[发明专利]一种纳米芯片在微生物检测中的应用

说明书

本发明提出了一种纳米芯片在微生物检测中的应用。将聚苯胺纳米粒子固定在琼脂糖凝胶上，形成一个生物芯片，用其对细菌进行实时监测，通过明显的颜色变化(从蓝色到绿色)来显示结果。降低纳米芯片的成本能使纳米芯片更广泛地应用于微生物的检测。

技术领域

本发明涉及生物检测领域，特别是指一种纳米芯片在微生物检测中的应用。

背景技术

生物芯片(biochip)是20世纪90年代初出现的一种高通量、并行分析的微量分析技术。它构建在玻璃片、硅片、塑料片、尼龙膜或凝胶等载体材料上，表面上固定了不同的生物分子(如：寡核苷酸、cDNA、基因组DNA、多肽、抗原、抗体等)，形成可与目的靶分子互相作用和反应的固相表面。将芯片与待检靶生物分子进行化学反应(如杂交、免疫反应等)，然后利用相应的检测手段进行信号的收集，得出检测结果。

生物芯片以具有高通量、高灵敏性、高特异性的优点广泛应用于生鲜食品中病原微生物的检测，其主要特点有：(1)高通量：采用原位合成法或直接点样法将探针排列在滤膜、硅片、玻璃等介质上形成微矩阵，待检样品用同位素或荧光分子标记后，与芯片杂交，通过扫描及计算机分析即可获得。样品中大量的基因序列及表达信息，以达到快速、高效、高通量地分析生物信息的目的；(2)高灵敏度：芯片检测结果的敏感性为96.2％，每种病毒检测的最低量为10copies/μL，使生物芯片具有较的高灵敏度；(3)高特异性：芯片在杂交反应完毕后进行洗脱，使不与靶标结合或非特异性结合的部分洗脱掉，芯片检测结果的特异性为99.3％。在生物大分子功能研究、食品安全检测、病原微生物检测和鉴定等方面发挥着越来越重要的作用。本文简述了几种生物芯片检测技术及其在微生物检测中的应用，为生物芯片在微生物检测中广泛应用提供数据参考。

生物芯片根据其构造不同可分为阵列型芯片、微流控芯片、纳米芯片等；根据其分析的探针不同可分为基因芯片、糖芯片、蛋白芯片、细胞芯片、组织芯片等；根据其应用不同可分为表达谱芯片、诊断芯片、检测芯片、基因组SNP分析芯片、基因组染色体变异分析芯片以及药物分析芯片等。各种芯片有其各自的特点，但是都具有高通量，高特异性和高效的特点。

近年来，贵金属纳米粒子由于其独特的光学特性，成为传感器优化传感的关键元件，具有高灵敏度、高效和无标记检测等特性。这样的传感器能够同时检测和分析大量的样品或单一样品中的多个分析物。纳米粒子固定在传感器芯片表面上，通过物理屏障形成不同的区域，用于并行检测，这些孤立的检测区域在一定程度上实现了高通量检测。

通过病原体或病原体分泌的毒素与活性物质同传感器上的受体结合，纳米粒子用于传感器中，根据颜色变化来进行检测。希迪安等在2007年制作了一个以玻璃支撑的聚二乙炔(PDA)为基础，由细菌分泌的诱导增殖的两亲分子在PDA基质上引起颜色改变的比色传感器，能够对细菌进行检测。新兴的纳米技术具有复用能力以及无酶的操作能力。纳米材料具有独特的化学和物理性能能够适用于医学检测，如具有良好的生物相容性，高的表面积与体积比，与散装材料相比，具有独特的光学特性。最近几年，用纳米金识别和结合DNA，并用电化学方法来监测的工具逐渐增加，这种方法可以通过测定氯化物在纳米探针的表面固定化的氧化还原电位的变化确定靶DNA的浓度，同时，硫化铅纳米粒子被作为寡核苷酸的标记来进行电化学的检测。这种电化学检测的范围在10^-11～10^-12，可见纳米生物芯片具有较高的。检测灵敏度。

发明内容

本发明提出一种纳米芯片在微生物检测中的应用。

本发明的技术方案是这样实现的：一种纳米芯片在微生物检测中的应用。

进一步，将聚苯胺纳米粒子固定在琼脂糖凝胶上，形成一个生物芯片，用其对细菌进行实时监测，通过明显的颜色变化(从蓝色到绿色)来显示结果。

进一步，由于没有特定的抗体或受体的使用，这种芯片可以检测任何细菌生长。可以应用于食品中腐败微生物的检测。