微生物检测用传感器、其制造方法以及聚合物层的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及微生物检测用传感器、其制造方法以及聚合物层。
【背景技术】
[0002]近年，在医疗业、食品业、农业、畜产、养殖、水处理设施等方面，都高度关注微生物检测。在食品、医药品、农药等中存在的污染微生物，即使以微量存在，对人的健康也会造成很大影响。另外，在医院、老年护理设施中的微生物污染成为社会问题。进一步地，从多种抗菌商品的流通、需求的高涨可以看出，在一般家庭中也高度关注卫生管理。例如，在食品加工厂的场合，对出厂的食品实施抽样细菌检查、对工厂内的环境实施细菌检查等，但是在通过培养法测定的情况下，需要花费24-48小时左右才能得到结果，成为到出厂前为止的保管成本变高的重要原因，所以需要迅速的检测方法。并且，在农业领域也是如此，例如，如果水培的培养液中的细菌数增加，发病的风险提高。通过快速掌握细菌数能够采取迅速杀菌等措施，所以迅速的检测方法是有效的。
[0003]由于这样的状况，近年，可以简单地检测微生物污染的技术的必要性急速高涨。此夕卜，在医疗现场，必须迅速鉴定传染病的致病病原菌，因此需要可迅速且高灵敏度地检测病原菌的技术。作为微生物的检测和鉴定的方法，例如有ELISA法、Western印迹法等方法。这些方法例如有:将抗体(一级抗体)与微生物固有的蛋白质进行抗原-抗体反应后，进一步将标记的二级抗体与抗体(一级抗体)反应，通过监测二级抗体的化学发光或ATP的水解反应来进行检测的方法。
[0004]另外，日本专利公开公报特开2009-58232号(专利文献I)中记载有关利用具有分子模板的聚合物的电化学性质，检测来自于微生物的阴离子型分子(ATP、氨基酸等)的方法。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利公开公报特开2009-58232号
【发明内容】
[0008]发明要解决的技术问题
[0009]然而，上述方法都不是检测微生物本身的方法。另外，ELISA法等需要针对微生物固有的蛋白质等制作抗体，因而是不容易的。
[0010]本发明的目的在于提供可以迅速简便、高灵敏度地检测微生物的新型微生物检测用传感器、其制造方法以及聚合物层。
[0011]解决技术问题的手段
[0012]本发明提供检测微生物的传感器，所述传感器具备检测部，所述检测部包括检测用电极和设置在检测用电极上的聚合物层，所述聚合物层具有与检测对象的微生物的立体结构互补的三维结构的模板；基于微生物被捕捉至该模板的捕捉状态来检测微生物。上述聚合物层通过以下制造方法形成:聚合工序，在作为检测对象的微生物的存在下，将单体聚合，在检测用电极上形成捕获有微生物的状态的聚合物层；以及，破坏工序，使捕获至聚合物层的微生物的至少一部分接触含有溶菌的酶的溶液进行破坏。上述传感器的优选实施方式为:破坏工序中使用的溶液进一步含有螯合剂。
[0013]上述传感器的优选实施方式为:所述传感器还包括石英晶体谐振器(水晶振動子)，所述石英晶体谐振器将检测部的检测用电极作为电极中的一个，由石英晶体谐振器的共振频率的变化，测定聚合物层的质量变化来检测微生物的捕捉状态。
[0014]上述传感器中，上述单体优选选自于由吡咯、苯胺、噻吩和它们的衍生物组成的组，进一步优选由吡咯或其衍生物组成。
[0015]在上述传感器中，上述检测用电极的上述聚合物层的形成面优选为粗面。
[0016]在上述传感器中，作为上述微生物，优选整体或表面的电荷为负电荷过剩状态的微生物。
[0017]另外，本发明提供检测微生物的传感器的制造方法，所述传感器具备检测部，所述检测部包括检测用电极和设置在检测用电极上的聚合物层，所述聚合物层具有与微生物的立体结构互补的三维结构的模板，所述制造方法包括以下工序:聚合工序，在作为检测对象的微生物的存在下，将单体聚合，在检测用电极上形成捕获有微生物的状态的聚合物层；以及破坏工序，使捕获至聚合物层的微生物的至少一部分接触含有溶菌的酶的溶液进行破坏。
[0018]另外，本发明提供具有与微生物的立体结构互补的三维结构的模板的聚合物层，所述聚合物层通过包括以下工序的制造方法制造:聚合工序，在微生物的存在下，将单体聚合，形成聚合物层；以及破坏工序，使捕获至聚合物层的微生物接触含有溶菌的酶的溶液进行破坏。
