CN101464412B

CN101464412B - 光学快速检测表面洁净度用生物传感器及测试方法

Info

Publication number: CN101464412B
Application number: CN2007101798697A
Authority: CN
Inventors: 罗金平; 蔡新霞; 田青; 岳伟伟; 何保山
Original assignee: Institute of Electronics of CAS
Current assignee: Institute of Electronics of CAS
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2027-12-19
Also published as: CN101464412A

Abstract

一种快速检测表面洁净度用光学生物传感器及测试方法。该传感器包括圆柱状取样棒、检测腔、液体蓄池和反应室。圆柱状取样棒包括把手、限位环、采样拭子和尖形套管；液体蓄池有多个相同的密封件，相互以螺纹固连，其内部密封有ATP提取剂、用于中和剩余提取剂的中和试剂；反应室侧壁透光，底部预先固有敏感试剂。检测时，先用圆柱状取样棒采样拭子对被检物表面进行涂抹取样，再将尖形套管下旋，然后将圆柱状取样棒插入检样腔中，结合光学仪器检测样品的荧光强度，将光强值与卫生洁净标准阈值相比较，判断被检物表面洁净度。本发明传感器，操作简单，使用方便，响应快速，一次性使用，广泛用于食品加工、化妆品生产、医疗等行业中对物体表面洁净度实时检测与现场卫生监控。

Description

光学快速检测表面洁净度用生物传感器及测试方法

技术领域

本发明属于生物传感技术应用领域，涉及一种光学快速检测表面洁净度用生物传感器及其测试方法。

背景技术

目前食品加工业、制药业等涉及人类健康的领域都在推行“危害分析和关键控制点体系”(HACCP)和“药品生产质量管理规范”(GMP)，在食品业利用HACCP体系已很普遍，其核心就是通过监控生产过程中各环节的表面卫生状况替代最终产品质量检验。然而，大多数企业和卫生监督机构仍主要以物体表面的细菌总数来评估环境卫生状况，且检测时依赖于传统或改进的琼脂平板培养法，存在检测速度慢、效率低、检测周期长的问题，难以满足企业及卫生质量监督机构对环境卫生状况进行快速评估和有效监控的需求。另一方面，物体表面往往不仅存在细菌，还可能存在霉菌、酵母菌等其它微生物以及体细胞或产品残留物，这能极大地影响物体表面的清洁程度。因此，需要研制开发一种快速、准确、简便的表面洁净度检测方法，来对环境卫生状况进行实时而有效的检测和监控。

三磷酸腺苷(ATP)是存在于所有活的生物体中的能量分子，其总量能体现出物体表面的生物负载程度即表面洁净度；而基于ATP检测的生物荧光法因其无需微生物培养过程、操作简便、测试速度快，是目前有望实现即时检测卫生表面清洁度的快速方法。该法是利用生物体中ATP与荧光素、荧光素酶等发光试剂反应产生的荧光强度与ATP浓度在一定范围内呈线性关系的原理，来检测生物体的存在，通过比较检测值与经实验确定出的表面洁净度阈值，即可对物体表面的洁净状况作出判断。将该方法应用于HACCP或GMP体系的关键在于，样品ATP的提取、ATP提取与其检测部分的集成化以及相应器件的研制。

目前出现样品ATP的提取方法有许多，如超声波、电场法等物理提取方法，有机溶剂提取法、酸提取法及表面活性剂提取等化学提取方法。其中，表面活性剂提取法既不需要额外设备，同时对ATP检测干扰较小，是比较容易实现与ATP检测部分集成的一种样品ATP提取方法。近年来，国内已有专利CN1338003A和CN1804602A涉及到两种用于检测表面污染程度的笔型装置，但未考虑检测过程中样品的利用、提取试剂对发光试剂的干扰以及液态酶试剂的失活等问题。

发明内容

本发明就是针对上述检测装置的不足，向环境卫生表面洁净度的检测提供一种响应快速、操作方便、灵敏度较高且成本较低的光学生物传感器，建立一种方便快捷的表面洁净度现场检测方法，可大大促进ATP生物荧光法在环境卫生监督中的推广应用，可解决大量的环境卫生现场监控难题，从而有效保障食品加工、制药业等领域的安全与卫生。

