纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的装置及方法。该装置将纳米锌颗粒引入了嗅黏膜和微电极阵列传感器组成的嗅觉组织生物传感器，同时结合了灌流系统、传感器固定及保温系统和数据采集及存储系统，增强了气味刺激下嗅觉组织生物传感器的检测信号；本发明首先检测嗅觉组织生物传感器的自发电位，确保其活性，再同时灌流纳米锌溶液和待测气味刺激溶液获得增强后的检测信号；本发明克服了现有生物传感器气味检测方法信噪比过低等不足，具有制备简单、检测方便、适用范围广、信噪比高等优点，且无需固定，可广泛用于气味检测的相关领域，同时也为生物嗅觉感受分子机制的研究提供了有效检测手段。
【专利说明】纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物传感器的气味检测增强装置及方法，尤其涉及一种纳米锌颗粒与嗅觉组织生物传感器相结合增强气味传感检测的装置及方法。
【背景技术】
[0002]嗅觉组织生物传感器是将从大鼠鼻腔完整剥离的嗅黏膜与物理或化学传感器结合以检测外界气味刺激的一种生物传感器，具有方法简单、生物功能保留完整、响应时间短等优点，在生物医学、环境监测、食品工业等领域具有重要应用价值。但是，传感器件的固有噪声、嗅黏膜与器件耦合界面的噪声以及测试时外环境干扰产生的噪声等因素会降低其信噪比，限制其对低浓度气味刺激的检测，阻碍其实际有效应用。哺乳动物血液中含有l_2nm的纳米锌金属颗粒，对嗅黏膜受气味刺激时产生的胞外电信号有增强作用。因此，将纳米锌与嗅觉组织生物传感器结合的传感装置，作为一种制备简单、检测方便、信噪比高的生物传感检测手段，为嗅觉组织生物传感器对低浓度气味刺激的有效检测与识别提供了装置及方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的装置及方法。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的装置，它由灌流系统、生物检测系统和数据采集及存储系统三部分组成，灌流系统和数据采集及存储系统均与生物检测系统相连；其中，灌流系统由氧气罐、进氧通路、进样系统及出样系统组成，生物检测系统由嗅觉组织生物传感器、传感器固定及保温系统和温控器组成，数据采集及存储系统由多路放大器、数据采集卡和电脑组成；
所述灌流系统中，进样系统包括第一样品槽、第二样品槽、第一蠕动泵、第二蠕动泵和双路进样通路，出样系统包括出样通路、第三蠕动泵和废液槽；进氧通路的输入端连接氧气罐，两个输出端分别插入第一样品槽和第二样品槽；双路进样通路的两个输入端也分别插入第一样品槽和第二样品槽中，其输出端则贴壁插入嗅觉组织生物传感器的测试腔上部，双路进样通路的两个输入端上分别安装了第一蠕动泵和第二蠕动泵，出样通路输入端安装了第三蠕动泵并贴壁插入嗅觉组织生物传感器的测试腔下部，输出端连接废液槽；
所述生物检测系统中，嗅觉组织生物传感器由嗅黏膜和微电极阵列传感器组成，传感器固定及保温系统由上压板和加热底板组成；嗅黏膜纤毛面向上平铺于微电极阵列传感器的表面并与微电极阵列传感器发生阻容偶联，而所用微电极阵列传感器由64个金电极排列成8X8方阵组成；利用传感器固定及保温系统的上压板将嗅觉组织生物传感器固定在加热底板上，并通过上压板上的金属探针与微电极阵列传感器上的焊点相连用以传递信号，加热底板外连温控器；
