[发明专利]一种检测微囊藻毒素的生物传感器及方法

说明书

本发明公开了一种检测微囊藻毒素的生物传感器及方法。所述生物传感器包括生物传感器壳体，设于生物传感器壳体内部的电源模块、孵育模块、免疫反应模块、荧光激发模块和设于生物传感器壳体顶部的信号采集模块；所述电源模块设于生物传感器壳体底部，分别与孵育模块和荧光激发模块相连接；所述孵育模块设于免疫反应模块的下方；所述荧光激发模块设于生物传感器壳体顶部内侧。本发明所述生物传感器具有结构简单、成本低廉、携带方便和操作简单等优点，能够对微囊藻毒素进行实时实地、高精度的快速检测，适用于MC‑LR的现场检测，有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及微囊藻毒素检测技术领域，具体地，涉及一种检测微囊藻毒素的生物传感器及方法。

背景技术

微囊藻毒素(Microcystins，MCs)是蓝藻水华，如鱼腥藻、束丝藻等爆发所产生的一种环状七肽化合物，具有较强的肝毒性，可以强烈抑制细胞蛋白磷酸酯酶1(PP1)和2A(PP2A)的活性，损害其在胞内的调节功能，从而触发原发性肝癌。有研究表明，25％～70％的蓝藻水华会释放毒素，其中的微囊藻毒素毒性强烈，可通过饮用水或者蓄积在水产品中进入食物链，从而直接或间接进入人体，对人类健康构成极大威胁。微囊藻毒素在自然水域中分布广泛，爆发呈季节性，这就要求检测方法可以连续分析以达到监测预警的作用，同时，还需具备高度便携性来满足自然水域的检测需求。

目前对微囊藻毒素的检测方法主要有生物鉴定法、细胞毒性分析法、仪器分析法、免疫检测法和生物传感器法。其中高效液相色谱(HPLC)和酶联免疫分析(ELISA)是应用最广泛的两种检测方法，但是存在测试费用高昂、前处理复杂、操作费时等缺点，而且要求实验室具备大型设备，无法满足MCs的原位检测需求。这严重地制约了MCs的实时监测，难以发挥检测方法的监测预警作用。

生物传感检测技术是一门多学科交叉的新型技术，具有灵敏度高、检测成本低、方便快捷等优点。与先进的人工智能技术结合，可开发出微型、高通量、适于原位检测的智能检测装备。随着人们对便捷分析方法和检测终端设备的需求，小型化、智能化的检测设备必然成为重要的发展趋势。因此，需要研发一种新的适用于检测微囊藻毒素的生物传感器及方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中检测微囊藻毒素时存在测试费用高昂、前处理复杂、操作费时、难以实现微囊藻毒素原位实时检测等缺点，提供一种检测微囊藻毒素的生物传感器及方法。本发明利用3D打印技术，研发出一款包括电源模块、孵育模块、免疫反应模块、荧光激发模块和信号采集模块的便携式荧光分析装置——即生物传感器，能够对微囊藻毒素进行实时实地、高精度的快速检测，适用于MC-LR的现场检测。

为了实现上述目的，本发明是通过以下方案予以实现的：

一种检测微囊藻毒素的生物传感器，包括生物传感器壳体，设于生物传感器壳体内部的电源模块、孵育模块、免疫反应模块、荧光激发模块和设于生物传感器壳体顶部的信号采集模块；所述电源模块设于生物传感器壳体底部，分别与孵育模块和荧光激发模块相连接；所述孵育模块设于免疫反应模块的下方；所述荧光激发模块设于生物传感器壳体顶部内侧。

本发明所提供的生物传感器包括电源模块、孵育模块、免疫反应模块、荧光激发模块和信号采集模块，通过电源模块为孵育模块和荧光激发模块提供稳定的电源，孵育模块可为免疫反应模块提供恒温加热环境，荧光激发模块用于底物的荧光激发，信号采集模块保证采集荧光信号位置的一致性，降低批间差异，提高检测的准确性。通过本发明生物传感器能够对微囊藻毒素进行实时实地、高精度的快速检测。

优选地，所述电源模块为可循环使用的电池盒，可采用12V电池盒，用于整个生物传感器各用电模块的供电。

优选地，所述孵育模块由智能温控器和恒温加热器相连接组成。

更优选地，所述恒温加热器为12V微型加热板，用于孵育免疫反应模块。