压电生物传感器在微生物代谢产物检测的应用研究

论文摘要

压电传感器具有适用对象宽,测定灵敏度高,操作简单方便,可用于实时或在位检测等优点,其应用涉及到分析化学、生命科学、环境监测等众多领域。本文充分利用压电传感器的响应特性,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.采用一种新的透气膜-压电石英晶体QCM传感器,用于硫化氢阳性菌的检测。在硫化氢阳性菌代谢过程中呼出的H2S在晶体银电极表面的吸附可引起晶体的灵敏响应。本实验详细讨论了检测池中水汽、氨气、二氧化碳以及培养基中半胱氨酸浓度对检测的影响。最后通过对奇异变形杆菌、弗氏枸橼酸杆菌、伤寒沙门氏菌、迟缓爱德华菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌以及金黄色葡萄球菌的快速准确的检出,证明了该方法的可行性。2.提出用一种新型CO2压电传感器用于结核杆菌的检测。其响应机理是细菌代谢放出的二氧化碳与Ba（OH）2反应,引起Ba（OH）2溶液电导变化,这种变化能引起压电晶体频率的响应。实验结果表明,当Ba（OH）2浓度为3.8mmol/l时,灵敏度最高。实验详细比较了以聚四氟乙烯膜和硅橡胶膜两种透气膜的性能以及它们对检测的影响。最后运用该装置对结核杆菌进行检测,证明了该方法的可行性。3.将CO2压电传感器成功应用于结核杆菌的代谢研究。本实验结合丙酮酸、乳酸、甘油、α-酮戊二酸、谷氨酸以及天门冬素各自在生物体内的代谢方式,对以上物质在结核杆菌呼吸作用的影响进行讨论,得出丙酮酸和谷氨酸能够更有效地促进结核杆菌的呼吸作用的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 微生物的新陈代谢概述
• 1.1.1 新陈代谢理论
• 1.1.2 微生物代谢特异性研究
• 1.1.3 微生物新陈代谢的应用领域
• 1.2 新型微生物测定方法
• 1.2.1 细胞成分分析法
• 1.2.2 生物电化学方法
• 1.2.3 非生物电化学方法
• 1.2.4 微生物的临床诊断技术及现状
• 1.3 压电生物传感器的研究进展
• 1.3.1 压电气相传感理论及其应用
• 1.3.2 压电液相传感理论及其应用
• 1.3.3 压电生物传感器的研究现状
• 1.4 论文构思与展望
• 第2章 压电微天平传感器用于产H25 微生物的检测
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 母菌液
• 2.2.3 培养基
• 2.2.4 实验步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 硫化氢微生物传感器的构建
• 2.3.2 影响响应的因素
• 2.3.3 构建的传感器用于微生物检测
• 2.4 小结
• 2 压电传感器用于结核杆菌的检测'>第3章 CO₂压电传感器用于结核杆菌的检测
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验培养基
• 3.2.3 实验装置
• 3.2.4 实验过程
• 3.3 结果与讨论
• 2 压电体声波阻抗传感器检测原理'>3.3.1 CO₂压电体声波阻抗传感器检测原理
• 3.3.2 氢氧化钡溶液的浓度对检测灵敏度的影响
• 3.3.3 透气膜材料对检测性能的影响
• 2 压电传感器用于结核分枝杆菌H37Ra 的检测'>3.3.4 CO₂ 压电传感器用于结核分枝杆菌H37Ra 的检测
• 3.4 小结
• 2 串联式压电传感器用于结核杆菌代谢的研究'>第4章 新型CO₂串联式压电传感器用于结核杆菌代谢的研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 培养基
• 4.2.3 实验装置
• 4.2.4 实验过程
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 实验原理
• 4.3.2 结核杆菌对不同碳源的代谢研究
• 4.3.3 结核杆菌对不同氮源的代谢研究
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 本文作者相关论文题录
• 致谢