一种食品检测用ECL生物传感器的制作方法

一种食品检测用ecl生物传感器
技术领域
1.本发明涉及生物传感器技术领域，尤其涉及一种食品检测用ecl生物传感器。


背景技术：

2.在过去几十年里，食品安全问题，即有毒或有害食品物质对健康的影响，一直对人类健康构成严重威胁。此类安全威胁源于食源性有害物质，如黄曲霉毒素、沙门氏菌和汞2+；经过几十年的调控，食品安全问题仍然不可避免地存在。
3.传统的黄曲霉毒素b1检测方法包括薄层色谱和液相色谱，两种方法涉及混合分离的成分分析；其中，溶解、溶剂转移和混合物分解的步骤需要较长的检测时间。
4.为了使用传统的方法检测沙门氏菌，研究人员将目标物质放入ss琼脂显色培养基中，在此培养基中，显色效果有助于观察染色菌落的形成，以表明细菌的存在。在这一过程中，细菌富集、缓冲肽酮水的使用、显色和生物实验的步骤相对低效，假阳性率较高。
5.传统的汞2+离子检测方法包括发光和比色法：比色法是检测食品中汞离子最常用的方法，但检测灵敏度较低，而发光严重依赖于大型检测机构，因此限制了检测的方便性。这些工艺非常复杂，与现代技术相比，其灵敏度较低。因此，迫切需要一种灵敏度高、准确、快速测定食品中有害物质的方法。
6.ecl检测技术，即电化学技术发光，通过识别目标物质的电化学性质使检测具有高度灵敏度(10^-12mol/l作为检测限)。这种技术准确，易于集成，背景干扰低。ecl检测技术，如一氧化碳传感器，葡萄糖传感器，和dna传感器中使用的电位滴定法，被广泛应用于生物传感器和组件技术的改进，然而，ecl检测目前仍然存在着许多挑战。由于ecl响应较弱，对于微量分析物的检测需要进行信号放大来检测目标物质。而dna环扩增，则是一种常见的传统信号放大技术，在食品分析中得到了广泛的研究，然而，与目标物质序列相似的干扰序列产生的干扰信号会影响加热、链修饰的复杂阶段和冷却的过程，这导致效率较低，假阳性率较高，因此，本发明提出一种食品检测用ecl生物传感器，解决上述问题。


