[發明專利]自組裝光子晶體細菌檢測膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202011421674.0
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112763423A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 魯振坦;王棟;黃江西;鐘亞平;劉軻
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

本發明提供了一種自組裝光子晶體細菌檢測膜及其制備方法，所述自組裝光子晶體細菌檢測膜的制備方法，通過明膠與納米微球共混分散于乙醇溶液中，明膠包覆在納米微球表面，溶劑乙醇快速揮發，使被明膠包覆的納米微球在基材上進行自組裝，形成自組裝光子晶體細菌檢測膜。本發明通過分析找到光譜變化與細菌濃度的對應關系從而達到細菌檢測目的。所述自組裝光子晶體細菌檢測膜在不同濃度的細菌溶液中均在30min內有較好的檢測結果，具有高時效性；在不同環境中均有較好的檢測效果，抗干擾性強。該自組裝光子晶體細菌檢測膜制備方法簡單，不需要經過預處理；使用該細菌檢測膜不需要專業人員和專業設備，應用范圍廣。

技術領域

本發明涉及細菌檢測技術領域，尤其涉及一種自組裝光子晶體細菌檢測膜及其制備方法。

背景技術

細菌污染對人類的健康一直以來存在巨大威脅，對于細菌的研究也備受關注。細菌檢測是細菌研究中至關重要的一部分，傳統的細菌檢測方法例如申請號CN201710427485.6專利提供的細菌涂板計數和使用較多的PCR技術等，都具有較好的精確性和特異性。然而，這些檢測方法也存在著一些弊病；例如檢測周期長，檢測操作復雜繁瑣，需專業的操作人員及設備等問題，這些特點導致傳統的檢測方法無法滿足大規模、高時效性的針對細菌的檢測，故無法滿足疾病或疫情爆發所需即時檢測需求。新型的細菌檢測方法，例如納米探針、熒光檢測法、ATP生物發光技術及基因芯片檢測等，這些方法普遍成本高、需要預處理，難以大規模的利用。因此，研究一種低成本、快速準確的細菌檢測方法至關重要。

近年來，光子晶體得到了越來越多的關注，科學家們也積極的從各個方面來尋求開發應用光子晶體的途徑。公告號為CN104458615B和CN105190295B的專利都采用光子晶體作光柵來對細菌進行檢測，但是，這兩種方法同樣存在需要專業的操作人員及專業的設備等問題，無法滿足大規模對細菌進行檢測。目前將光子晶體用于細菌檢測領域的研究還較少，需要相關領域科學人員的積極探索。

有鑒于此，有必要研究一種新型的檢測細菌的方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自組裝光子晶體細菌檢測膜及其制備方法，以解決上述傳統方法檢測周期長，檢測操作復雜繁瑣，需專業的操作人員及專業設備等問題。

為了實現上述目的，本發明提供一種自組裝光子晶體細菌檢測膜，所述自組裝光子晶體細菌檢測膜，由明膠和納米微球共混而成，其中明膠作粘合劑將納米微球固定，利用納米微球的重力沉降自主裝形成光子晶體細菌檢測膜。

作為本發明的進一步改進，所述自組裝光子晶體細菌檢測膜能夠在細菌存在環境中發生溶蝕引起光子晶體膜反射光譜的變化。

作為本發明的進一步改進，所述納米微球的粒徑范圍為200-300nm；所述自組裝光子晶體細菌檢測膜的厚度為1-3μm。

作為本發明的進一步改進，所述光子晶體檢測膜中明膠的的質量分數為不小于1％。

作為本發明的進一步改進，所述自組裝光子晶體細菌檢測膜的響應時間小于等于30min。

為實現上述發明目的，本發明還提供了一種自組裝光子晶體細菌檢測膜的制備方法，包括如下步驟：

S1，明膠-納米微球懸浮液的制備

取納米微球懸濁液于燒杯中，向燒杯中加入預設質量比的明膠溶液，再加入乙醇，超聲混合，使明膠包覆在納米微球表面，得到明膠-納米微球懸浮液；

S2，光子晶體細菌檢測膜的制備

將基材裁成方塊，乙醇清洗晾干備用；將明膠-納米微球懸浮液涂覆于基材上，自然風干，風干后重復涂覆；其中，溶劑乙醇快速揮發使被明膠包覆的納米微球在基材上進行自組裝，得到含明膠的光子晶體細菌檢測膜。

作為本發明的進一步改進，所述預設質量比是指所述明膠與納米微球的質量比不小于1:100。