基于反射干涉光譜的微芯片傳感器在微生物分析中的應用.pdf

1、目前，微生物疾病逐漸成為全球共同關注的健康和環(huán)境問題，而且抗生素的不合理使用和濫用導致世界范圍內抗菌素耐藥性的出現(xiàn)和傳播，同時也極大地增加細菌感染患者的治療風險。因而，微生物的快速檢測和抗生素快速精確篩選的方法是當前亟需的關鍵技術。
　　 (1)論文建立了基于多孔硅復合pH敏感凝膠材料的反射干涉特性，結合微流控分析平臺，研發(fā)了對微環(huán)境pH高度敏感的光學傳感芯片。利用傅里葉變換反射干涉光譜(FT-RIFS)實時記錄pH敏感凝膠殼聚

2、糖的可逆膨脹過程中有效光學厚度光學信號，實現(xiàn)微環(huán)境中pH監(jiān)控。實時在線監(jiān)測微生物的生長狀態(tài)和代謝活力，并將其應用于抗菌藥物的快速篩選。實驗結果表明，由于微流控技術突出的擴散效率和傳質速度，使本論文工作，相比于宏觀體系，殼聚糖在微環(huán)境中對pH有更快、更靈敏的響應。此外，微流控體系有利于代謝產(chǎn)物的快速積累，無需長時間預孵化，從而大大減少整體的檢測時間?；诖思夹g，可以在不到2小時內得到細菌生長曲線，因此可以實現(xiàn)快速藥敏試驗(AST)。與常規(guī)

3、方法相比，基于微流控pH傳感器獲得的細菌生長曲線，為研究抗生素在不同階段對細菌的抑菌作用提供了更多的信息?？股氐目焖俸Y選和最小抗菌濃度測定的方法，這項技術作有望成為細菌感染疾病的臨床和現(xiàn)場診斷的有效手段。
　　 (2)論文構建了以多孔硅為基底的微流控傳感芯片，實現(xiàn)細菌的非標記快速檢測。該傳感芯片的基本原理是:當多孔硅表面修飾細菌抗體后（本論文選用E.coli抗體），所得多孔硅芯片可選擇性地捕獲大腸桿菌(E.coli)，由于E.

4、coli的體積遠遠超過多孔硅孔道的直徑，因而對多孔硅孔道產(chǎn)生封閉效應。我們利用牛血清蛋白(BSA)為光學探針，通過反射干涉光譜，測量E.coli捕獲前后多孔硅層有效光學厚度的變化值(ΔEOT)。對細菌的熒光標記實驗表明，用反射干涉法測得的相對ΔEOT值與多孔硅表面捕獲的細菌密度在一定范圍內呈現(xiàn)一致對應關系。結合微流控通道，該傳感芯片可實現(xiàn)大腸桿菌快速捕獲和非標記檢測，對E.coli的檢測范圍為103-107cfu/ml，檢測時間只需20