所述数据采集及存储系统中，多路放大器与嗅觉组织传感器共地，且多路放大器的数据输入端连接传感器固定及保温系统的上压板的数据采集串口，数据输出端连接数据采集卡，数据采集卡再通过USB串口与电脑相连。
[0005]应用上述装置进行纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的方法，包括如下步骤:
(1)获取嗅觉组织生物传感器的自发信号:将温控器温度设置在37°c，第一样品槽内加入PBS缓冲液，开始通氧，通氧速率0.5-lL/min，通氧5s后开启第一蠕动泵，灌流速率10 μ L/min,灌流2s后开启第三蠕动泵，灌流150s后关闭第一蠕动泵，排净测试腔内残留液，然后关闭第三蠕动泵，停止通氧；
(2)应用本发明装置增强对待测气味刺激物质的检测:将第一样品槽内的PBS缓冲液替换为待测气味刺激物质溶液，将10-15Μ~10-7Μ的纳米锌溶液分批次加入第二样品槽，然后按以下步骤 分别测试:开始通氧，通氧速率0.5-lL/min。通氧5s后同时开启第一蠕动泵和第二蠕动泵，灌流速率10 μ L/min,灌流Is后开启第三蠕动泵，灌流150s后关闭第一蠕动泵和第二蠕动泵，待测试腔内残留溶液排净后关闭第三蠕动泵，停止通氧；在纳米锌的作用下，嗅觉组织生物传感器的嗅黏膜上嗅觉受体细胞受到气味刺激产生的胞外电信号通过微电极阵列传感器上的金电极传出到传感器固定及保温系统的上压板的金属探针，再传导到上压板数据采集串口，并输入到多路放大器进行数据的初步放大，放大后的信号再传入数据采集卡中将模拟电信号转换为数字电信号，最终传导到电脑中显示；
将第一样品槽内样品替换为PBS缓冲液，开始通氧，通氧速率0.5-lL/min,通氧5s后开启第一蠕动泵，灌流速率10 μ L/min,灌流2s后开启第三蠕动泵42，灌流IOs后关闭第一蠕动泵和第三蠕动泵，再停止通氧。以维持嗅觉组织生物传感器活性并待用。
[0006]本发明的有益效果是，提供了一种纳米锌增强嗅觉组织生物传感器的气味检测的装置，实现了对气味刺激的有效检测。本发明克服了现有生物传感器气味检测方法信噪比过低等不足，具有制备简单、检测方便、适用范围广、信噪比高等优点，且无需固定、增强效果灵活可调，可广泛用于气味检测的相关领域，同时也为生物嗅觉感受分子机制的研究提供了有效检测手段。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测装置的组成示意图；
图2为本发明装置的嗅觉组织生物传感器组成及检测原理示意图；
图3为本发明不同浓度纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的装置对10_5M乙酸异戊酯气味刺激的检测方法及检测信号示意图；
图4为本发明10_15M纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的装置和嗅觉组织生物传感器分别对ι0-7μ、ιο-3μ、ιο-5μ乙酸异戊酯气味刺激的检测信号示意图；
图5为本发明10_15M纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的装置和嗅觉组织生物传感器分别对10_7M、10_3M、10_5M乙酸异戊酯气味刺激的检测信号对比统计图；
图6为本发明10_15M纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的装置和嗅觉组织生物传感器对IO-7MUO-3MUO-5M乙酸异戊酯气味刺激的检测信号趋势图；
