基于微流控阻抗传感器检测番茄环斑病毒
发布时间：2021-04-14 06:12
为实现番茄环斑病毒（Tomato Ringspot Virus,To RSV）高效、准确的快速检测,采用内嵌金叉指阵列微电极的微流控阻抗传感器对ToRSV进行特异性检测。通过将ToRSV抗体固定于金叉指阵列微电极表面免疫结合ToRSV以引起阻抗变化,得到电化学阻抗谱,并建立等效电路分析阻抗变化机理,建立ToRSV浓度和阻抗之间的定量线性关系。等效电路分析表示,ToRSV能造成溶液电阻Rs、电极表面电子转移电阻Ret的显著增加和双电层电容Cdl的减小,从而引起阻抗增加。结果显示在最佳检测频率10.7 Hz下,ToRSV浓度在0.001～10μg/m L范围内检测到的阻抗值范围为248.8～687.2 k?,ToRSV浓度与阻抗值具有良好线性关系,R2为0.98。测试该方法的检出限时,阻抗值显示为307.05 k?,得到检出限为0.003 4μg/m L。试验结果证明该传感器具有检测灵敏度高、特异性好、快速方便等优点,能够实现对ToRSV的特异性定性检测,对于其他植物病毒检测具有可推广性。
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(16)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
微流控芯片示意图Fig.1Schematicofmicrofluidicchip
浜穸任?10nm，用以提高金箔与玻璃的粘结效率[27]；在Cr层表面再喷射金箔层，其厚度为100nm，并采用湿法蚀刻技术雕刻出微叉指阵列电极的图案。通道层采用聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）材质，并利用SU-8阳膜刻蚀出介观尺度的微流道；通道层包括微通道、储液池和废液池，微通道与金叉指电极在同一空间内形成微反应室，抗体与抗原免疫结合及电极检测阻抗信号均在该区域进行。盖板层采用PDMS材质，将其覆盖在通道层之上，保障反应空间的密封。金叉指阵列微电极设计图如图2所示，其设计参数为：金叉指微电极对数20对、电极高100nm、长0.6mm、宽15μm、电极间距15μm。微通道的设计参数为：长7mm、宽0.5mm、深100μm；储液池和废液池的参数为：直径3mm，深100μm；微反应室的体积为：1.2mm×0.5mm×0.1mm=0.06mL。在盖片层对应储液池和废液池的中心打孔，直径为0.5mm，连接导管用于试剂的输入和排出。图2金叉指阵列微电极设计图Fig.2Schematicofgoldinterdigitalmicroelectrodes微流控芯片阻抗检测系统示意图如图3所示，主要包括驱动模块、反应模块和检测模块。驱动模块为微量注射泵（型号Harvard，美国HarvardApparatus公司），注射泵通过直径为0.5mm的钢针和软导管与微流控芯片的入口相连，以便将病毒检测样品及相关试剂按规定速率注入微流控芯片中；反应模块包括微流控芯片、金叉指电极，为样品从捕捉到免疫反应过程中现象的产生，以及阻抗变化信号产生提供反应平台；检测模块包括电化学工作站（型号CS350，武汉科斯特科技有限公司）和计算机，电化学工作站与微流控芯片的金叉指微电极连接，对金叉?
