磁致伸缩生物传感器结构优化及病菌检测研究

• 作者: 王凡 张克维 朱乾科 陈哲 朱紫藤 孙宇
• 来源期刊: 金属功能材料
• 关键词: 磁致伸缩生物传感器 PVA功能涂层 铁基非晶软磁合金带材
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 研究与技术|RESEARCH AND TECHNOLOGY
• 页码范围: 94-99,104
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13228/j.boyuan.issn1005-8192.20210014

摘要

以铁基非晶软磁合金带材为磁致伸缩换能器,以聚乙烯醇(PVA)为功能涂层,通过加载抗体,制备出磁致伸缩生物传感器.利用阻抗分析仪研究了直流偏置磁场与交流激励磁场对磁致伸缩换能器共振特性的影响;利用电化学工作站测试对比了Au涂层和PVA涂层的耐腐蚀性能;采用尺寸为5mm× 1.4 mm× 25μm的传感器检测了浓度为101-108CFU/mL大肠杆菌悬浮液,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察病菌吸附情况.实验结果表明:厚度为347 nm的PVA涂层较2.31 μm的Au涂层而言,有较大的自腐蚀电位、阻抗弧和较小的自腐蚀电流,故PVA涂层具有更好的耐腐蚀性能;随直流偏置电压增大,换能器共振信号幅值先增大后保持不变,而随交流电压增大,换能器共振信号幅值不断减小;换能器表面、PVA涂层均对大肠杆菌表现出一定的非特异性结合能力,但在相同病菌浓度下其共振频率偏移量均小于加载抗体的传感器,且随着浓度的增大,共振频率偏移量差距越大.磁致伸缩生物传感器的检测下限为102 CFU/mL.扫描电子显微镜结果进一步证实了传感器共振频率偏移量由所吸附的大肠杆菌引起.