图中:氧气罐1、进氧通路2、进样系统3、第一样品槽31、第二样品槽32、第一蠕动泵33、第二蠕动泵34、双路进样通路35、出样系统4、出样通路41、第三蠕动泵42、废液槽43、嗅觉组织生物传感器5、嗅黏膜51、嗅觉受体细胞52、微电极阵列传感器53、金电极54、传感器固定及保温系统6、金属探针61、加热底板62、控温系统7、多通道放大器系统8、数据采集卡9、电脑10。
【具体实施方式】
[0008]以下结合附图及具体实施例对本发明作详细描述，但并不是限制本发明。
[0009]如图1所示为本发明纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的装置设计，整个装置由灌流系统、生物检测系统和数据采集及存储系统三部分组成，灌流系统和数据采集及存储系统均与生物检测系统相连。其中，灌流系统由氧气罐1、进氧通路2、进样系统3及出样系统4组成；生物检测系统由嗅觉组织生物传感器5、传感器固定及保温系统6和温控器7组成；数据采集及存储系统则由多路放大器8、数据采集卡9和电脑10组成。
[0010]灌流系统中，进样系统3包括第一样品槽31、第二样品槽32、第一蠕动泵33、第二蠕动泵34和双路进样通路35 ;而出样系统4包括出样通路41、第三蠕动泵42和废液槽43。进氧通路2的输入端连接氧气罐1，两个输出端分别插入第一样品槽31和第二样品槽32。同时，进样系统3中双路进样通路35的两个输入端也分别插入第一样品槽31和第二样品槽32中，其输出端则贴壁插入嗅觉组织生物传感器5的测试腔上部，双路进样通路35的两个输入端上分别安装了第一蠕动泵33和第二蠕动泵34。与此相对，出样系统4的出样通路41输入端安装了第三蠕动泵42并贴壁插入嗅觉组织生物传感器5的测试腔下部，输出端连接废液槽43。
[0011]生物检测系统中，嗅觉组织生物传感器5由嗅黏膜51和微电极阵列传感器53组成，如图2所示；而传感器固定及保温系统6由上压板61和加热底板63组成。将200g-300g的成年SD大鼠实施腹腔麻醉至死(20%乌拉坦，4mL/100g)，眼科手术剪在75%的乙醇中清洗消毒后剪开SD大鼠鼻骨，揭开鼻中隔并取下鼻中隔骨片，再使用眼科钳轻轻平刮附着在骨片上的嗅黏膜51将其完整剥离。剥离的嗅黏膜51在37°C的PBS缓冲液(pH=7.2,0.1M指的是PBS缓冲液中磷酸盐的摩尔浓度，本专利中使用的PBS缓冲液均是指0.1M，pH=7.2的PBS缓冲液)中轻轻涮洗两次，然后将嗅黏膜51纤毛面向上平铺于微电极阵列传感器53的表面。微电极阵列传感器53米用标准微机械加工工艺制成,其上分布的金电极54的直径为30 μ m,电极间距100 μ m, 64个金电极54排列成8X8方阵。利用传感器固定及保温系统6的上压板61将嗅觉组织生物传感器5固定在加热底板63上，并通过上压板61上的金属探针62与微电极阵列传感器53上的焊点相连以传导电信号至数据采集串口，加热底板63外连温控器7。固定好后向嗅觉组织生物传感器5中灌流PBS缓冲液并快速抽离，静置使嗅黏膜51与微电极阵列传感器53发生阻容偶联，完成嗅觉组织生物传感器的组装与固定。
[0012]数据采集及存储系统中，多路放大器8与嗅觉组织传感器5共地，且多路放大器8的数据输入端连接传感器固定及保温系统6的上压板61的数据采集串口，数据输出端连接数据采集卡9，数据采集卡9再通过USB串口与电脑10相连。
[0013]以上整个系统安装完成后，要置于屏蔽箱内进行测试，测试步骤如下:
