[发明专利]一种用于现场检测尿液中细菌的尿检平台及其使用方法

权利要求书

1.一种用于现场检测尿液中细菌的尿检平台，其特征在于：该平台包括前处理单元、激发单元、拍摄单元和图像处理单元；所述前处理单元包括发光元件、分离元件、生物芯片，其中发光元件具体为抗体改性的Zn₂GeO₄:Mn长余辉纳米棒，分离元件具体为抗体改性的四氧化三铁磁性纳米颗粒，生物芯片具体为光子晶体生物芯片；所述抗体具体为靶向尿液感染中常见的致病菌的动物多克隆抗体，该抗体制备方法如下：将致病菌接种到实验动物体内，待其免疫后收集血清进行分离纯化即可；待检测尿液经前处理单元处理后，被激发单元激发，由拍摄单元采集成照片后输入图像处理单元进行分析处理，最后得到检测结果；前处理操作包括将发光元件、分离元件与待检测尿液样品混合，接着分离出固体并重悬，最后将重悬液滴加在生物芯片上；所述抗体改性的Zn₂GeO₄:Mn长余辉纳米棒的制备方法如下：

a1)首先将GeO₂溶于强碱溶液中，得到Na₂GeO₃溶液；然后将可溶性锌盐、可溶性镓盐、可溶性锰盐与水混合，再加入少量酸试剂，所得混合液与Na₂GeO₃溶液混合，调节混合液的pH至碱性，20-30℃下搅拌反应，接着将混合物转移至反应釜中于200-300℃下继续反应，最后固液分离、洗涤得到Zn₂GeO₄:Mn长余辉纳米棒；

a2)将Zn₂GeO₄:Mn长余辉纳米棒超声分散在有机溶剂中，再滴加一定量硅烷偶联剂并升温至70-100℃充分反应，固液分离所得固体重悬于有机溶剂中，向重悬液中加入一定量琥珀酸酐、DMAP后升温至20-30℃充分反应，固液分离、洗涤得到中间产物；

a3)将a2)制得的中间产物分散在含EDC的PBS缓冲液中，接着加入含NHS的PBS缓冲液，所得混合液置于35-38℃充分反应；固液分离后用PBS缓冲液将固体产物洗净后再次分散在PBS缓冲液中，向悬浮液中加入抗体，所得混合物置于25-30℃摇动孵育过夜，固液分离所得固体经洗涤、PBS-BSA溶液再分散后，置于35-38℃封闭后保存在低温下即可。

2.如权利要求1所述的尿检平台，其特征在于：步骤a1)中按照锌：镓：锰＝400:2:1的摩尔比将可溶性锌盐、可溶性镓盐、可溶性锰盐与水混合，按照Ga:Ge＝1:1的摩尔比将混合液与Na₂GeO₃溶液混合；步骤a2)中Zn₂GeO₄:Mn长余辉纳米棒、硅烷偶联剂、琥珀酸酐、DMAP的用量比为100g:300-500mL:150-200g:15-30g；步骤a3)中按照中间产物：抗体＝100g:8-10nmol的比例向悬浮液中加入抗体。

3.如权利要求1所述的尿检平台，其特征在于：抗体改性的四氧化三铁磁性纳米颗粒的制备方法如下：将羧基化四氧化三铁磁性纳米颗粒分散在含EDC的PBS缓冲液中，再加入含NHS的PBS缓冲液，所得混合液置于35-38℃充分反应，固液分离后用PBS缓冲液将固体产物洗净后再次分散在PBS缓冲液中，按照羧基化四氧化三铁磁性纳米颗粒：抗体＝100g:8-10nmol的比例向悬浮液中加入抗体，所得混合物置于25-30℃摇动孵育过夜，固液分离所得固体经洗涤、PBS-BSA溶液再分散后，置于35-38℃封闭后保存在低温下即可。

4.如权利要求1所述的尿检平台，其特征在于：所述光子晶体生物芯片的制备方法如下：将液体硅橡胶除泡后旋涂于干净的盖玻片上，烘干得到基材；将聚苯乙烯微球悬浮液滴于40-60℃的基材上，待溶剂蒸发后聚苯乙烯微球在基底上组装成光子晶体生物芯片。

5.如权利要求1所述的尿检平台，其特征在于：所述激发单元具体为紫外光源，所述拍摄单元具体为照相机，所述图像处理单元具体为手持终端或远程计算机；其中拍摄单元和图像处理单元集成在一部智能手机或平板电脑中，或者设计成两个不同的设备并通过远程无线通信交换数据。

6.权利要求1所述尿检平台的使用方法，其特征在于该方法包括以下步骤：首先将发光元件、分离元件加入到待测尿液样本中，所得混合物置于35-38℃孵育；磁分离后用PBS-BSA溶液反复洗涤固体产物，接着将其重悬于PBS缓冲液中；将重悬液滴加到生物芯片表面，利用激发单元照射生物芯片，同时用拍摄单元对生物芯片上的样本进行拍照；照片传输给图像处理单元处理，得到待检测尿液样本中的细菌含量；所述使用方法不包括疾病的诊断和治疗。