本发明的目的是提供一种光学快速检测表面洁净度用生物传感器及测试方法，可用于环境卫生表面清洁度现场检测。该传感器集成度高，集“采样-样品ATP提取-ATP检测”三部分于一体，使用时无需进行微生物培养和其它液体移取过程，通过结合光学仪器检测反应发光即可实现物体表面清洁度的检测；操作简便，检测快速，可用于现场的卫生监控。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种光学快速检测表面洁净度用生物传感器测试方法，其基于表面活性剂提取样品ATP以及ATP生物发光检测原理相结合，用光学仪器检测反应室内样品ATP的反应荧光强度，来实现物体表面洁净度的快速检测与现场卫生评估。

所述的生物传感器测试方法，其包括步骤：

a)在生物传感器组装前，先将采样拭子头润湿，在液体蓄池内预装液体试剂并密封，在试剂盘内放置试剂干粉并封固，再整体封装；

b)检测时，取出圆柱状取样棒，以一定的倾角用圆柱状取样棒下端的采样拭子头对被检物表面进行涂抹取样；

c)再将尖形套管向下旋转，使采样拭子的采样拭子头缩进尖形套管内管，而尖形套管尖端略长于采样拭子头；

d)然后将圆柱状取样棒插入到检样腔中并旋转进入液体蓄池，尖形套管尖端将液体蓄池的多层密封铝箔刺破后，摇荡传感器数次，待含有样品的液体全部进入反应室；

e)然后迅速将传感器垂直地插入到光学检测仪器中，检测反应室内样品ATP的反应荧光强度，将此光强值与通过实验确定出来的卫生洁净标准阈值相比较，以判断出被检物表面的洁净度。

所述的生物传感器测试方法，其所述a)步中润湿采样拭子头，是经无菌的生理盐水或含有0～200mM(25mM)Tris缓冲液、0～100mM(20mM)蔗糖的混合液润湿；

所述的生物传感器测试方法，其所述a)步中的液体试剂，包括用于释放样品ATP的ATP提取剂、用于缓解剩余提取剂抑制敏感试剂活性的中和试剂；其中，

ATP提取剂，是由0～200mM Tris缓冲液(pH7.2～8.5)、0.001～10％十六烷基三甲溴化铵以及0.01～5％非离子去污剂组成的混合溶液，其中的非离子去污剂由曲拉通、吐温、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中至少选取一种；

中和试剂，是由0～200mM Tris缓冲液(pH7.2～8.5)、0.005～5％环糊精以及0.005～5mg/ml牛血清白蛋白组成的混合溶液。

所述的生物传感器测试方法，其所述a)步中的试剂干粉为：0.001～0.5mg虫荧光素酶、0.005～3mg D-虫荧光素、0.05～20mg牛血清白蛋白、0.01～3mg二硫苏糖醇、0.2～20g醋酸镁、0.01～5g乙二胺四乙酸和0.5～25g的Tris(pH7.2～8.5)，通过干燥法或冻干法将试剂干粉固定在试剂盘上。

一种所述的方法使用的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，包括圆柱状取样棒、检测腔、液体蓄池和反应室，其中，

圆柱状圆柱状取样棒，包括把手、限位环、圆柱状取样棒固定螺纹、尖形套管和采样拭子；其中，圆柱状取样棒上端为把手，把手中部设有限位环，限位环位于圆柱状取样棒固定螺纹的上方，用于限制圆柱状取样棒在检测腔中的移动距离；圆柱状取样棒固定螺纹的中部有一台阶，台阶下部直径小于上部直径，检样腔与下端带钝角的尖形套管为中空管状，两管内壁上端设有螺纹，检样腔内径螺纹和圆柱状取样棒固定螺纹的上部外径螺纹相适配，且相互螺接，尖形套管内径螺纹和圆柱状取样棒固定螺纹的下部外径螺纹相适配，且相互螺接，检样腔与尖形套管共轴套装；采样拭子包括拭子杆和拭子头，拭子杆插入到圆柱状取样棒下端的拭子固定孔中而被固定，拭子头位于采样拭子的最下端，伸出于尖形套管；

检测腔，为一圆柱形中空管，其下端有一段较短的内螺纹，上端与圆柱状取样棒固定螺纹螺接，下端与液体蓄池外壁螺接；

液体蓄池包括多个完全相同的圆管形液体密封件，每一液体密封件的两端分别带有内、外螺纹，相互螺接，且其带外螺纹的一端由铝箔封口；圆管形密封件内部预先储存有液体试剂，各密封件内液体经不同层铝箔隔开储存；