1、测试嗅觉组织生物传感器5上的嗅黏膜51的活性及其与微电极阵列传感器53的耦合程度。整套系统连接完成后，连接所有电源，开启传感器固定及保温系统6、温控器7、多路放大器8、数据采集卡9和电脑10。将温控器温度设置在37°C。在第一样品槽31内加入PBS缓冲液，开始通氧，通氧速率0.5-lL/min。通氧5s后开启第一蠕动泵33，灌流速率10 μ L/min，灌流时间150s，灌流2s后开启第三蠕动泵42，观察检测到的信号。
[0014]嗅黏膜具有生物活性，在模拟细胞外液环境的PBS缓冲液中能够产生自发信号，该信号如果能被嗅觉组织生物传感器5检测到，如图3未加刺激时的信号段所示，即证明嗅黏膜51具有活性并与微电极阵列传感器53耦合良好，也证明嗅觉传感器5可以对气味刺激进行有效检测。
[0015]2、测试纳米锌本身对嗅觉组织生物传感器5检测信号的影响。证明嗅觉传感器5可以对气味刺激进行有效检测后，关闭第一蠕动泵33，将嗅觉组织生物传感器5测试腔内残留溶液排净后关闭第三蠕动泵42，再停止通氧。然后在第二样品槽32中加入10_15Μ?10_7Μ的纳米锌溶液，开始通氧，通氧速率0.5-lL/min。通氧5s后开启第二蠕动泵34，灌流速率10 μ L/min，灌流时间150s，灌流2s后开启第三蠕动泵42，观察检测到的信号。
[0016]关闭第二蠕动泵34，将嗅觉组织生物传感器5测试腔内残留溶液排净后关闭第三蠕动泵42，保持通氧，通氧速率0.5-lL/min。开启第一蠕动泵33，灌流速率10 μ L/min,灌流Is后开启第三蠕动泵42，灌流IOs后关闭第一蠕动泵33和第三蠕动泵42，再停止通氧，以维持嗅觉组织生物传感器活性并待用。
[0017]纳米锌增强嗅觉组织传感器的原理如下:10_15Μ?10_7Μ纳米锌单独存在时对嗅黏膜51无刺激作用，检测到的信号没有增强；而纳米锌颗粒与气味分子共同存在时，可共同作用于嗅黏膜51中的嗅觉受体细胞52使其对气味分子刺激的响应增大，嗅觉受体细胞52纤毛端与气味分子及纳米锌颗粒接触，细胞胞体端接触微电极阵列传感器53上的金电极54，将产生的电信号传导入微电极阵列传感器53，因此响应信号的增大可导致检测信号随之增大，从而实现对嗅觉组织生物传感器5气味检测的增强。如图3中所示，加KT15M纳米锌溶液后的检测信号与检测到的自发信号无异，证明该浓度纳米锌本身对于嗅黏膜51无刺激作用，可用于后续增强气味检测的操作。
[0018]应用上述系统平台检测气味刺激物质并增强检测信号的方法包括以下步骤:
1、获取嗅觉组织生物传感器5的自发信号。
[0019]按图1和图2完成本发明装置的搭建后，连接所有电源，开启传感器固定及保温系统6、温控器7、多路放大器8、数据采集卡9以及电脑10。将温控器7温度设置在37°C，在第一样品槽31中加入PBS缓冲液，开始通氧，通氧速率0.5-lL/min,通氧5s后开启第一蠕动泵33，灌流速率10 μ L/min,灌流2s后开启第三蠕动泵42，灌流150s后关闭第一蠕动泵33，排净测试腔内残留液，然后关闭第三蠕动泵42，停止通氧。测试过程中实时观测产生的信号。
[0020]通氧保证嗅黏膜51的细胞获取足够氧，维持其生理活性；灌流液尽量少，以维持嗅黏膜51与微电极阵列传感器53的良好耦合。PBS缓冲液作为细胞外液环境的近似模拟溶液，可使嗅黏膜产生自发电位，产生的电位通过微电极阵列传感器53上的金电极54,再通过与金电极54接触连接的上压板61的金属探针62传导至数据采集串口，然后输入到多路放大器8进行数据的初步放大，放大后的信号再传入数据采集卡9中将模拟电信号转换为数字电信号，最终通过USB串口传导到电脑10中进行显示。
