本發(fā)明涉及生物傳感器的，尤其涉及一種磁性納米細(xì)菌傳感器的組裝方法、磁性納米細(xì)菌傳感器和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、污染土壤生物毒性是判斷土壤污染程度的重要指標(biāo)，也是開(kāi)展土壤修復(fù)的前提，更是衡量已修復(fù)土壤質(zhì)量的重要依據(jù)之一，我們需要重視污染土壤的檢測(cè)和治理，建立有效的土壤污染檢測(cè)方法，為有效地治理策略提供基礎(chǔ)支持。

2、早期大多數(shù)通過(guò)化學(xué)技術(shù)方法對(duì)土壤污染進(jìn)行檢測(cè)。光譜法和色譜法是常用化學(xué)技術(shù)的兩個(gè)例子。然而，化學(xué)檢測(cè)方法只能測(cè)量污染物的含量，而不能直接反映生物毒性。磁性納米材料和發(fā)光細(xì)菌組裝基于磁性納米顆粒（mnps）的生物傳感器可以解決污染土壤原狀檢測(cè)的問(wèn)題，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。目前基于磁性納米細(xì)菌傳感器的研究主要集中在檢測(cè)方向，但關(guān)于制備傳感器采用的組裝技術(shù)、不同組裝磁性納米細(xì)菌傳感器的靈敏度方向研究較少。

3、因此，需要一種提高磁性納米細(xì)菌傳感器靈敏度的組裝方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的局限性，本發(fā)明提供一種磁性納米細(xì)菌傳感器的組裝方法、磁性納米細(xì)菌傳感器和應(yīng)用。本發(fā)明優(yōu)化了現(xiàn)有的生物傳感器的組裝方法，經(jīng)本發(fā)明制備的生物傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)原狀污染土壤檢測(cè)，精準(zhǔn)測(cè)定污染土壤的生物毒性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種磁性納米細(xì)菌傳感器的組裝方法，包括以下步驟：

4、①?將fe3o4磁性納米粒子加入到修飾分子的水溶液中，超聲混合均勻，離心分離后用水洗滌，再次離心后分散在水中，進(jìn)行超聲分散，得到在水中分布均勻的修飾分子修飾的fe3o4磁性納米粒子懸濁液；所述修飾分子修飾的fe3o4磁性納米粒子的表面電位約為1-3；

5、②取所述在水中分布均勻的修飾分子修飾的fe3o4磁性納米粒子懸濁液和明亮發(fā)光桿菌菌液進(jìn)行組裝，組裝后磁性分離，并用氯化鈉溶液洗滌，得到構(gòu)建完成的磁性納米細(xì)菌傳感器。所述明亮發(fā)光桿菌菌液的ph為6~9。

6、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，

7、步驟①，所述修飾分子包括修飾分子一和任選的修飾分子二；其中，修飾分子一為聚丙烯胺鹽酸鹽；修飾分子二為檸檬酸鈉或聚乙二醇。

8、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，

9、所述fe3o4磁性納米粒子與修飾分子一的質(zhì)量比為10-20：1，比如為10：1、12：1、14：1、16：1、18：1、20：1；

10、當(dāng)包括修飾分子二時(shí)，

11、聚丙烯胺鹽酸鹽和檸檬酸鈉的質(zhì)量比為10-15：1，比如為10：1、11：1、12：1、13：1、14：1、15：1；

12、聚丙烯胺鹽酸鹽和聚乙二醇的質(zhì)量比為8-12：1，比如為8：1、9：1、10：1、11：1、12：1。

13、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，

14、當(dāng)包括修飾分子二時(shí)，先將fe3o4磁性納米粒子與修飾分子二的水溶液，一次超聲混合均勻，再與修飾分子一的水溶液二次超聲混合均勻；

15、一次超聲混合均勻、二次超聲混合均勻的時(shí)間相同或不同，各自獨(dú)立為20-40分鐘；

16、超聲分散的時(shí)間為10-15分鐘；

17、所述在水中分布均勻的修飾分子修飾的fe3o4磁性納米粒子懸濁液濃度為0.1-0.3mg/ml。

18、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，

19、步驟①，

20、fe3o4磁性納米粒子為使用化學(xué)共沉淀法制備的fe3o4磁性納米粒子；優(yōu)選地，化學(xué)共沉淀法制備的fe3o4磁性納米粒子的制備過(guò)程如下：

21、將二價(jià)鐵鹽和三價(jià)鐵鹽在水中溶解后，在保護(hù)性氣氛下，攪拌條件下，緩慢加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)ph至堿性并進(jìn)行沉淀反應(yīng)，對(duì)生成物強(qiáng)磁場(chǎng)分離，洗凈干燥后即得?fe3o4磁性納米粒子。