反应室，包括采光室、试剂盘，采光室为一圆柱形中空管，侧壁透光，上端外壁面有一段螺纹，该螺纹与液体蓄池内孔螺接，下端内壁上有一圈凹形试剂盘槽；试剂盘内带有试剂干粉，试剂盘周圆通过粘结剂粘结于凹形试剂盘槽中。

所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其所述各部件通过螺纹螺接，根据具体使用需要以方便增加或减少相应部件。

所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其所述圆柱状取样棒、检测腔和液体蓄池为生物兼容性材料制作，由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚甲基戊烯、尼龙901、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇脂材料中选取一种制作。

所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其所述反应室为无色透光的生物兼容性材料，由透明聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚氯乙烯、尼龙901、聚对苯二甲酸丁二醇脂、有机玻璃材料中选取一种制作。

所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其所述尖形套管，通过螺纹相对于采样拭子进行相对运动，其下端的钝角，在圆柱状取样棒下移过程中刺破液体蓄池多个密封件两端的铝箔，同时对液体的下落起引流作用。

所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其所述采样拭子头，由棉花、涤纶、滤纸、聚酯、海绵中选取一种制成，并预先经无菌的生理盐水或含有0～200mMTris缓冲液、0～100mM蔗糖的混合液润湿。

所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其所述液体试剂，包括用于释放样品ATP的ATP提取剂，以及用于缓解剩余提取剂抑制敏感试剂活性的中和试剂；其中，

ATP提取剂，是由0～200mMTris缓冲液(pH7.2～8.5)、0.001～10％十六烷基三甲溴化铵以及0.01～5％非离子去污剂组成的混合溶液，其中的非离子去污剂，由曲拉通、吐温、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中至少选取一种；

中和试剂，是由0～200mMTris缓冲液(pH 7.2～8.5)、0.005～5％环糊精以及0.005～5mg/ml牛血清白蛋白组成的混合溶液。

所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其所述试剂盘，由滤纸、海绵、纤维素膜、多孔二氧化硅的多孔材料中选取一种制成，通过干燥法或冻干法将试剂干粉固定在试剂盘上。

所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其所述试剂干粉为：0.001～0.5mg虫荧光素酶、0.005～3mg D-虫荧光素、0.05～20mg牛血清白蛋白、0.01～3mg二硫苏糖醇、0.2～20g醋酸镁、0.01～5g乙二胺四乙酸和0.5～25g的Tris(pH7.2～8.5)。

本发明提供的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，不仅将采样、样品ATP提取以及ATP检测部分集成于一体，操作简单，使用时无需其它实验耗材，适合在现场对物体表面洁净度进行快速检测。同时，复合表面活性剂以及中和试剂的选用，利于提高传感器的检测灵敏度；将检测ATP所用到的敏感试剂以干粉形式固定在反应室底部，利于延长传感器的使用寿命。

本发明提供的快速检测表面洁净度的方法，仅需将传感器与光学检测仪器结合，经过“涂抹表面、插入检测棒、检测反应光强”三步即可完成整个检测过程。与常规法用的平板计数法相比，它免去了移液、微生物培养等步骤，使得操作极为简便，检测速度快，工作效率大大提高，很适合在食品加工、制药业、环境卫生等多个领域中对环境卫生进行现场快速检测。

本发明提供的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其应用并不局限于物体表面洁净度的检测上，若配合响应的样品前处理方法或在传感器的液体蓄池中换用其它用途的溶液，就可以将之进一步应用到食品检测、制药业、微生物分析等领域对某种微生物纯品的浓度或样品细菌总数进行快速计数。

附图说明

图1是本发明光学快速检测表面洁净度用生物传感器的结构示意图。

图2(1)、图2(2)、图2(3)、图2(4)是本发明生物传感器对表面洁净度检测的流程示意图。

具体实施方式

如图1为本发明一种光学快速检测表面洁净度用生物传感器的结构示意图。图中：圆柱状取样棒1、检样腔2、液体蓄池3、透光反应室4、把手5、限位环6、圆柱状取样棒定位螺纹7、拭子固定孔8、尖形套管9、拭子杆10、拭子头11、采样拭子12、铝箔13、ATP提取剂14、中和试剂15、采样室16、敏感试剂盘17、敏感试剂干粉18、粘合剂19、试剂盘槽20。该传感器包括圆柱状取样棒1、检测腔2、液体蓄池3和反应室4四个部分，各部分均为生物兼容性材料制作，对食品无毒，但对透光性要求有所差异。其中，圆柱状取样棒1、检测腔2、液体蓄池3对透光性要求不高，是从聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚甲基戊烯、尼龙901、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇脂材料中选取一种制作而成；反应室4要求无色、透光，是从透明聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚氯乙烯、尼龙901、聚对苯二甲酸丁二醇脂、有机玻璃材料中选取一种制作而成。组成传感器的各个部件通过螺纹组装而成，根据具体使用需要可增加或减少相应部件。