技术实现要素：

7.本发明提供一种食品检测用ecl生物传感器，解决了上述技术问题。
8.为解决上述技术问题，本发明提供的一种食品检测用ecl生物传感器，包括机体，所述机体表面设置有显示屏、检测键和模式键，所述显示屏的表面设置有开关键，所述机体的内部设置有检验板，所述检验板的表面设置有电极一号和电极二号，所述机体的内壁设置有光照度计，所述电极一号和电极二号表面设置有特异性物质和fc-sio2纳米粒子。
9.优选的，所述机体的表面设置有进样槽，所述检验板的表面固定有牵引板。
10.优选的，所述牵引板和检验板与进样槽滑动连接。
11.与相关技术相比较，本发明提供的一种食品检测用ecl生物传感器具有如下有益效果：
12.本发明通过利用超灵敏的ecl生物传感器检测黄曲霉素，利用了tio2反蛋白石结
构作为增强衬底，硫化镉量子点作为纳米材料进行发光。由于tio2反蛋白石结构具有较高的电化学活性、较大的表面积和较好的光子晶体增强性能，使用该物质可显著增强修饰后的硫化镉量子点的ecl发射光强。由于硫化镉量子点的发光波长和发射光谱之间存在可接受的光谱重叠，因此可以观察到高效的光信号猝灭，从而进一步提高生物传感器的灵敏度。因此，本发明基于适三明治免疫分析的抗原-抗体特异性结合，适配体-dna特异性结合和t-hg2+-t结构，可分别识别沙门氏菌、黄曲霉素b1和汞2+在样品中的浓度，从而提高了生物传感器的准确性。结合上述策略，此发明是可应用于三种主要食源性有害物质的超灵敏ecl生物传感器系统。此系统稳定、灵敏度高、高效，为开发新型ecl生物传感器开辟了创新道路。
附图说明
13.图1为本发明的主体结构图；
14.图2为本发明的内部结构图；
15.图3为本发明的反应原理图。
16.图中标号：1、机体；2、进样槽；3、牵引板；4、显示屏；5、开关键；6、检测键；7、模式键；8、光照度计；9、检验板；10、电极一号；11、电极二号。
具体实施方式
17.实施例，由图1-3给出，本发明包括一种食品检测用ecl生物传感器，包括机体1，机体1表面设置有显示屏4、检测键6和模式键7，显示屏4的表面设置有开关键5，机体1的内部设置有检验板9，检验板9的表面设置有电极一号10和电极二号11，机体1的内壁设置有光照度计8，电极一号10和电极二号11表面设置有特异性物质和fc-sio2纳米粒子。
18.机体1的表面设置有进样槽2，检验板9的表面固定有牵引板3。
19.牵引板3和检验板9与进样槽2滑动连接。
20.首先，硫化镉量子点被还原为阴离子自由基硫化镉cds
·-，在0v～-1.5v电极的负极扫描下，与此同时，s2o
82-阴离子被还原为阴离子自由基so4·-"，一种强氧化剂，和so
42-。生成的阴离子自由基硫化镉cds
·-"可以被阴离子自由基氧化so4·-产生不稳定的硫化镉激发态cds
*
，然后返回到基态并发光。二氧化钛反蛋白石结构作为一种phc光子晶体结构，具有相当大的比表面积，可以为硫化镉量子点的吸收提供更多的活性位点，从而增加了电极上硫化镉量子点的修饰数量。因为tio2反蛋白石结构具有较大的电化学活性，这个增强基底可以提高硫化镉量子点的ecl反应效率。此外，作为一个光子晶体结构，tio2结构可以提高硫化镉的迁移速率。通过光子晶体诱导的电磁场，可以增强硫化镉量子点的发光信号。
21.黄曲霉素检测步骤：
22.1)将食物样品取下一块，与包装离心管中的rubpy-tpa溶液和pbs溶液于试管中混合5分钟左右。
23.2)混合完毕后，将溶液倒入黄曲霉素特异的工作电极一号10或电极二号11上，并将检验板9通过机体1左侧的进样槽2放置到机体1内。
24.3)按击装置开关键5，并选择启用的对应电极一号10或电极二号11，通过机体1上方的观察窗确认检验板9放置位置合适后，确保传感器正面的开口已封闭即可开始检测。
25.4)电极一号10或电极二号11上修饰了调试过的特异性的一号及二号dna和对应的
适配体，当黄曲霉素溶液相样品加入到电极一号10或电极二号11上时，会形成dna适配体结构与有害物质结合，当加入反应物质并产生特异性结构后，共反应剂量rubpy-tpa会通过氧化还原反应形成液态光源，fc-sio2纳米粒子作为光源猝灭物质会将液态光源猝灭，并在原有信号的基础上产生信号变化。
26.5)开启检测10～15分钟后，检测过程完毕，即可读取光照度计8上的光强度数值，光照度计8检测出电极一号10或电极二号11发出的光强度并测试传感器内的温度，反应会产生不同强度的强光，因为越多的有害物质会导致越多的特异性结构形成(如三明治免疫夹心结构，dna适配体结构)，从而增强共反应剂发出的光强并产生与猝灭物质结合后的信号变化，并将该值与对应有害物质的浓度表进行比较，确保有害物质含量是否超过安全限度。
27.沙门氏菌检测步骤：
28.1)将食物样品取下一块，与包装离心管中的rubpy-tpa溶液和pbs溶液于试管中混合5分钟左右。
29.2)混合完毕后，将溶液倒入沙门氏菌特异的电极一号10或电极二号11上，
30.电极一号10或电极二号11上修饰了微量的沙门氏菌一号单抗体和沙门氏菌二号单抗体，并将检验板9通过机体1左侧的进样槽2放置到机体1内。
31.3)按击装置开关键5，并选择启用的对应电极一号10或电极二号11，通过机体1上方的观察窗确认检验板9放置位置合适后，确保传感器正面的开口已封闭即可开始检测。
32.4)当含有沙门氏菌的溶液相样品加入到电极一号10或电极二号11上时，会形成一抗-抗原-二抗的三明治免疫分析结构，当加入反应物质并产生特异性结构后，共反应剂量rubpy-tpa会通过氧化还原反应形成液态光源，fc-sio2纳米粒子作为光源猝灭物质会将液态光源猝灭，并在原有信号的基础上产生信号变化。
33.5)开启检测10～15分钟后，检测过程完毕，即可读取光照度计8上的光强度数值，光照度计8检测出电极一号10或电极二号11发出的光强度并测试传感器内的温度，反应会产生不同强度的强光，因为越多的有害物质会导致越多的特异性结构形成(如三明治免疫夹心结构，dna适配体结构)，从而增强共反应剂发出的光强并产生与猝灭物质结合后的信号变化，并将该值与对应有害物质的浓度表进行比较，确保有害物质含量是否超过安全限度。
34.汞离子检测步骤：
35.1)将食物样品取下一块，与包装离心管中的rubpy-tpa溶液和pbs溶液于试管中混合5分钟左右。
36.2)混合完毕后，将溶液倒入汞离子特异的电极一号10或电极二号11上，并将检验板9通过机体1左侧的进样槽2放置到机体1内。
37.3)按击装置开关键5，并选择启用的对应电极一号10或电极二号11，通过机体1上方的观察窗确认检验板9放置位置合适后，确保传感器正面的开口已封闭即可开始检测。
38.4)电极一号10或电极二号11上修饰了调试过的特异性的一号及二号dna和对应的适配体，当含有汞离子的溶液相样品加入到电极一号10或电极二号11上时，会形成dna适配体结构与有害物质结合，当加入反应物质并产生特异性结构后，共反应剂量rubpy-tpa会通过氧化还原反应形成液态光源，fc-sio2纳米粒子作为光源猝灭物质会将液态光源猝灭，并
在原有信号的基础上产生信号变化。
39.5)开启检测10～15分钟后，检测过程完毕，即可读取光照度计8上的光强度数值，光照度计8检测出电极一号10或电极二号11发出的光强度并测试传感器内的温度，反应会产生不同强度的强光，因为越多的有害物质会导致越多的特异性结构形成(如三明治免疫夹心结构，dna适配体结构)，从而增强共反应剂发出的光强并产生与猝灭物质结合后的信号变化，并将该值与对应有害物质的浓度表进行比较，确保有害物质含量是否超过安全限度。