22、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，

23、二價(jià)鐵鹽為fecl2·4h2o；三價(jià)鐵鹽fecl3·6h2o；

24、三價(jià)鐵鹽和二價(jià)鐵鹽的質(zhì)量比為2.5-3：1；

25、二價(jià)鐵鹽和水的質(zhì)量體積比為1?g：60-70ml；

26、所述堿性物質(zhì)為氫氧化鈉或氨水；

27、調(diào)節(jié)ph值至8.5-9.5；

28、攪拌的速率為600-800r/min；

29、沉淀反應(yīng)的溫度75-85°c；沉淀反應(yīng)的時(shí)間為25-60min。

30、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，

31、所述明亮發(fā)光桿菌菌液為明亮發(fā)光桿菌的復(fù)蘇菌液的稀釋液；優(yōu)選地，明亮發(fā)光桿菌的復(fù)蘇菌液具體的復(fù)蘇步驟如下：在2~5℃的冰箱里取出每瓶0.5g的明亮發(fā)光桿菌凍干粉，以及配制的2.5wt%的氯化鈉溶液，將其放置入含有1~1.5l的含有冰塊的裝置中，使用注射器吸取1ml上述配制的2.5wt%的氯化鈉溶液，將其注射入凍干粉安瓿瓶中，充分搖晃，使得明亮發(fā)光桿菌凍干粉與氯化鈉溶液混合均勻，2分鐘后明亮發(fā)光桿菌復(fù)蘇，得到明亮發(fā)光桿菌的復(fù)蘇菌液；

32、用移液槍吸取0.2ml的明亮發(fā)光桿菌復(fù)蘇菌液于試管中，加入0.8ml配制的2.5wt%的氯化鈉溶液并搖勻；得到明亮發(fā)光桿菌的復(fù)蘇菌液的稀釋液。

33、所述明亮發(fā)光桿菌菌液的ph約為6~9。

34、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，

35、所述組裝為在振蕩條件下混合并組裝；

36、所述混合的溫度為室溫，所述組裝的時(shí)間為30-45分鐘；和/或，

37、所述振蕩的速度140-160rpm；

38、所述明亮發(fā)光桿菌菌液和所述在水中分布均勻的修飾分子修飾的fe3o4磁性納米粒子懸濁液的體積比為3-5:1。

39、本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種如本發(fā)明的第一個(gè)方面所述組裝方法組裝的磁性納米細(xì)菌傳感器。

40、本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種如本發(fā)明的第二個(gè)方面所述的磁性納米細(xì)菌傳感器在檢測(cè)污染土壤生物毒性中的應(yīng)用。

41、現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)化學(xué)沉淀法制備的磁性納米粒子與發(fā)光細(xì)菌的組裝效果差，組裝后磁性納米細(xì)菌傳感器的靈敏度差；本發(fā)明意外發(fā)現(xiàn)通過(guò)修飾分子一為聚丙烯胺鹽酸鹽修飾的磁性納米粒子與發(fā)光細(xì)菌的組裝效果好，組裝后磁性納米細(xì)菌傳感器的靈敏度高；尤其是檸檬酸鈉或聚乙二醇與聚丙烯胺鹽酸鹽共同修飾磁性納米粒子時(shí)，與發(fā)光細(xì)菌的組裝效果更好，相應(yīng)的組裝后磁性納米細(xì)菌傳感器的靈敏度更高。猜測(cè)可能是修飾分子修飾的fe3o4磁性納米粒子的表面性質(zhì)發(fā)生了變化，如本發(fā)明修飾分子修飾的fe3o4磁性納米粒子的表面表面電位約為1-3；當(dāng)明亮發(fā)光桿菌菌液ph為7時(shí)，明亮發(fā)光桿菌的平均表面電位為-6.61；此時(shí)修飾分子修飾的fe3o4磁性納米粒子與明亮發(fā)光桿菌可以更好的進(jìn)行靜電層層自組裝。本發(fā)明的生物傳感器通過(guò)磁性納米粒子與發(fā)光細(xì)菌共組裝得到，能夠?qū)崿F(xiàn)原狀污染土壤檢測(cè)，精準(zhǔn)測(cè)定污染土壤的生物毒性。發(fā)光細(xì)菌在正常生存環(huán)境下，體內(nèi)熒光素在熒光酶的催化作用下可釋放出肉眼可見(jiàn)的藍(lán)綠熒光，當(dāng)受到外界不良刺激時(shí)，發(fā)光菌的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)減弱；在毒性水平相同條件下，發(fā)光抑制率k（%）越高，則說(shuō)明磁性納米細(xì)菌傳感器越靈敏。

42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

43、本發(fā)明優(yōu)化了現(xiàn)有的生物傳感器的組裝方法，經(jīng)本發(fā)明制備的生物傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)原狀污染土壤檢測(cè)，精準(zhǔn)測(cè)定污染土壤的生物毒性。