[发明专利]一种特异性强的炭疽杆菌的检测方法

说明书

本发明属于生物检测方法技术领域，公开了一种特异性强的炭疽杆菌的检测方法，包括以下步骤：S1，GMR生物芯片的制作；S2，炭疽杆菌在GMR生物芯片上的捕获；S3，GMR生物芯片的测试，炭疽杆菌信息的读出。本发明利用基于磁力线聚集器的GMR生物芯片技术，不仅有效提高GMR生物芯片对炭疽杆菌的检测灵敏度，而且其制备工艺过程与微流控技术可兼容，实现整个生物芯片检测过程的封闭实施，提高了GMR磁生物芯片的系统性、安全性和便捷性。该芯片技术具有小型化、低功耗、器件均一性好等优势，可在生物安全、食品质检、疾病诊断等领域发挥巨大作用。

技术领域

本发明涉及一种特异性强的炭疽杆菌的检测方法，属于生物检测方法技术领域。

背景技术

炭疽芽孢杆菌(Bacillusanthracis)简称炭疽杆菌，是引起动物和人类炭疽烈性传染疾病的病原菌。炭疽杆菌存在于土壤中，以牛、羊、骆驼等食草动物为主要传染源，狼等食肉动物因吞食病畜成为次要传染源。炭疽杆菌的分布几乎遍及全世界，农民、牧民、皮毛加工与动物屠宰工人及畜牧兽医工作者都容易感染，因此对人类及畜牧业威胁很大，而且由于炭疽杆菌具有致病力强、感染后潜伏期短、病情急和病死率高等特点，炭疽杆菌也曾被用作生物武器。因此，对于炭疽杆菌这一种危害极大的病原微生物进行快速灵敏、简便高效的检测是十分紧要的。

目前针对炭疽杆菌的检测主要是从其芽孢、繁殖体、基因、毒素蛋白这四个方面进行检测。对炭疽杆菌的检测通常会采用细菌学检测、分子生物学检测和免疫学检测的方法。细菌学检测作为一种比较传统的检测方法，虽然技术成熟，但是操作相对复杂且费时；采用分子生物学检测方法可以实现对炭疽杆菌快捷准确的检测，但是所需要的成本较高；免疫学检测方法能够实现快速简便的检测，但这种方法通常是作为检测的辅助方法，其特异性和灵敏性相对而言还需要提高。

炭疽杆菌的高灵敏快速检测难题和检测样本信息的长时间保存问题。首先，炭疽杆菌具有较强的致病性，具有应用于生物武器的巨大潜力，对检测和保存都带来了挑战。其次，高灵敏快速检测是对传染性疾病有效防范的关键技术，目前能够进行个位数量级的检测方法主要是传统的培养法以及核酸检测法。传统的培养法需要较长的时间，而核酸检测方法则需要昂贵的设备以及专业人员操作，这都无法满足高灵敏、快速、便捷的检测需求。最后，现有基于生物传感器检测方法的炭疽杆菌检测技术，存在检测信号不稳定，重复性差等问题，当样本检测完毕后就不能再次检测。因此，为了进一步提高炭疽杆菌检测的可靠性和可复测性，有必要解决样本信息的长时间保存问题。

随着交叉学科的发展，生物芯片技术应运而生，其具有的小型化、低功耗、高集成等优势使得生物芯片在细菌、病毒等生物目标检测方面具有巨大的应用潜力，而基于巨磁电阻效应的磁生物芯片是其中的一员，巨磁电阻效应是金属材料在外磁场的作用下使其电阻值发生变化的效应，基于该效应制备的电子器件如磁存储、磁传感器等具有广泛的应用前景，GMR生物芯片主要利用基于巨磁电阻效应的GMR磁传感器与免疫磁珠技术结合而成，相对于其他的生物芯片技术(如荧光、电化学等)，基于磁电子的生物芯片具有背景噪声低、均一性好、易集成等优势，使得GMR生物芯片非常适合于炭疽杆菌的检测，而且基于磁性纳米粒子的生物样本稳定性好，保存时间长，可以将炭疽杆菌的检测样本多次重复检测。

目前，基于GMR生物传感器的细菌检测技术已经达到100CFU/mL量级，但是检测灵敏度与其他生物传感器相比，如荧光传感器、电化学传感器(10CFU/mL量级)等还存在较大差距，限制了GMR磁生物芯片在炭疽杆菌的应用潜力，为了解决基于磁传感器芯片的炭疽杆菌检测样本信息长期保存问题，同时兼具较高的检测性能，有必要开发新型的GMR生物芯片技术。现有的GMR生物芯片技术主要利用GMR传感器检测磁性标签的微弱杂散磁场，获得生物检测功能，但该方法受限于所使用的磁性标签产生的杂散磁场较弱，无法实现更高灵敏度的检测，所以需要开发新的检测方法，以获得更高的检测能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种特异性强的炭疽杆菌的检测方法，以解决上述现有技术中存在的问题。