[发明专利]一种基于杂合生物膜的核黄素电化学检测方法及传感器

说明书

本发明提供一种基于杂合生物膜的核黄素电化学检测方法及传感器，包括以下步骤：(1)将希瓦氏菌种接种至培养基活化后加入到含有反应缓冲溶液的容器中；(2)在步骤(1)的容器中加入无菌FeClsubgt;3/subgt;溶液和无菌Nasubgt;2/subgt;Ssubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;溶液；(3)将参比电极、工作电极、对电极安装在容器中形成三电极系统；(4)在合成条件下，希瓦氏菌生成具有导电性的FeS纳米颗粒并覆盖于细胞表面形成电活性杂合细胞，电活性杂合细胞吸附于步骤(3)的工作电极上形成电活性杂合细胞生物膜，连接信号检测系统，形成生物电化学传感器；(5)在工作电极上加载外电压，加入希瓦氏菌的电子受体，再加入核黄素，检测并记录电流变化值，本发明实现了对核黄素的定量和超灵敏检测。

技术领域

本发明属于生化检测技术领域，尤其涉及一种基于杂合生物膜的核黄素电化学检测方法及传感器。

背景技术

核黄素，即维生素B₂(VB₂)，是一种水溶性B族维生素，对人类健康有着重要意义。核黄素含量的快速、准确测定在核黄素的合成及其相关的食品、药品及保健品行业生产中有重要意义。现有的核黄素检测方法包括微生物法、荧光分光光度法、高效液相色谱法(HPLC)以及质谱法等。但这些方法普遍存在检测周期长、样品处理繁琐、成本高等缺点。

生物电化学传感器以生物材料或者生物本身作为识别元件进行信号检测，具有仪器需求简单、灵敏度高、专一性好等优势。但是，在生物电化学系统中，生物细胞与非生物表面之间接触面积的限制，阻碍其表面建立有效的电子传递界面。而生物纳米杂合细胞作为一种独特的与纳米粒子结合的细胞，同时具有细胞和材料的优良特性，并且电活性细菌与导电纳米粒子的结合通常会形成生物-纳米电子传递机制，可以提高电子传递速率和库伦效率。

在特定电位控制条件下，希瓦氏菌可以在自身的富马酸钠还原酶的催化作用下，利用来源于胞外电极的电子还原富马酸钠，并在外电路形成电流。核黄素作为希瓦氏菌实现该细胞内外电子转移过程的电子中介体，其浓度高低与该过程的电子转移效率即外电路电流强度大小直接相关。因此，可以直接通过反应体系的电流变化来高效、快速检测样品中的核黄素并测定其浓度。

本发明基于此构建了一种新型的基于杂合生物膜的核黄素电化学检测方法及传感器，经过对现有技术的检索，并未发现有利用该生物电化学方法检测核黄素的报道。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于杂合生物膜的核黄素电化学检测方法及传感器，本发明首次制备了一种用于电化学信号放大的电活性杂合细胞生物膜，利用希瓦氏菌对硫源和铁源的还原能力，细胞自生成具有导电性的FeS纳米颗粒并部分覆盖于细胞表面形成杂合细胞，杂合细胞吸附于工作电极形成电活性杂合细胞生物膜，从而扩展电活性细胞电子交换表面积，大大提高生物传感系统的信号放大性能，实现了核黄素的超灵敏定量检测，解决现有技术中存在的检测成本高、灵敏度低和电极材料复杂等问题。

本发明的技术方案是：一种基于杂合生物膜的核黄素电化学检测方法，包括以下步骤：

步骤(1)将希瓦氏菌种接种至培养基活化，将活化的希瓦氏菌洗涤后重悬加入到含有反应缓冲溶液的容器中；

步骤(2)在所述步骤(1)的容器中加入无菌FeCl₃溶液和无菌Na₂S₂O₃溶液；

步骤(3)将参比电极、工作电极、对电极安装在所述容器中形成三电极系统；

步骤(4)在合成条件下，希瓦氏菌生成具有导电性的FeS纳米颗粒并覆盖于细胞表面形成电活性杂合细胞，所述电活性杂合细胞吸附于所述步骤(3)的工作电极上形成电活性杂合细胞生物膜，将所述三电极系统连接信号检测系统，形成生物电化学传感器；