[发明专利]一种便携式微囊藻毒素检测仪及其使用方法

说明书

本发明公开了一种便携式微囊藻毒素检测仪及其使用方法，该检测仪包括电脑客户端、微型工作站和三电极体系，微型工作站用于将三电极体系采集的检测信号传输给电脑客户端，三电极体系中的工作电极包括丝网印刷碳电极(SPCE)以及从内到外依次修饰在丝网印刷碳电极(SPCE)外侧的纳米碳化钛涂层、纳米金涂层和巯基修饰的微囊藻毒素涂层。该检测仪尺寸较小，便于携带，搭建步骤简单，可以在任何场合快速搭建相应的测试系统，实现微囊藻毒素的测试现场化；检测操作步骤简单，所检测的结果具有较宽的检测范围(10^‑12～10^‑9mol/L)和较低的检出限(10^‑12mol/L)，且检测结果准确可靠。

技术领域

本发明涉及微囊藻毒素检测技术领域，具体涉及一种便携式微囊藻毒素检测仪及其使用方法。

背景技术

长江中下游地区是我国淡水湖泊集中分布的地区之一，在过去的几十年里，人类活动对本地区的湖泊生态系统产生了极大的影响，最突出的是城郊湖泊的日益富营养化。湖泊、水库和河流中接纳过多的氮和磷等营养物质，使水体的生态结构与功能发生变化，导致藻类特别是蓝藻的异常繁殖生长而出现蓝藻水华现象。随着水体富营养化的加剧而引起的有害藻类水华的频繁发生已成为普遍关注的环境问题。当蓝藻水华严重时，不仅影响人的感官、破坏健康平衡的水生生态系统，而且藻细胞破裂后释放出的多种藻毒素对人和动物的饮用水安全构成了严重的威胁。在已发现的各种藻毒素中，微囊藻毒素是目前已知的一种在蓝藻水华污染中出现频率最高、产生量最大和造成危害最严重的藻毒素，因此对微囊藻毒素的检测十分必要。

现有的微囊藻毒素检测方法主要包括免疫学检测法和化学分析法，免疫学检测法包括蛋白磷酸酶抑制测定法(PPIA)和酶联免疫测定法(ELISA)；化学分析法包括高效液相色谱(HPLC)、质谱(MS)、荧光光谱法(FL)、紫外光谱法(UV)或化学发光检测法(CL)等。其中，蛋白磷酸酶抑制测定法(PPIA)和酶联免疫测定法(ELISA)属于生化分析法，这类方法由主要通过生物体抗原-抗体特异性识别来实现对微囊藻毒素的检测，难以避免地需要使用到对操作环境要求比较高的抗原、抗体等生物组分，因而操作条件严苛、复杂，且成本较高；高效液相色谱(HPLC)、质谱(MS)、荧光光谱法(FL)、紫外光谱法(UV)或化学发光检测法(CL)等化学分析法虽然可以满足多种毒素同时检测的要求，但其应用受仪器装置所限制，仅能开展实验室分析工作，且其检测成本高昂，对操作人员的素质要求较高。因此，迫切需要研发一种新的微囊藻毒素检测方法以满足微囊藻毒素监控低成本、便携化、现场化的实际使用需求。

在各种检测方法中，电化学传感器具有灵敏度高、操作简便快速、能在现实复杂环境体系中不间断监测等优点，已经在诸多领域获得了广泛的应用。其中电化学交流阻抗谱(EIS)作为一种典型的电化学分析手段，已经成为研究电极材料及电极表面现象的重要手段。此外，随着电子技术的快速发展，电化学工作站的小型化已经初步实现，这促进了便携式电化学传感装置的出现。

在过去的几年里，丝网印刷技术在快速制备和低成本制备等方面已经取得了很大的进步。由于丝网印刷电极(SPCE)具有重复性好、可靠性高、使用方便等优点，在电化学分析中具有广泛的应用前景。SPCE因其可携带性和便宜的制造技术等优点为电化学传感器提供了一个远离集中的实验室的机会，为可抛式传感器的构建提供了条件。可抛式传感器的优势在于成本低、可批量生产、重现性好，从而使得检测结果更准确、可靠。但是，SPCE作为电化学生物传感器的工作电极的研究还不成熟，其灵敏度、稳定性及重现性都还有一定的提升空间，例如，其表面的修饰、改性研究与其检测性能密切相关。因此，有必要进一步开发新的电极修饰材料来进一步改进SPCE在电化学传感器中作为工作电极的表现。

本发明旨在将丝网印刷电极与电化学交流阻抗谱法相结合，提出一种便携式的微囊藻毒素检测仪及其使用方法，以解决上述微囊藻毒素检测技术中存在的问题和缺点。

发明内容