圆柱状取样棒1，包括把手5、限位环6、圆柱状取样棒固定螺纹7、尖形套管9和采样拭子12。其中，圆柱状取样棒1上端为把手5，把手5中部设有限位环6，限位环6位于圆柱状取样棒固定螺纹7的上方，用于限制圆柱状取样棒1在检测腔2中的移动距离；圆柱状取样棒固定螺纹7的中部有一台阶，台阶下部直径小于上部直径，其下部的轴向设一内盲孔，为拭子固定孔8；检样腔2与尖形套管9为中空管状，两管内壁上端设有螺纹，检样腔2内径螺纹和圆柱状取样棒固定螺纹7的上部外径螺纹相适配，且相互螺接，尖形套管9内径螺纹和圆柱状取样棒固定螺纹7的下部外径螺纹相适配，且相互螺接，检样腔2与尖形套管9共轴套装；采样拭子12包括拭子杆10和拭子头11，拭子杆10的外径与圆柱状取样棒固定螺纹7下部的拭子固定孔8相适配，通过插入到圆柱状取样棒1下端尖形套管9内的拭子固定孔8中而被固定，拭子头11位于采样拭子12的最下端，伸出于尖形套管9。

检测腔2，为一圆柱形中空管，其下端有一段较短的内螺纹，上端与圆柱状取样棒固定螺纹7螺接，下端与液体蓄池3外壁螺接。

液体蓄池3是由多个完全相同的中空圆管形液体密封件组成，每一液体密封件的两端分别带有内、外螺纹，相互螺接而成，其中带外螺纹的一端事先由铝箔进行电磁感应或热感应封口。圆管形密封件内部预先储存有具有特殊用途的液体试剂，各密封件内液体经不同层铝箔13隔开储存。

反应室4，为一圆柱形中空管，侧壁透光性良好，上端外壁面有一段较短的螺纹，其包括采光室16、试剂盘17。采光室16上端通过外壁面螺纹与液体蓄池3内孔螺接，下端内壁上有一圈凹形试剂盘槽20；试剂盘17内带有一定量的敏感试剂干粉，试剂盘17周圆通过粘结剂19粘结于凹形试剂盘槽20中。

所述尖形套管9，是下端为钝角设计的中空套管，通过螺纹相对于采样拭子12进行相对运动，可在圆柱状取样棒1下移过程中刺破液体蓄池3两端的铝箔13，同时对液体的下落起到引流作用。

所述采样拭子12下端的拭子头11是从棉花、涤纶、滤纸、聚酯、海绵中选取一种制成，并预先经的生理盐水或含有0～200mM Tris缓冲液、0～100mM蔗糖的混合液润湿；

所述两段具有特殊用途的液体试剂，包括用于释放样品ATP的ATP提取剂14，以及用于缓解剩余提取剂抑制敏感试剂活性的中和试剂15；其中，ATP提取剂14，是由0～200mM Tris缓冲液(pH7.2～8.5)、0.001～10％十六烷基三甲溴化铵以及0.01～5％非离子去污剂组成的混合溶液，其中的非离子去污剂可从曲拉通、吐温、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中至少选取一种；中和试剂15，是由0～200mM Tris缓冲液(pH7.2～8.5)、0.005～5％环糊精以及0.005～5mg/ml牛血清白蛋白组成的混合溶液。

所述试剂盘17，是从滤纸、海绵、纤维素膜、多孔二氧化硅等多孔材料中选取一种制成，可通过干燥法或冻干法将一定量敏感试剂干粉固定在试剂盘上。

所述敏感试剂18，其系统组成为：0.001～0.5mg虫荧光素酶、0.005～3mg D-虫荧光素、0.05～20mg牛血清白蛋白、0.01～3mg二硫苏糖醇、0.2～20g醋酸镁、0.01～5g乙二胺四乙酸和0.5～25g的Tris(pH7.2～8.5)。

