同时检测沙门氏菌和炭疽杆菌磁致伸缩生物传感器制备与应用

为探索2个磁弹性生物传感器进行串联是否会存在耦合干扰,继而影响各自的检测精度,该文以磁致伸缩带材（2 826 MB Metglas TM）为传感器膜片,不同种类噬菌体为生物识别元件,制备了可同时检测沙门氏菌和炭疽杆菌2种病菌的磁致伸缩生物传感器系统。采用物理吸附法在部分磁致伸缩传感器表面固定了对沙门氏菌具有检测专一性的E2噬菌体,用于检测沙门氏菌;部分磁致伸缩传感器表面固定了对炭疽杆菌具有检测专一性的JRB7噬菌体,用于检测炭疽杆菌。在磁致伸缩传感器表面固定噬菌体后,采用牛血清蛋白作为阻滞剂覆盖没有固定噬菌体的局部区域,防止检测中非专一性细菌吸附导致的检测误差。同时,制备了一种没有固定任何噬菌体只覆盖牛血清蛋白阻滞剂的参考传感器,目的是探索牛血清蛋对被检病菌吸附到传感器表面的阻滞效果。在检测过程中,传感器由磁场定位,将传感器浸入到病原体溶液中,吸附细菌后传感器质量增加,导致其共振频率降低。研究发现：所研制的生物传感器系统不存在相互耦合干扰,每种生物传感器能专一性地吸附与表面噬菌体对应的被测病菌。对浓度范围为5×10^5×108 CFU/m L菌液检测还发现,该系统具有良好的检测灵敏度,本研究所采用尺寸规格的传感器灵敏度同单个传感器检测灵敏度一样,为103 CFU/m L。同时,参考传感器浸入到病原体溶液中频率无变化证明了牛血清蛋白阻滞剂可有效消除没有固定噬菌体的局部表面对细菌的非专一性结合。扫描电镜对传感器样品表面进行观察,直观地证明了生物传感器与其目标被测物之间的吸附情况,观察结果为生物传感器对细菌的检测提供了可靠的参考证据。

磁致伸缩生物传感器尺寸对沙门氏菌检测灵敏度的影响

为了研究不同尺寸传感器的检测灵敏度,该文以磁致伸缩膜片为物理传感器,多克隆抗体为生物识别元件,采用Langmuir-Blodgett（LB）技术将多克隆抗体固定在磁致伸缩膜片表面,制备了用于检测沙门氏菌的磁致伸缩生物传感器。检测时,将不同尺寸的生物传感器浸在含有沙门氏菌的被测溶液里,由于生物传感器对沙门氏菌的吸附使传感器质量增加,从而使传感器共振频率发生改变。采用尺寸为2 mm×0.4 mm×15μm,5 mm×1 mm×15μm和25 mm×5 mm×15μm的传感器检测浓度为10^2-10^9 CFU/m L的沙门氏菌溶液,并利用扫描电子显微镜观察传感器表面。研究结果表明,由传感器共振频率变化计算获得的沙门氏菌浓度与扫描电子显微镜观察统计分析获得的直观浓度吻合得很好,两者最大相对差值小于10%。传感器尺寸越小,检测灵敏度越高。尺寸为2 mm×0.4 mm×15μm,5 mm×1 mm×15μm和25 mm×5 mm×15μm的检测极限分别为5×10^3 CFU/m L,10^5 CFU/m L和10^7 CFU/m L。研究结果可为磁致伸缩生物传感器实际应用时,根据预测的细菌浓度,在保证灵敏度的前提下选择合适尺寸的传感器提供参考。