【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于微生物電化學(xué)傳感器檢測，具體涉及一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法。
技術(shù)介紹
1、乳酸是人體內(nèi)常見的代謝中間產(chǎn)物，人體在健康的條件下，由乳酸脫氫酶還原丙酮酸產(chǎn)生的乳酸主要通過肝臟及腎臟排出。當(dāng)機(jī)體供氧不足時，體內(nèi)丙酮酸迅速積累并轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?，出現(xiàn)乳酸水平增加的現(xiàn)象。大量研究提示乳酸水平的變化能夠反映膿毒癥患者體內(nèi)無氧代謝活動水平，因此，乳酸被認(rèn)為是膿毒癥患者危險分級的重要標(biāo)志物。
2、目前檢測乳酸常用的方法主要包括比色法和高效液相色譜法等，比色法是通過測定乳酸形成的有色復(fù)合物吸光度值反映乳酸含量，但存在檢測過程復(fù)雜、準(zhǔn)確度易受到樣品色度干擾等問題。相較于比色法，高效液相色譜法具有更高的準(zhǔn)確度和靈敏度，然而依賴于大型昂貴的檢測設(shè)備以及專業(yè)的操作人員，不便于廣泛推廣。
3、微生物電化學(xué)傳感器有望解決上述難題。微生物電化學(xué)傳感器以電活性微生物作為傳感元件，利用微生物的胞外電子傳遞過程將生化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)為電信號，實現(xiàn)對目標(biāo)物的定量檢測，具有操作簡便、快速和成本低等優(yōu)勢。據(jù)報道以 shewanella?oneidensis?mr-1（電化學(xué)活性微生物的模式菌株）生物膜作為傳感元件構(gòu)建傳感器時，能夠?qū)⒀趸樗釙r產(chǎn)生的電子通過胞外蛋白傳遞至電極產(chǎn)生電信號。因此，可以利用 shewanella?oneidensismr-1的這一特性通過電信號強(qiáng)度反映乳酸具體含量。傳統(tǒng)的微生物電化學(xué)傳感器是以 shewanella?on
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有乳酸檢測方法繁瑣復(fù)雜、檢測成本高昂等問題，本專利技術(shù)提供了一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法。以 shewanella?oneidensis?mr-1為傳感元件利用靜電力自組裝電活性單層膜，實現(xiàn)快速檢測乳酸，有望滿足臨床上的檢測需求。
2、為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用了下列技術(shù)方案：
3、一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，在微生物電化學(xué)系統(tǒng)中電活性微生物荷負(fù)電，利用循環(huán)伏安法對電極原位修飾l-精氨酸，修飾后的電極荷正電；基于異性電荷相吸原則，電活性微生物迅速吸附至電極表面形成自組裝電活性單層膜；基于電活性微生物的正向胞外電子傳遞能力，待測樣本中的乳酸含量能夠轉(zhuǎn)換為生物電信號輸出，利用自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸。
4、進(jìn)一步，所述微生物電化學(xué)系統(tǒng)包括電解池、工作電極、對電極、參比電極和ph=7.4的電解液。
5、進(jìn)一步，所述微生物電化學(xué)系統(tǒng)中工作電極為1?cm2碳布，對電極為1?cm2鉑片電極，參比電極為ag/agcl電極。
6、進(jìn)一步，所述微生物電化學(xué)系統(tǒng)中電解液包含l-精氨酸、hepes緩沖液、nacl、nahco3和nh4cl。
7、進(jìn)一步，所述微生物電化學(xué)系統(tǒng)中每升電解液含1.74?g?l-精氨酸、7.2g?hepes緩沖液、10?g?nacl、2.5?g?nahco3和1.0?g?nh4cl。
8、進(jìn)一步，所述電活性微生物為 shewanella?oneidensis?mr-1。
9、進(jìn)一步，所述循環(huán)伏安法的參數(shù)具體為掃描電勢范圍-2v~2v，掃速5?mv/s，圈數(shù)為15圈。
10、進(jìn)一步，所述基于異性電荷相吸原則，電活性微生物迅速吸附至電極表面形成自組裝電活性單層膜具體是：將電活性微生物的菌懸液離心，然后用緩沖液重懸，將重懸菌懸液加入微生物電化學(xué)系統(tǒng)，靜置，利用靜電力快速制備自組裝電活性單層膜。
11、進(jìn)一步，先將電活性微生物進(jìn)行擴(kuò)大化培養(yǎng)至對數(shù)生長期或穩(wěn)定期。
12、進(jìn)一步，所述基于電活性微生物的正向胞外電子傳遞能力，待測樣本中的乳酸含量能夠轉(zhuǎn)換為生物電信號輸出，利用自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸具體是：向微生物電化學(xué)系統(tǒng)施加+0.4?v恒電勢并加入待測乳酸，通過測定電流峰值信號反映乳酸含量。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：
