原位制备纳米功能化金电极快速检测牛奶中的微生物

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1、原位制备纳米功能化金电极快速检测牛奶中的微生物摘要[HTSS]在0.1mol/L磷酸盐缓冲溶液（PBS,pH7.0）中，于2.0V恒电位电解10min，即可在金电极表面原位、快速制备纳米功能化修饰膜。经原子力显微镜表征，此修饰膜具有纳米尺度的蓬松结构。此纳米金膜对细胞膜上脂质过氧化反应具有显著的催化作用，因而对细菌产生电流响应。采用传统的标准平板计数法对试样进行细菌培养计数作为校正，以计时电流法电流响应作为输出信号进行细菌的测定，响应电流和细菌数量呈线性关系，据此可对牛奶样品中细菌浓度进行快速测定。本方法的测定范围为1.1×103～2.5×107cfu/mL，检测时间缩短至1h以内，

2、较平板计数法有显著改善。　　[KH*3/4D][HTH]关键词[HTSS]纳米功能化金电极;微生物;快速检测;脂质过氧化;计时电流法　　[HT][HK]　　[FQ（3２,X,DY－Ｗ][CD15]20110826收稿；20111219接受　　本文系苏州市科技局项目（No.YJC0910）及常熟理工学院毕业设计（论文）团队课题项目资助　　*Email:tuyfsuda.edu.；L时，这种电阻的变化才能被记录到[8,9]。因此，开发快速、简易的适合于牛奶样品中细菌检测的方法具有十分重要的意义。电化学分析方法在这方面具备独特优势[10～12]，所需设备

3、简单、操作简便易行、测定速度快、检测成本低，可望开发出实用的检测技术。　　纳米材料因具有高比表面积、高催化活性等独特性质而备受关注，对许多物质有很高的电催化效应。纳米修饰技术在电化学分析方面亦得到了广泛的应用[13～15]。通过表面修饰或功能化获得的化学修饰电极在分析性能上较传统电极取得了长足的进步，从而为开发适合于特定目标的检测技术奠定了良好的基础。　　纳米功能化电极表现出巨大的潜在应用前景，特定的纳米修饰电极可催化H2O转化成羟基自由基（·OH），·OH具有极高的反应活性，可以使微生物细胞膜发生脂质过氧化[16]，在电极上产生氧化电流，且电流的大小与微生物的

4、量成线性关系，通过电流检测实现对微生物的定量检验。文献[11]应用此原理成功地进行了水体中大肠杆菌（E.coli）的检测。本研究采用控制电位电解法，以中性的磷酸盐缓冲溶液（PBS）为电解质，一步操作实现对金电极表面的纳米功能化修饰，使其表面形成一层蓬松的纳米级粗糙层，并应用于牛奶中微生物的检测。制备方法简便，线性范围为1.1×103～2.5×107cfu/mL，检测时间缩短至1h以内。本方法重复性好、灵敏度高、不需要预处理，有望在牛奶及其它食品的微生物检测中得到应用。　　2实验部分　　2.1仪器、材料与试剂　　CHI660C电化学工作站（上海辰华仪器公司）；金电极（Φ2m

5、m）为工作电极，铂电极（Φ2mm）为对电极，饱和甘汞电极（SCE）为参比电极；DimensionIcon原子力显微镜（美国Bruker公司）；UV3600紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；YX400Z型电热蒸汽压力消毒器（上海三申医疗器械有限公司）；S·S技术对纳米功能化金电极表面形貌进行表征。从图1可见，经阳极氧化活化处理后，电极表面形成了蓬松的结构。这是由于金电极表面吸附的·OH或O与Au原子发生交换，进入电极表层所致，电极表面的吸附的·OH或O和Au原子具有较强的活性[17]。　　[TS（][HT5”SS]图1金电极纳米功能化表面的原子力显微镜图（A）三维

6、形貌，（B）2　　SymbolmAm尺度，（C）500nm尺度　　Fig．1Surfacemorphologyofnanofunctionalizedgoldelectrode（A）3DAFMimage,（B）atscaleof2　　SymbolmAmand（C）atscaleof500nm[HT][