信號經過數(shù)抗干擾模塊傳輸,配合所述光強傳感器自身 的A/D轉換,轉換的數(shù)字信號進入到所述單片機信號處理模塊,進行數(shù)據(jù)的函數(shù)映射、算數(shù)、 邏輯部分處理,由單片機將處理輸出的結果通過所述液晶顯示模塊實時顯示出待測病菌的 菌類濃度,進一步地,本發(fā)明設有專門的RS232接口,可與32位上位機相連,通過遠程通信技 術,能夠遠程實時監(jiān)測數(shù)據(jù)結果,并作終端數(shù)據(jù)分析。
[0027]本發(fā)明采用比色皿4盛放經過上轉換熒光材料標記的檢測試液,本發(fā)明只需制備 好上轉換熒光探針、磁性探針,通過待測病菌懸液、上轉換熒光探針、磁性探針三者進行混 合及常溫孵育,形成三明治夾心復合物,通過與未結合的上轉換熒光探針進行磁分離,倒掉 上清液,用沉淀用BB(10mMTris-HCl,pH7.4,100mMKC1和ImMMgCl2)緩沖液重懸后,將重 懸后的所述三明治夾心復合物試液置于比色皿4中,通過紅外光源激發(fā)紅外光對比色皿4照 明,對所述三明治夾心復合物試液進行熒光強度測定,從而繪制待測病菌的熒光強度一一 濃度標準回歸曲線,設置該標準回歸曲線于本發(fā)明所述檢測系統(tǒng)中,既能夠進行未知濃度 的樣品的目標菌濃度測定,并同時與經典平板菌落計數(shù)法檢測結果進行檢測驗證。相較于 現(xiàn)有的采用免疫層析試紙條的檢測系統(tǒng),本發(fā)明采用比色皿盛放檢測試液,通過比色皿來 實現(xiàn)液相色譜檢測,一方面,由于比色皿為透明的,且比色皿不存在免疫層析試紙的多個功 能帶需要照明的要求,相較于傳統(tǒng)非透明試紙條的檢測系統(tǒng)中激光光路與接收光路特定夾 角的限制條件,本發(fā)明中紅外光激發(fā)光路與熒光接收光路二者之間不再受到光學檢測上的 限制,根據(jù)比色皿的方形常用形狀,本發(fā)明所述檢測系統(tǒng)中,所述激發(fā)光路與接收光路采用 180°直線設置或者直角設置,圖1中所述檢測系統(tǒng)為激發(fā)光路與接收光路成180°設置,圖2 中所述檢測系統(tǒng)為激發(fā)光路與接收光路成直角設置,優(yōu)選180°直線設置,使得整個檢測系 統(tǒng)中的紅外激發(fā)光源、比色皿、熒光接收模塊三者的設置更為簡便;第二,現(xiàn)有的免疫層析 試紙檢測系統(tǒng)需要設計特定結構的試紙條,試紙條包括多個功能帶,需要對多個功能帶采 集信號進行處理,試紙條結構復雜,制備繁瑣,且UCP結合物與被檢物通過免疫反應固定于 固相載體的表面,需要設置專門的固相載體,本發(fā)明采用比色皿省卻了結構復雜、制作繁瑣 的免疫層析試紙,整個檢測系統(tǒng)結構簡單,制作更為簡便;第三,傳統(tǒng)免疫層析試紙條為一 次性使用產品,重復檢測需要不斷更換及安裝新的試紙條,而本發(fā)明使用比色皿,對比色皿 清洗之后,即可進行重復使用。
[0028]本發(fā)明所述紅外激發(fā)光源采用980nm近紅外激發(fā)光,其光化學穩(wěn)定,環(huán)境適應性 強,穿透力強且無傷害,成本相對低廉。
[0029] 具體地,所述檢測試液由上轉換熒光探針與病菌特異性適配體結合物、磁性探針 與病菌特異性適配體結合物、待測病菌組成。所述上轉換熒光探針由上轉換熒光材料經過 氨基化和親和素化制得,所述上轉換熒光材料為NaYo. 78F4:Ybo. 2,Ero.Q2納米顆粒;所述磁性 探針為親和素化的磁珠,所述磁珠以六水合氯化高鐵為鐵源、1,6-己二胺作為氨基功能化 試劑通過水熱一一溶劑熱方法合成。以下對所述上轉換熒光探針和所述磁性探針的具體制 備進行說明。
[0030]所述上轉換熒光探針的制備過程如下:
[0031 ]第一步,采用水熱--溶劑熱方法合成NaYo.78F4:Ybo. 2,Ero.Q2上轉換納米顆粒(以 下簡稱為UCNPs):取Y2〇3、Yb2〇3、Er2〇3(Ln=Y:Yb:Er= 78:0.2:0.02),將三者混合物加入適 量硝酸中加熱溶解,并揮發(fā)掉多余硝酸,得到稀土元素的硝酸鹽粉末;將稀土元素的硝酸鹽 粉末溶解在8mL去離子水中,再加入2.1273gEDTA(乙二胺四乙酸,其與RE3+的摩爾比為1:1) 并調節(jié)pH至弱堿性,形成澄清透明的EDTA-Ln3+溶液;取25mL乙二醇,加入0.4gCTAB(十六烷 基三甲基溴化銨)和前述所得的EDTA-Ln3+溶液,快速攪拌下逐滴加入HF(氫氟酸)約3mL,得 到白色乳狀膠體;最后,在前述所得的白色乳狀膠體中加入5.5mL濃硝酸,攪拌均勻后,轉移 至lj50mL帶聚四氟乙烯內襯的反應釜中,195°C反應24小時。反應結束后,讓其在空氣中自然 冷卻至室溫,棄上層液體,釜底的固體用熱水沖洗到燒杯中,超聲10分鐘,然后靜置數(shù)分鐘, 待固體沉淀至燒杯底部后,棄上層液體,再加熱水超聲,重復操作3次后,在燒杯中加入乙醇 超聲分散,最后離心所得的固體置于70°C烘箱干燥10小時,得到NaYQ.78F4:YbQ.2,Er().()2上轉 換納米顆粒(UCNPs)固體粉末并儲存?zhèn)溆茫?br>[0032] 第二步,氨基化:取20mgUCNPs溶解于60mL異丙醇中,超聲40分鐘,然后加入2.5mL氨水和20mL水,在35°C下充分攪拌,然后一個小時內逐滴滴入溶有50uLTE0S(正硅酸乙酯) 的20mL異丙醇,反應3個小時形成懸浮液,再將溶有200uLAPTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷) 的30mL異丙醇逐滴加入前述所得懸浮液中,反應一個小時;反應結束后在室溫下熟化2小 時,通過離心分離得到沉淀固體,對沉淀所得固體用乙醇洗三次,并在60°C下干燥12小時, 則最終得到氨基化的上轉換納米材料;
[0033]第三步,親和素化:根據(jù)戊二醛法,使第二步所得的氨基化的上轉換納米材料與親 和素相連,形成親和素化的上轉換納米材料;
[0034]第四步,將第三步所得的親和素化的上轉換納米材料,與相應病菌特異性適配體 結合得到上轉換熒光探針;
[0035]將第四步所得上轉換熒光探針溶于5mlPBS(磷酸鹽緩沖液)溶液,靜置6小時,在4 °C下保存待用。
[0036]所述磁性探針的制備過程如下:
[0037]第一步,采用水熱--溶劑熱方法合成磁珠:以六水合氯化高鐵為鐵源,以1,6- 己二胺作為氨基功能化試劑,稱取1,6 -己二胺6.5g,無水醋酸鈉2.0g、FeC13 · 6H20l.Og 溶于30mL乙二醇,加入lOOmL圓底燒瓶中,50°C劇烈攪拌0.5小時左右至溶液較為透明,將溶 液轉移至帶聚四氟乙烯內襯的高壓反應釜中,放置在198°C高溫反應6小時,反應結束后取 出自然冷卻至室溫,將反應釜中液體倒在燒杯中,用無水乙醇和純水交替清洗三次,將反應 釜底部的黑色固體在50°C條件下干燥過夜,得到氨基化的磁性納米粒子,即氨基化的磁珠;
[0038]第二步,親和素化:根據(jù)戊二醛法,使第二步所得的氨基化的磁珠與親和素相連, 形成親和素化的磁珠;
[0039]第三步,將第三步所得的親和素化的磁珠,與相應病菌特異性適配體結合得到磁 性探針;
[0040]將第三步所得磁性探針溶于10mL0.01m〇l/L的PBS(磷酸鹽緩沖液,PH7.4)溶液 中,4°C保存?zhèn)溆谩?br>[0041]實施例一沙門氏菌的檢測
[0042]沙門氏菌經富集培養(yǎng)后,離心去除培養(yǎng)基,用平板法測定其濃度后,將其梯度稀釋 成不同標準濃度(cfu/ml)的菌懸液;分別取5yL沙門氏菌適配體,加入lmL濃度均為lmg/mL 的親和素化的磁珠和親和素化的上轉換納米材料,搖床反應12小時,最后加入2%BSA(牛血 清白蛋白)封閉液,得到磁性探針和上轉換熒光探針;等體積的梯度沙門氏菌標準濃度菌懸 液分別加入200μ1上轉換