[0019]发明效果
[0020]本发明的传感器能够迅速简便、高灵敏度地检测微生物。另外，本发明的传感器的制造方法提供可以迅速简便、高灵敏度地检测微生物的传感器。
【附图说明】
[0021]图1示意性地表示本发明的传感器的聚合物层的优选制作工序的图，图1(a)为聚合工序前的剖视图，图1(b)为聚合工序后的剖视图，图1(c)为破坏工序后的剖视图。
[0022]图2简要表示在本发明的传感器中，目标微生物被捕捉到模板的样子的示意图，图2 (a)为表示有目标微生物的情况下的图，图2(b)为表示没有目标微生物的情况下的图。
[0023]图3表示本发明的QCM传感器的简要结构的示意图。
[0024]图4是绿脓杆菌的电子显微镜照片。
[0025]图5是实施例1中聚合工序后的聚吡咯层表面的电子显微镜照片。
[0026]图6是在实施例1的破坏工序后，用无菌水清洗后的聚吡咯层表面的电子显微镜照片。
[0027]图7是在实施例2的破坏工序后，用无菌水清洗后的聚吡咯层表面的电子显微镜照片。
[0028]图8表示在使用实施例1的传感器检测微生物时，石英晶体谐振器的共振频率变化的图。
[0029]图9表示在使用实施例2的传感器检测微生物时，石英晶体谐振器的共振频率变化的图。
【具体实施方式】
[0030]本发明的传感器为检测微生物的传感器，所述传感器具备检测部，所述检测部包括检测用电极和设置在检测用电极上的聚合物层，所述聚合物层具有与微生物的立体结构互补的三维结构的模板；基于微生物被捕捉至该模板的捕捉状态来检测微生物。
[0031]通过包括以下工序的制造方法形成本发明的传感器的聚合物层:聚合工序，在作为检测对象的微生物(以下简称“目标微生物”)的存在下，将单体聚合，在检测用电极上形成捕获微生物的状态的聚合物层；以及破坏工序，使捕获至聚合物层的微生物的至少一部分接触含有溶菌的酶的溶液进行破坏。
[0032]以下参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。
[0033][传感器中聚合物层的制作]
[0034]图1示意性地表示本发明的传感器的聚合物层优选制作工序的剖视图。图1表示使用吡咯作为单体时的实施方式。首先，如图1(a)所示，在接触检测用电极11的环境下，准备含有微生物13和吡咯的溶液12。溶液12中含有的构成聚合物层的单体的浓度可以是ImM-lOOM，微生物13的浓度可以是1-1 X 101Qcfu/ml。
[0035]在聚合工序(Stl)中，将检测用电极11作为阳极，对电极(未图示)作为阴极进行电解，通过进行吡咯的氧化聚合反应，在检测用电极11上形成聚吡咯(图1(b)中“PPy”是聚吡咯的缩写)构成的聚合物层14。在形成的聚合物层14中捕捉微生物13。可以认为，因为在聚合工序中，吡咯在检测用电极11上释放电子，因而吡咯本身带有正电荷，为了补偿该正电荷，整体或表面的电荷为负电荷过剩状态的微生物13被捕获至聚合物层14中。
[0036]接着，如图1(c)所示，在破坏工序(St2)中，进行将聚合物层14捕获的微生物13破坏的破坏工序。可以通过使含有溶菌酶等溶菌的酶的溶液接触微生物13进行破坏工序。通过所述破坏工序，微生物13被破坏，微生物13从聚合物层14释放。在破坏工序中使用的溶液中，优选进一步含有螯合剂。作为在破坏工序中使用的螯合剂，可以列举:H)TA(乙二胺四乙酸)、EGTA、NTA、DTPA, HEDTA等。另外，作为在破坏工序中使用的溶菌的酶，可以列举:溶菌酶、N-乙酰胞壁质酶、无色杆菌肽链内切酶等。
[0037]通过将含有溶菌的酶的溶液用于破坏工序，可以将聚合物层14捕获的微生物13破坏，被破坏的微生物13从聚合物层14释放，形成模板15。可以认为，溶液中含有的螯合剂使得由溶菌的酶而带来的溶菌作用更容易显现，因此，可以解释为:由于含有螯合剂，可以增大微生物13的破坏程度，在被破坏的同时，容易将微生物13从聚合物层14释放。通过使用螯合剂和溶菌的酶，可以容易地提高破坏工序的效率，如下文所述，与不使用螯合剂的情况相比，可以提升传感器的检测灵敏度。在破坏工序中使用的溶液中的溶菌的酶的浓度优选l-1000mg/ml。在添加螯合