。細菌纖維素和植物或海藻產生的天然纖維素具有相同的分子結構單元,均是由單一的D-葡萄糖單元通過β-1,4-糖苷鍵鏈狀連接而成。但細菌纖維素纖維卻有許多獨特的性質，如高結晶度和高聚合度、極強的親水性與持水性、較強的彈性模量和抗張強度、較高的生物相容性和環境可降解性。細菌纖維素的直徑約為10～100 nm，且具有極高的長徑比，它可以形成精致的三維網狀結構，能夠較好地包埋酵母防止其脫落。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種微生物生化需氧量的測定傳感器制備方法，其采用細菌纖維素固定化酵母作為敏感元件，實現快速精準檢測微生物的應用效果。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種微生物生化需氧量的測定傳感器制備方法，包括以下步驟：

1）將玻碳電極在麂皮上順次用1μm、0.3μm、0.05μm的氧化鋁拋光粉打磨，然后依次用超純水、無水乙醇分別超聲洗滌5min，使玻碳電極表面形成光滑的鏡面，而后浸泡在無水乙醇中，得到預處理的玻碳電極；