罅形⒌缂?杓仆既缤?2所示，其设计参数为：金叉指微电极对数20对、电极高100nm、长0.6mm、宽15μm、电极间距15μm。微通道的设计参数为：长7mm、宽0.5mm、深100μm；储液池和废液池的参数为：直径3mm，深100μm；微反应室的体积为：1.2mm×0.5mm×0.1mm=0.06mL。在盖片层对应储液池和废液池的中心打孔，直径为0.5mm，连接导管用于试剂的输入和排出。图2金叉指阵列微电极设计图Fig.2Schematicofgoldinterdigitalmicroelectrodes微流控芯片阻抗检测系统示意图如图3所示，主要包括驱动模块、反应模块和检测模块。驱动模块为微量注射泵（型号Harvard，美国HarvardApparatus公司），注射泵通过直径为0.5mm的钢针和软导管与微流控芯片的入口相连，以便将病毒检测样品及相关试剂按规定速率注入微流控芯片中；反应模块包括微流控芯片、金叉指电极，为样品从捕捉到免疫反应过程中现象的产生，以及阻抗变化信号产生提供反应平台；检测模块包括电化学工作站（型号CS350，武汉科斯特科技有限公司）和计算机，电化学工作站与微流控芯片的金叉指微电极连接，对金叉指电极上产生的阻抗变化信号进行检测，数据通过计算机配套软件进行分析。图3微流控阻抗检测系统示意图Fig.3Schematicdiagramofthemicrofluidicimpedancedetectionsystem1.4试验方法将注射泵注入流速设定为10μL/min，电化学工作站阻抗测试参数设定为：交流激励电压为100mV，测试频率为1～100kHz。按照下列步骤进行试验：1）裸电极测量：注入PBS缓冲液测量裸电极的阻抗值，测量完成后持续注入超纯水3min清洗微通道及微电极；2）抗体固定：注入15μL浓?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于富集微流控芯片的稻曲病菌孢子光电检测方法[J]. 杨宁,王盼,张荣标,徐佩锋,孙俊,毛罕平. 农业工程学报. 2017(20)
[2]快速检测病原菌含量的简易微流控系统[J]. 杨宁,左志强,Jun Steed Huang,张荣标,毛罕平. 仪器仪表学报. 2017(06)
[3]基于纸基微流控芯片的农药残留光电检测方法[J]. 杨宁,李振,毛罕平,王盼,项昌华,孙俊. 农业工程学报. 2017(03)
[4]单管多重RT-PCR同时检测大豆种子中三种检疫性植物病毒[J]. 易汪雪,宋绍祎,吴东妮,代欢欢,杨翠云,于翠. 植物保护. 2016(05)
[5]番茄环斑病毒研究进展综述[J]. 严俊杰. 当代化工研究. 2016(07)
[6]PCR结合表型鉴定对超高压处理后的冷藏带鱼细菌菌相分析[J]. 谢晶,刘骁,杨茜,钱韵芳,张新林. 农业工程学报. 2016(05)
[7]番茄环斑病毒纳米荧光颗粒试纸条的研制[J]. 李鑫,刘卉秋,胡强,曹冬梅,曹际娟. 生物技术通讯. 2014(06)
[8]番茄环斑病毒RT-LAMP检测方法的建立[J]. 余澍琼,张吉红,张慧丽. 植物检疫. 2013(04)
[9]微流控芯片上大肠杆菌的电化学阻抗检测方法研究[J]. 彭金兰,徐溢,吴永杰,传娜,甘俊,田鹏. 分析化学. 2011(09)
[10]杂交诱捕实时荧光PCR检测番茄环斑病毒[J]. 赵文军,陈红运,朱水芳,谭天伟. 植物病理学报. 2007(06)
本文编号：3136823
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(16)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
微流控芯片示意图Fig.1Schematicofmicrofluidicchip
浜穸任?10nm，用以提高金箔与玻璃的粘结效率[27]；在Cr层表面再喷射金箔层，其厚度为100nm，并采用湿法蚀刻技术雕刻出微叉指阵列电极的图案。通道层采用聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）材质，并利用SU-8阳膜刻蚀出介观尺度的微流道；通道层包括微通道、储液池和废液池，微通道与金叉指电极在同一空间内形成微反应室，抗体与抗原免疫结合及电极检测阻抗信号均在该区域进行。盖板层采用PDMS材质，将其覆盖在通道层之上，保障反应空间的密封。金叉指阵列微电极设计图如图2所示，其设计参数为：金叉指微电极对数20对、电极高100nm、长0.6mm、宽15μm、电极间距15μm。微通道的设计参数为：长7mm、宽0.5mm、深100μm；储液池和废液池的参数为：直径3mm，深100μm；微反应室的体积为：1.2mm×0.5mm×0.1mm=0.06mL。在盖片层对应储液池和废液池的中心打孔，直径为0.5mm，连接导管用于试剂的输入和排出。图2金叉指阵列微电极设计图Fig.2Schematicofgoldinterdigitalmicroelectrodes微流控芯片阻抗检测系统示意图如图3所示，主要包括驱动模块、反应模块和检测模块。驱动模块为微量注射泵（型号Harvard，美国HarvardApparatus公司），注射泵通过直径为0.5mm的钢针和软导管与微流控芯片的入口相连，以便将病毒检测样品及相关试剂按规定速率注入微流控芯片中；反应模块包括微流控芯片、金叉指电极，为样品从捕捉到免疫反应过程中现象的产生，以及阻抗变化信号产生提供反应平台；检测模块包括电化学工作站（型号CS350，武汉科斯特科技有限公司）和计算机，电化学工作站与微流控芯片的金叉指微电极连接，对金叉?