[0021]2、获取嗅觉组织生物传感器5对待测气味刺激物质的检测信号。[0022]将第一样品槽31内的PBS缓冲液替换为待测气味刺激物质溶液，第二样品槽内加入PBS缓冲液，开始通氧，通氧速率0.5-lL/min。通氧5s后开启第一蠕动泵33和第二蠕动泵34，灌流速率10 μ L/min,灌流时间150s，灌流Is后开启第三蠕动泵42，实时观察嗅觉组织生物传感器5的响应信号。测试结束后关闭第一蠕动泵33和第二蠕动泵34，将嗅觉组织生物传感器5测试腔内残留溶液排净后关闭第三蠕动泵42，再停止通氧。(如只需本发明纳米锌增强后的气味检测信号，此步可省略)
3、应用本发明系统平台增强嗅觉组织生物传感器5对气味刺激物质的检测。
[0023]用10-15Μ?10-7Μ的纳米锌溶液依次替换第二样品槽32中溶液，然后按以下步骤分别测试:开始通氧，通氧速率0.5-lL/min。通氧5s后同时开启第一螺动泵33和第二螺动泵34，灌流速率10 μ L/min,灌流Is后开启第三蠕动泵42，灌流150s后关闭第一蠕动泵33和第二蠕动泵34，待测试腔内残留溶液排净后关闭第三蠕动泵42，停止通氧。测试过程中实时观察并记录嗅觉组织生物传感器5的检测信号。
[0024]在纳米锌的作用下，嗅觉组织生物传感器5的嗅黏膜51上嗅觉受体细胞52受到气味刺激产生的胞外电信号通过微电极阵列传感器53上的金电极54传出到传感器固定及保温系统6的上压板61的数据采集串口，并输入到多路放大器8进行数据放大，放大倍数为1000，放大后的信号再传入数据采集卡9中将模拟电信号转换为数字电信号，最终传导至IJ电脑10中显示并存储。图3所示即为10_15Μ?10_7Μ的纳米锌溶液增强的嗅觉组织生物传感器对10_5Μ乙酸异戊酯的检测信号。
[0025]4、本发明装置的清理及备用。
[0026]清洗并用氮气吹干第一样品槽31和第二样品槽32，然后在第一样品槽31内加入PBS缓冲液，开始通氧，通氧速率0.5-lL/min。开启第一蠕动泵33，灌流速率10 μ L/min,灌流Is后开启第三蠕动泵42，灌流IOs后关闭第一蠕动泵33和第三蠕动泵42，再停止通氧，以维持嗅觉组织生物传感器活性并待用。
实施例
[0027]10_15M纳米锌增强嗅觉组织生物传感器对10_7M、10_5M、10_3M乙酸异戊酯气味刺激的检测方法，包括如下步骤:
1、采用乙酸异戊酯分析纯(99%)稀释配置浓度梯度为10_7M、10_5M和10_3M的乙酸异戊酯标准样品溶液各IOOmL,同时配置浓度为KT15M的纳米锌溶液。溶剂为去离子水。所有器皿用纯水冲洗干净，氮气吹干后使用。
[0028]2、按图1和图2搭建好本发明装置后，连接所有电源，开启传感器固定及保温系统
6、温控器7、多路放大器8、数据采集卡9以及电脑10。将温控器7温度设置在37°C。在第一样品槽31内加入PBS缓冲液，开始通氧，通氧速率0.5-lL/min。通氧5s后开启第一蠕动泵33，灌流速率10 μ L/min,灌流时间150s，灌流2s后开启第三蠕动泵42，检测并记录嗅觉组织生物传感器5的自发信号。