技术特征：
1.一种食品检测用ecl生物传感器，包括机体(1)，其特征在于，所述机体(1)表面设置有显示屏(4)、检测键(6)和模式键(7)，所述显示屏(4)的表面设置有开关键(5)，所述机体(1)的内部设置有检验板(9)，所述检验板(9)的表面设置有电极一号(10)和电极二号(11)，所述机体(1)的内壁设置有光照度计(8)，所述电极一号(10)和电极二号(11)表面设置有特异性物质和fc-sio2纳米粒子。2.根据权利要求1所述的一种食品检测用ecl生物传感器，其特征在于，所述机体(1)的表面设置有进样槽(2)，所述检验板(9)的表面固定有牵引板(3)。3.根据权利要求2所述的一种食品检测用ecl生物传感器，其特征在于，所述牵引板(3)和检验板(9)与进样槽(2)滑动连接。

技术总结
本发明公开了一种食品检测用ECL生物传感器，涉及技术领域，包括机体，所述机体表面设置有显示屏、检测键和模式键，所述显示屏的表面设置有开关键，所述机体的内部设置有检验板，所述检验板的表面设置有电极一号和电极二号，所述机体的内壁设置有光照度计，所述电极一号和电极二号表面设置有特异性物质和FC-SiO2纳米粒子，基于适配体的三明治免疫分析、抗原-抗体特异性结合和T-Hg2+-T结构，可分别识别黄曲霉毒素B1、沙门氏菌和汞2+在复杂样品中有效离子，提高了生物传感器的准确性，结合上述策略，应用于三种主要食源性有害物质的超灵敏ECL生物传感器系统稳定、高灵敏度、高效，为开发新型ECL增强生物传感器开辟了创新道路。ECL增强生物传感器开辟了创新道路。ECL增强生物传感器开辟了创新道路。


技术研发人员：唐浩天
受保护的技术使用者：唐浩天
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/8/9