14、本專利技術(shù)通過對電極表面進(jìn)行正電荷修飾，微生物利用靜電吸附力快速構(gòu)建自組裝電活性單層膜，無需生物膜的啟動和冗長的孵育時間，且操作簡便；構(gòu)建的自組裝電活性單層膜檢測乳酸時響應(yīng)速度快，同時具有較高的檢測靈敏度，未來有望在臨床上應(yīng)用于膿毒癥患者的危險分級。
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1.一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：在微生物電化學(xué)系統(tǒng)中電活性微生物荷負(fù)電，利用循環(huán)伏安法對電極原位修飾L-精氨酸，修飾后的電極荷正電；基于異性電荷相吸原則，電活性微生物迅速吸附至電極表面形成自組裝電活性單層膜；基于電活性微生物的正向胞外電子傳遞能力，待測樣本中的乳酸含量能夠轉(zhuǎn)換為生物電信號輸出，利用自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：所述微生物電化學(xué)系統(tǒng)包括電解池、工作電極、對電極、參比電極和pH=7.4的電解液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：所述微生物電化學(xué)系統(tǒng)中工作電極為1?cm2碳布，對電極為1?cm2鉑片電極，參比電極為Ag/AgCl電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：所述微生物電化學(xué)系統(tǒng)中電解液包含L-精氨酸、HEPES緩沖液、NaCl、NaHCO3和NH4Cl。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自組裝電活性單
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：所述電活性微生物為Shewanella?oneidensis?MR-1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：所述循環(huán)伏安法的參數(shù)具體為掃描電勢范圍-2V~2V，掃速5?mV/s，圈數(shù)為15圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：所述基于異性電荷相吸原則，電活性微生物迅速吸附至電極表面形成自組裝電活性單層膜具體是：將電活性微生物的菌懸液離心，然后用緩沖液重懸，將重懸菌懸液加入微生物電化學(xué)系統(tǒng)，靜置，利用靜電力快速制備自組裝電活性單層膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：先將電活性微生物進(jìn)行擴(kuò)大化培養(yǎng)至對數(shù)生長期或穩(wěn)定期。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：所述基于電活性微生物的正向胞外電子傳遞能力，待測樣本中的乳酸含量能夠轉(zhuǎn)換為生物電信號輸出，利用自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸具體是：向微生物電化學(xué)系統(tǒng)施加+0.4?V恒電勢并加入待測乳酸，通過測定電流峰值信號反映乳酸含量。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：在微生物電化學(xué)系統(tǒng)中電活性微生物荷負(fù)電，利用循環(huán)伏安法對電極原位修飾l-精氨酸，修飾后的電極荷正電；基于異性電荷相吸原則，電活性微生物迅速吸附至電極表面形成自組裝電活性單層膜；基于電活性微生物的正向胞外電子傳遞能力，待測樣本中的乳酸含量能夠轉(zhuǎn)換為生物電信號輸出，利用自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：所述微生物電化學(xué)系統(tǒng)包括電解池、工作電極、對電極、參比電極和ph=7.4的電解液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：所述微生物電化學(xué)系統(tǒng)中工作電極為1?cm2碳布，對電極為1?cm2鉑片電極，參比電極為ag/agcl電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：所述微生物電化學(xué)系統(tǒng)中電解液包含l-精氨酸、hepes緩沖液、nacl、nahco3和nh4cl。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自組裝電活性單層膜快速檢測乳酸的方法，其特征在于：所述微生物電化學(xué)系統(tǒng)中每升電解液含1.74?g?l-精氨酸、7.2g?hepes緩沖液、10?gnacl、2.5?g?nah...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：藏雨軒，邢雁霞，任美艷，王瓊，
申請(專利權(quán))人：山西大同大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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