压电微生物信息传感仪的应用研究

论文摘要

压电生物传感装置,具有灵敏度高、易于实现数字化、响应谱广、快速检测、操作简单、成本低廉等优点,其应用涉及到分析化学、生命科学、环境监测等众多领域。本文充分利用串联式压电传感器对溶液电导的响应,并和微生物的新陈代谢特征相结合,拓宽了压电体声波传感器在环境检测和生命科学中的应用,使信息的提取更加准确容易,测定更加快速方便。鉴于此开展了以下研究工作: 1.首次采用压电传感方法检测表面活性剂对细菌生长的影响。以环境中常见的假单胞绿脓杆菌为例,分别研究了阳离子、阴离子和非离子三种类型表面活性剂的离子类型、浓度以及非离子表面活性剂中乙氧基的数目和类型对绿脓杆菌生长的影响; 并根据实验数据建立了反映细菌生长的频率响应模型,获得了不同条件下的生长动力学参数。该论文对指导表面活性剂的使用和研究具有重要意义。2.本文用传感方法定量检测了阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对绿脓杆菌生长的影响。提出了用于定量计算的检测时间NT代替传统的FDT。探讨了CTAB的浓度对绿脓杆菌生长的影响,发现NT与CTAB浓度的对数在1×10-4 g/l—5×10-2 g/l范围内存在线性关系; 并对CTAB在绿脓杆菌生长过程中的变化情况进行分析,探讨了CTAB与绿脓杆菌的相互作用。另外,还探讨了CTAB对不同浓度绿脓杆菌生长的影响,当CTAB的浓度为5×10-3 g/l时,NT与绿脓杆菌浓度的对数在1×102—1×107cells/ml范围内存在线性关系。分析了不同浓度绿脓杆菌对CTAB生物降解的影响。3.用本室研制的多通道串联式压电石英传感装置（MSPQC）对致病菌进行了检测。检测结果同时与美国BD公司的的BACTEC9120的检测结果进行了对照比较,培养时间为5天时,MSPQC的阳性检出率是18.92%（650例中123例阳性结果）,而BACTEC9120的阳性检出率是19.38%（650例中126例阳性结果）; MSPQC有2例假阳性和2例假阴性结果,BACTEC9120有3例假阳性和0例假阴性结果; 对于大多数革兰阳性菌和革兰阴性菌MSPQC的检出时间比BACTEC9120的快。论文还对仪器的灵敏响应区间、培养基的选择、样本的加入量、进行了详细研究。结果表明该仪器有很好的临床应用前景

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 压电生物传感器的研究进展
• 1.1.1 气相压电传感理论及应用
• 1.1.2 液相压电传感理论及应用
• 1.1.3 用于压电生物传感器的声波模式
• 1.1.4 用于压电生物传感器的测量技术
• 1.1.5 压电生物传感器的固定方法
• 1.2 微生物的检测研究
• 1.2.1 细胞成分分析法
• 1.2.2 免疫学诊断方法
• 1.2.3 非生物电化学方法
• 1.2.4 生物电化学方法
• 1.2.5 微生物的临床诊断技术及现状
• 1.3 表面活性剂概述
• 1.3.1 表面活性剂的用途
• 1.3.2 电化学表面活性剂传感器
• 1.3.3 非电化学表面活性剂传感器
• 1.4 论文构思
• 第2章 用传感方法研究表面活性剂对绿脓杆菌生长的影响
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 仪器
• 2.2.3 培养基
• 2.2.4 实验步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 多通道串联式压电传感仪的实验原理
• 2.3.2 表面活性剂的离子类型对绿脓杆菌生长的影响
• 2.3.3 表面活性剂的浓度对绿脓杆菌生长的影响
• 2.3.4 频移响应模式的建立
• 2.3.5 非离子表面活性剂中的乙氧基数目对绿脓杆菌生长的影响
• 2.3.6 非离子表面活性剂中的亲水基种类对绿脓杆菌生长的影响
• 2.4 小结
• 第3章 用压电生物信息传感仪检测阳离子表面活性剂对绿脓杆菌生长的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂与仪器
• 3.2.2 培养基的使用
• 3.2.3 操作步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 检测时间的确定
• 3.3.2 检测原理
• 3.3.3 CTAB 的浓度对绿脓杆菌生长的影响
• 3.3.4 CTAB 在绿脓杆菌生长过程中的变化探讨
• 3.3.5 CTAB 对不同浓度的绿脓杆菌生长的影响
• 3.4 小结
• 第4章 用多通道串联式压电生物传感仪快速检测临床中的致病菌
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 临床标本的采集
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 检测方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 压电生物信息传感仪的检测原理
• 4.3.2 压电生物信息传感仪专用培养基的选择
• 4.3.3 血液的体积对压电生物信息传感仪响应信号的影响
• 4.3.4 临床实验结果及分析
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 本文作者相关论文题录