[0029]3、关闭第一蠕动泵33，将嗅觉组织生物传感器5测试腔内残留溶液排净后关闭第三蠕动泵42，再停止通氧。然后在第二样品槽32中加入10_15M纳米锌溶液，开始通氧，通氧速率0.5-lL/min。通氧5s后开启第二蠕动泵34，灌流速率10 μ L/min,灌流时间150s，灌流2s后开启第三蠕动泵42，检测并记录本发明装置未加气味刺激物质时的信号。[0030]4、关闭第二蠕动泵34，将嗅觉组织生物传感器5测试腔内残留溶液排净后关闭第三蠕动泵42。保持通氧，通氧速率0.5-lL/min。通氧5s后开启第一蠕动泵33，灌流速率10 μ L/min，灌流2s后开启第三蠕动泵42，灌流150s，然后关闭第一蠕动泵33，待测试腔内残留溶液排净后关闭第三蠕动泵42，再停止通氧。
[0031]将第一样品槽31中的溶液依次替换为10_7M、10_5M和10_3M乙酸异戊酯溶液，并将第二样品槽32中的溶液替换为PBS缓冲液，然后重复如下步骤:开始通氧，通氧速率
0.5-lL/min。通氧5s后同时开启第一蠕动泵33和第二蠕动泵34，灌流速率10 μ L/min，灌流时间150s，灌流Is后开启第三蠕动泵42，观察并记录检测信号。
[0032]5、关闭第一蠕动泵33和第二蠕动泵34，将嗅觉组织生物传感器5测试腔内残留溶液排净后关闭第三蠕动泵42，再停止通氧。将第一样品槽31中的溶液依次替换为10_7M、10_5M和10_3M乙酸异戊酯溶液，将第二样品槽32中的溶液替换为10_15M纳米锌溶液，并重复如下步骤:开始通氧，通氧速率0.5-lL/min。通氧5s后同时开启第一螺动泵33和第二螺动泵34，灌流速率10 μ L/min,灌流Is后开启第三蠕动泵42，灌流150s后关闭第一蠕动泵33和第二蠕动泵34，待测试腔内残留溶液排净后关闭第三蠕动泵42。观察并记录检测信号。将第一样品槽31内样品替换为PBS缓冲液，开启第一蠕动泵33，灌流速率10 μ L/min,灌流Is后开启第三蠕动泵42，灌流IOs后关闭第一蠕动泵33和第三蠕动泵42，再停止通氧。
[0033]6、图4所示即为以上各步检测到的信号，可以看到纳米锌对嗅黏膜自发信号没有影响，即纳米锌本身对嗅觉组织生物传感器无刺激作用，而气味刺激存在的情况下，纳米锌能有效增强传感器的检测信号。为了更清晰地表述该增强效果，可以对检测到的信号用阈值提取法提取信号峰值(阈值定为3倍标准差)，得到检测到的信号的峰峰值。然后以乙酸异戊酯的浓度(M)为横坐标，峰峰值(μν)为纵坐标作柱状图，见图5。可知本发明10_15 M纳米锌增强嗅觉组织传感器气味检测系统对10_7Μ、10_5Μ和10_3Μ的乙酸异戊酯气味刺激检测，得到的响应信号的幅值具有显著增强效果。图6则根据检测到的峰峰值计算纳米锌增强前后本发明系统检测乙酸异戊酯气味刺激的灵敏度，灵敏度约增长至原来的1.58倍，对应检测下限降低约至原来的63.36%。
【权利要求】
1.一种纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的装置，其特征在于，它由灌流系统、生物检测系统和数据采集及存储系统三部分组成，灌流系统和数据采集及存储系统均与生物检测系统相连；其中，灌流系统由氧气罐(I)、进氧通路(2)、进样系统(3)及出样系统(4)组成，生物检测系统由嗅觉组织生物传感器(5)、传感器固定及保温系统(6)和温控器(7)组成，数据采集及存储系统由多路放大器(8 )、数据采集卡(9 )和电脑(10 )组成； 所述灌流系统中，进样系统(3)包括第一样品槽(31)、第二样品槽(32)、第一蠕动泵(33)、第二蠕动泵(34)和双路进样通路(35)，出样系统(4)包括出样通路(41)、第三蠕动泵(42)和废液槽(43);进氧通路(2)的输入端连接氧气罐(1)，两个输出端分别插入第一样品槽(31)和第二样品槽(32);双路进样通路(35)的两个输入端也分别插入第一样品槽(31)和第二样品槽(32)中，其输出端则贴壁插入嗅觉组织生物传感器(5)的测试腔上部，双路进样通路(35)的两个输入端上分别安装了第一蠕动泵(33)和第二蠕动泵(34)，出样通路(41)输入端安装了第三蠕动泵(42)并贴壁插入嗅觉组织生物传感器(5)的测试腔下部，输出端连接废液槽(43)； 