罅形⒌缂?杓仆既缤?2所示，其设计参数为：金叉指微电极对数20对、电极高100nm、长0.6mm、宽15μm、电极间距15μm。微通道的设计参数为：长7mm、宽0.5mm、深100μm；储液池和废液池的参数为：直径3mm，深100μm；微反应室的体积为：1.2mm×0.5mm×0.1mm=0.06mL。在盖片层对应储液池和废液池的中心打孔，直径为0.5mm，连接导管用于试剂的输入和排出。图2金叉指阵列微电极设计图Fig.2Schematicofgoldinterdigitalmicroelectrodes微流控芯片阻抗检测系统示意图如图3所示，主要包括驱动模块、反应模块和检测模块。驱动模块为微量注射泵（型号Harvard，美国HarvardApparatus公司），注射泵通过直径为0.5mm的钢针和软导管与微流控芯片的入口相连，以便将病毒检测样品及相关试剂按规定速率注入微流控芯片中；反应模块包括微流控芯片、金叉指电极，为样品从捕捉到免疫反应过程中现象的产生，以及阻抗变化信号产生提供反应平台；检测模块包括电化学工作站（型号CS350，武汉科斯特科技有限公司）和计算机，电化学工作站与微流控芯片的金叉指微电极连接，对金叉指电极上产生的阻抗变化信号进行检测，数据通过计算机配套软件进行分析。图3微流控阻抗检测系统示意图Fig.3Schematicdiagramofthemicrofluidicimpedancedetectionsystem1.4试验方法将注射泵注入流速设定为10μL/min，电化学工作站阻抗测试参数设定为：交流激励电压为100mV，测试频率为1～100kHz。按照下列步骤进行试验：1）裸电极测量：注入PBS缓冲液测量裸电极的阻抗值，测量完成后持续注入超纯水3min清洗微通道及微电极；2）抗体固定：注入15μL浓?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于富集微流控芯片的稻曲病菌孢子光电检测方法[J]. 杨宁,王盼,张荣标,徐佩锋,孙俊,毛罕平. 农业工程学报. 2017(20)
[2]快速检测病原菌含量的简易微流控系统[J]. 杨宁,左志强,Jun Steed Huang,张荣标,毛罕平. 仪器仪表学报. 2017(06)
[3]基于纸基微流控芯片的农药残留光电检测方法[J]. 杨宁,李振,毛罕平,王盼,项昌华,孙俊. 农业工程学报. 2017(03)
[4]单管多重RT-PCR同时检测大豆种子中三种检疫性植物病毒[J]. 易汪雪,宋绍祎,吴东妮,代欢欢,杨翠云,于翠. 植物保护. 2016(05)
[5]番茄环斑病毒研究进展综述[J]. 严俊杰. 当代化工研究. 2016(07)
[6]PCR结合表型鉴定对超高压处理后的冷藏带鱼细菌菌相分析[J]. 谢晶,刘骁,杨茜,钱韵芳,张新林. 农业工程学报. 2016(05)
[7]番茄环斑病毒纳米荧光颗粒试纸条的研制[J]. 李鑫,刘卉秋,胡强,曹冬梅,曹际娟. 生物技术通讯. 2014(06)
[8]番茄环斑病毒RT-LAMP检测方法的建立[J]. 余澍琼,张吉红,张慧丽. 植物检疫. 2013(04)
[9]微流控芯片上大肠杆菌的电化学阻抗检测方法研究[J]. 彭金兰,徐溢,吴永杰,传娜,甘俊,田鹏. 分析化学. 2011(09)
[10]杂交诱捕实时荧光PCR检测番茄环斑病毒[J]. 赵文军,陈红运,朱水芳,谭天伟. 植物病理学报. 2007(06)
本文编号：3136823
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/dzwbhlw/3136823.html
最近更新
教材专著
