心肌细胞电位传感器在海洋生物毒素检测中的研究

目前海洋毒素对人类健康的威胁越加严重,尤其是麻痹性毒素。提出了一种基于细胞电位传感器检测贝类的生物毒性的新方法,采用心肌细胞与微电子加工技术的微阵列芯片（MEA）相结合,构建了新型的心肌细胞电位传感器。通过心肌细胞与MEA芯片的紧密耦合,实现了实时监测心肌细胞电位的变化,输出稳定和一致性好的胞外场电位信号。通过检测海洋中危害较大的石房蛤麻痹性毒素（STX）,分析细胞的信号特征参数,实验结果表明,STX毒素对心肌细胞的电生理活动有明显的抑制作用,对脉冲幅值和脉冲频率有明显的浓度依赖性抑制作用。常规标准的生物毒性检测方法小鼠生物法的检出限为40 g/100 g,而心肌细胞电位传感器可检测的下限为1.004 ng/mL,检测范围为25 nmol/L~1600 nmol/L,通过对比表明该方法具有较好的检出限且检测方法相对简单,易于规范化和标准化。通过进一步的完善,该方法在海洋毒素的快速检测应用方面具有良好的发展前景。     

基于智能手机的麻痹性贝毒现场快速检测试纸条分析仪

石房蛤毒素(STX)是常见的麻痹性贝毒(PSP),通过食物链积累在贝类食品中,人类若食用这种有毒的贝类会影响健康,甚至中毒.因此迫切需要一种简便的方法来检测这种麻痹性贝毒以避免中毒事件的发生.基于竞争性免疫原理的试纸条可以和石房蛤毒素产生特异性显色反应,采用研发的新型手持式分析仪进行检测分析.毒素分析仪采用智能手机作为光探测器,配合3D打印配件,再通过智能手机上研发的用于图像采集和数据处理的应用程序,可对显色后的试纸条进行分析处理并得出所测毒素的浓度.这种方法简单、快速、检出限低、灵敏度高.目前,本仪器可测得的STX的检出限:5.2 ng/mL,检测范围:5.2 ng/mL~100 ng/mL.实验表明,本文研制的基于智能手机系统和免疫分析的手持式试纸条分析仪有望成为对麻痹性贝毒进行现场快速检测的有效工具.     

结合组织工程支架的三维心肌细胞传感器

以聚乳酸（PLA）和聚己内酯（PCL）为材料,通过三维（3D）打印和静电纺丝技术,制造组织工程支架,用于培养新生大鼠心肌细胞.将培养了心肌细胞的支架耦合在微电极阵列（MEA）芯片表面构建三维细胞传感器,用于检测心肌细胞的胞外场电位（EFP）信号.实验结果表明,心肌细胞在PLA/PCL支架上附着和生长情况良好,由于兴奋-收缩耦联,能够带动纤维丝产生联合搏动.48 h后,支架上心肌细胞的搏动速率趋于稳定.细胞电位检测结果表明,细胞支架与MEA芯片耦合良好,形成三维细胞传感系统,能够检测到支架内心肌细胞的胞外场电位,输出稳定、高信噪比的信号,且EFP信号幅值和发放速率与传统二维培养方法所记录到的信号相似.     

贝类腹泻性毒素现场高通量前处理及快速检测仪器设计

为实现贝类腹泻性毒素的现场快速检测,本论文设计了一种现场高通量前处理装置及基于移动终端的快速检测系统。通过使用酶联免疫反应技术对腹泻性贝毒进行显色反应,结合基于移动终端的快速检测装置,采集显色反应结果图像,实现准确快速的检测结果分析。采用所设计的前处理装置与实验室手工前处理标准方法对比,其回收率分别为89％和93％,结果表明,本文设计的前处理装置能够满足现场检测分析的需求。通过加标样品检测,采用移动终端的快速检测系统测量标准差为0.13,平均回收率89.5％。实验结果表明,该检测系统的准确性和重复性满足实际检测的需求。最后,针对实际样品,与酶标仪检测结果相比较,表明了所设计的现场高通量前处理装置及快速检测系统能达到对贝类腹泻性毒素现场快速精确检测,为贝类腹泻性毒素现场检测提供了新的方法和仪器。