所述生物检测系统中，嗅觉组织生物传感器(5)由嗅黏膜(51)和微电极阵列传感器(53)组成，传感器固定及保温系统(6)由上压板(61)和加热底板(63)组成；嗅黏膜(51)纤毛面向上平铺于微电极阵列传感器(53)的表面并与微电极阵列传感器(53)发生阻容偶联，而所用微电极阵列传感器(53)由64个金电极(54)排列成8X8方阵组成；利用传感器固定及保温系统(6)的上压板(61)将嗅觉组织生物传感器(5)固定在加热底板(63)上，并通过上压板(61)上的金属探针(62)与微电极阵列传感器(53)上的焊点相连用以传递信号，加热底板(63)外连温控器(7)； 所述数据采集及存储系统中，多路放大器(8)与嗅觉组织传感器(5)共地，且多路放大器(8)的数据输入端连接传感器固定及保温系统(6)的上压板(61)的数据采集串口，数据输出端连接数据采集卡(9)，数据采集卡(9)再通过USB串口与电脑(10)相连。
2.一种应用上述装置进行纳米锌增强嗅觉组织生物传感器气味检测的方法，包括如下步骤: ①获取嗅觉组织生物传感器(5)的自发信号:将温控器(7)温度设置在37°C，第一样品槽(31)内加入PBS缓冲液，开始通氧，通氧速率0.5-lL/min，通氧5s后开启第一蠕动泵(33)，灌流速率10 μ L/min,灌流2s后开启第三蠕动泵(42)，灌流150s后关闭第一蠕动泵(33)，排净测试腔内残留液，然后关闭第三蠕动泵(42)，停止通氧； ②应用本发明装置增强对待测气味刺激物质的检测:将第一样品槽(31)内的PBS缓冲液替换为待测气味刺激物质溶液，将ιο-15μ~ι(Τμ的纳米锌溶液分批次加入第二样品槽(32)，然后按以下步骤分别测试:开始通氧，通氧速率0.5-lL/min，通氧5s后同时开启第一蠕动泵(33)和第二蠕动泵(34)，灌流速率10 μ L/min,灌流Is后开启第三蠕动泵(42)，灌流150s后关闭第一蠕动泵(33)和第二蠕动泵(34)，待测试腔内残留溶液排净后关闭第三蠕动泵(42)，停止通氧；在纳米锌的作用下，嗅觉组织生物传感器(5)的嗅黏膜(51)上嗅觉受体细胞(52)受到气味刺激产生的胞外电信号通过微电极阵列传感器(53)上的金电极(54)传出到传感器固定及保温系统(6)的上压板(61)的金属探针(62)，再传导到上压板(61)数据采集串口，并输入到多路放大器(8)进行数据的初步放大，放大后的信号再传入数据采集卡(9)中将模拟电信号转换为数字电信号，最终传导到电脑(10)中显示；将第一样品槽(31)内样品替换为PBS缓冲液，开始通氧，通氧速率0.5-lL/min，通氧5s后开启第一蠕动泵(33)，灌流速率10 μ L/min,灌流2s后开启第三蠕动泵(42)，灌流IOs后关闭第一蠕动泵 (33)和第三蠕动泵(42)，再停止通氧，以维持嗅觉组织生物传感器活性并待用。
【文档编号】G01N35/00GK103792377SQ201410022421
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月18日 优先权日:2014年1月18日
【发明者】刘清君, 张倩, 王平, 张迪鸣, 卢妍利 申请人:浙江大学