串联式压电传感器在细菌及病毒检测中的应用研究

摘要

多通道串联式压电传感器(MSPQC)是一种基于串联式压电石英晶体在液相中工作的生物电化学装置,它能够对溶液中电极间的电参数(如电导、电容)变化有灵敏的响应,因具有灵敏度高、响应谱广、成本低廉、操作简单等优点而深受欢迎,其应用范围已涉及到分析化学、生命科学、临床医学、环境监测等众多领域。本论文是在本实验室前期工作的基础上,充分利用MSPQC的非质量响应特性,结合微生物的生长和新陈代谢特征,致力于快速、准确、灵敏的新型MSPQC的研制,拓宽了该类传感器在临床检测和生命科学中的应用范围,使微生物的测定工作更加简单、准确、快速。鉴于此开展了以下几项研究工作:
　　 1.利用MSPQC方法,提出了一种快速检测及计数藤黄微球菌的新培养基。该培养基可以有效地促进藤黄微球菌的生长,并在MSPQC上有优良的响应信号。对藤黄微球菌的计数是基于MSPQC获得的频率突变范围时间(FDT)与培养基中藤黄微球菌的初始浓度的对数值在10—107cfu/ml范围内成线性关系(R=-0.9976),检测下限为10 cfu/ml。同时,用该方法对59株临床藤黄微球菌进行检测,正确率达到93.2％。与传统方法相比,本方法简单、快速、容易操作。
　　 2.通过对实验室常用的YC培养基的改进,提出了一种新的麦芽糖培养基,不仅实现了对临床恶臭假单胞菌的快速检测,同时,还能够将恶臭假单胞菌从假单胞菌属里给快速鉴定出来。恶臭假单胞菌在该培养基里能够快速生长,而且得到的响应曲线也比较独特,跟假单胞菌属里的大多数菌的响应曲线都不相同,这样,仅仅通过该方法,一步就可达到快速检测并鉴定恶臭假单胞菌的目的。
　　 3.通过将串联式压电传感器(SPQC)与叉指微电极(IDE)相结合,设计了一种新的传感器,实现了对水泡性口炎病毒(VSV)的快速检测。该方法是通过合成巯基化壳聚糖,并将其修饰在叉指微电极上,然后用该修饰电极来吸附人喉癌上皮细胞(HEP-2),该细胞是VSV的敏感细胞,当有VSV存在时,吸附的HEP-2细胞就会从叉指微电极表面脱落,引起微电极的阻抗变化,这一变化能够灵敏地被传感器捕获,从而实现了对VSV的检测,检测范围为1×103-1×106cells/ml,检测下限低至500cells/ml。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 微生物的检测研究

1.1.1 生物化学技术

1.1.2 免疫学技术

1.1.3 快速测试片法

1.1.4 选择、鉴定用培养基法

1.1.5 细菌直接计数法

1.1.6 全自动微生物鉴定系统

1.1.7 生物电化学方法

1.2 水泡性口炎病毒(Vesicular Stomatitis Virus,VSV)的常规检测技术

1.2.1 中和试验(NT)

1.2.2 补体结合试验(CFT)

1.2.3 酶联免疫分析法(ELISA)

1.2.4 病毒核酸的检测与分析

1.2.5 基于RT-PCR技术的检测方法

1.3 压电传感器的非质量响应

1.3.1 串联式压电传感器(series piezoelectric quartz crystal,SPQC)

1.3.2 其他非质量响应的压电传感器

1.4 论文构思与展望

第2章 MSPQC法对藤黄微球菌进行快速检测及计数

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 菌株来源

2.2.2 试剂和培养基

2.2.3 培养基配方

2.2.4 实验装置

2.3 结果与讨论

2.3.1 理论分析

2.3.2 藤黄微球菌的典型响应曲线

2.3.3 为藤黄微球菌ATCC 4698选择最佳碳源

2.3.4 棉子糖用量的影响

2.3.5 对藤黄微球菌ATCC 4698进行计数

2.3.6 用两种方法对计数结果进行比较

2.3.7 对59株临床藤黄微球菌进行计数

2.4 小结

第3章 MSPQC法快速检测并鉴定恶臭假单胞菌

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 实验菌株

3.2.2 试剂和培养基

3.2.3 实验仪器

3.2.4 实验方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 检测原理

3.3.2 恶臭假单胞菌在YC中的响应信号

3.3.3 恶臭假单胞菌在改进的棉子糖培养基中的响应信号

3.3.4 恶臭假单胞菌在麦芽糖培养基中的检测范围

3.3.5 麦芽糖培养基对临床恶臭假单胞菌的检出率

3.3.6 对比其它假单胞菌在麦芽糖培养基中的响应曲线

3.4 小结

第4章 水泡性口炎病毒的IDE-SPQC检测方法

4.1 前言

4.2 实验操作

4.2.1 实验试剂

4.2.2 磷酸缓冲盐及培养基

4.2.3 仪器

4.2.4 水泡性口炎病毒的增殖与滴度测定

4.2.5 HEP-2细胞的培养

4.2.6 VSV传感器的制备

4.2.7 叉指微电极-串联式压电传感器(IDE-SPQC)装置图

4.2.8 实验过程

4.3 结果与讨论

4.3.1 电极的表征

4.3.2 细胞吸附效果的显微表征图

4.3.3 IDE-SPQC传感器原理

4.3.4 IDE-SPQC对VSV的检测结果

4.4 响应机理探讨

4.5 小结

结论

参考文献

附录 本文作者相关论文题录

致谢