[发明专利]基于微传感器的抗生素检测装置及其制造方法、检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗生素检测技术领域，特别涉及一种基于微传感器的抗生素检测装置及其制造方法、抗生素检测方法。

背景技术

随着全球工业的飞速发展以及科技的进步，人们的物质生活水平有了很大提高，环境污染问题也越来越受到人们的关注，成为当今社会面临的三大世界性问题之一。目前，在地球的多种基质中都检测到了人类或兽用抗生素的残留。抗生素的积累会对生态平衡及人类生命造成危害，导致水体中的微生物产生耐药性，即使是微量水平的抗生素在长期暴露下，也会对生态环境和人体健康造成危害。中国感染性疾病占全部疾病总发病数的49％，其中细菌感染性占全部疾病的18％至21％，即80％以上属于滥用抗生素，每年有8万人因此死亡。因此抗生素污染问题己经被多个国家列为重要的环境问题，相关的废水检测与处理技术研究正在迅速展开。

近年来，针对水环境中的抗生素检测技术有了快速的发展，在市面上常用的有高效液相色谱法(HPLC)、表面增强拉曼光谱技术(SERS)、免疫分析法、电化学生物传感器法等，均存在一定的问题。例如，HPLC技术存在前处理复杂易导致回收率偏低、不实用、耗时长、流速低、成本高、需专人测量、设备昂贵等诸多问题；SERS技术存在基底均匀性和重复性不好等问题；免疫分析法存在样品前处理和清理耗时长、快速检测不实用、昂贵、非实时检测等缺陷；而且，以上三种检测技术专业性较强，门槛较高，需要有专业技术人员来维护，难以适应抗生素检测的发展需求。

虽然近几年发展起来的电化学生物传感器法具有操作简单、灵敏度高、特异性强等优点，但用于构建传感器的生命活性物质物理化学稳定性较差，容易受到温度、pH等外界因素的干扰，在实际生产生活应用中容易失活，限制了传感器的实际应用。

因此，目前急需一种操作简单、检测快速、准确度高且性能稳定的抗生素检测设备或方法。

发明内容

基于此，本发明提出了一种基于微传感器的抗生素检测装置及其制造方法、抗生素检测方法，利用磁性纳米核壳型微球良好的吸附性能，微传感器自身具有的响应快速、样品用量少、抗干扰能力强等优点，可以实现有效、简便、快速、准确地对液相中的抗生素浓度进行检测。

本发明提供的基于微传感器的抗生素检测装置，包括微传感器和带电压输出的皮安计；

所述皮安计的电压输出端连接所述微传感器的电极接口；

所述微传感器的工作电极上涂覆有PFSA高分子膜；

所述PFSA高分子膜上嵌有磁性纳米核壳型微球。

作为一种可实施方式，所述磁性纳米核壳型微球的核心为超顺磁性Fe₃O₄，超顺磁性Fe₃O₄的外部包裹着一层SiO₂,SiO₂层的外包裹着一层壳聚糖；壳聚糖的表面由分子印迹聚合物组成，用于特异性结合液相中的抗生素。

作为一种可实施方式，所述微传感器的工作电极的尖端设置有用于防止待检测溶液流入电极内部的玻璃保护层。

本发明提供的基于微传感器的抗生素检测装置的制造方法，包括以下步骤：

利用多元醇法制备超顺磁性Fe₃O₄；

基于制备的超顺磁性Fe₃O₄，利用溶胶-凝胶法制备Fe₃O₄@SiO₂；

基于制备的Fe₃O₄@SiO₂，利用反向乳液交联法制备Fe₃O₄@SiO₂@CS；

利用分子印迹技术，对Fe₃O₄@SiO₂@CS进行改性，得到对应的抗生素分子印迹磁性核壳型微球Fe₃O₄@SiO₂@CS-MIP；

基于制备的Fe₃O₄@SiO₂@CS-MIP，利用滴涂法，将Fe₃O₄@SiO₂@CS-MIP溶液涂覆在微传感器的工作电极的表面；

将得到的抗生素分子印迹微传感器接入皮安计的电压输出端，得到抗生素检测装置。