图2是本发明生物传感器对表面洁净度检测的流程示意图。图中：人手21、被检物22、光学检测仪器23。

使用该生物传感器对物体表面洁净度检测的方法，其具体的测试过程为：先将圆柱状取样棒1从检样腔2中旋出，以15°～90°的倾角用其采样拭子12对被检物表面进行涂抹取样，再将尖形套管9向下旋至其尖端略低于采样拭子头11，然后将圆柱状取样棒1插入到检样腔2中并旋转进入液体蓄池3，尖形套管9尖端将液体蓄池3的多层密封铝箔13刺破后，摇荡传感器数次，待含有样品的液体全部进入反应室4；然后迅速将传感器垂直地插入到如F4500型荧光光度计、自主研发ATP检测仪等光学检测仪器23中，检测反应室内样品ATP的反应荧光强度，将此光强值与通过实验确定出来的卫生洁净标准阈值相比较，即可判断出被检物表面的洁净度，从采样到最后获得检测结果的整个时间不超过2min。

实施例

下面将结合附图对本发明加以详细说明，应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1为本发明一种光学快速检测表面洁净度用生物传感器的结构示意图。所示包括圆柱状取样棒1、检测腔2、液体蓄池3和反应室4，各部分之间主要靠螺纹连接而成，各部分均为生物兼容性材料，对食品无毒，如前三者可用透明聚丙烯材料加工而成，反应室4选择无色透光的聚苯乙烯或聚碳酸酯材料加工而成。随着圆柱状取样棒1在检样腔2内部的下移，采样拭子头11上的样品将先被提取出其中的ATP，然后含样品ATP的溶液进一步下落至反应室4与其底部试剂盘17上的敏感试剂18反应，通过检测反应荧光强度即能实现表面洁净度的检测。

所述圆柱状取样棒1，包括把手5、限位环6、圆柱状取样棒固定螺纹7、尖形套管9和采样拭子12。把手5为扁形把手，位于圆柱状取样棒1的顶部，以方便人手21用圆柱状取样棒1进行操作。限位环6位于圆柱状取样棒固定螺纹7的上端，用于限制圆柱状取样棒1在检测腔2中的移动距离。圆柱状取样棒固定螺纹7的下端比上端细，其上端螺纹用于控制圆柱状取样棒1在检样腔2中的向下移动，其下端螺纹主要用于连接尖形套管9并控制尖形套管9与采样拭子12的相对移动。尖形套管9是下端为钝角设计的中空套管，用于在圆柱状取样棒下移过程中刺破液体蓄池两端的铝箔，以便拭子头12上的样品能分散到液体蓄池的液体中，同时对液体的下落起到引流作用。采样拭子12包括拭子杆10和拭子头11，其拭子杆10插入到圆柱状取样棒下端的拭子固定孔8中；位于采样拭子12下端的拭子头11，选用海绵材质制成，其上预先滴加有25mM Tris缓冲液、20mM蔗糖的混合液0.05～0.1ml使采样拭子头，以便于用涂抹方法将被检物表面的样品轻松地擦取下来。

传感器在未经使用时，其圆柱状取样棒固定螺纹7的较粗螺纹部分只有10～13mm长螺纹与检测腔2上部的内螺纹咬合在一起；圆柱状取样棒1下端的采样拭子头12完全露在尖形套管9的尖端下方，并悬于液体蓄池最上端铝箔13的上方3～6mm处，，这样，既能保证圆柱状取样棒1与检样腔2的连接，又不会使尖形套管9的尖端刺破液体蓄池的铝箔。

所述检测腔2，其两端均有一段较短的内螺纹，分别用于连接圆柱状取样棒1和液体蓄池3。圆柱状取样棒1的整体外径略小于检样腔2的内径，且两者的螺纹尺寸完全一致，但其上端限位环6的外径要略大于检样腔2的内径，这样圆柱状取样棒1通过螺纹能在检样腔2的内部向下移动，直至检样腔上端接触到限位环6而停止。

所述液体蓄池3，由三个完全相同的液体密封件通过螺纹咬合连接而成，每个液体密封件的一端预先由铝箔封口，这样在三个连接好的液体密封件之间便可以储存两段液体。在液体蓄池3的上端，预先封入150～200ml的提取试剂14，该提取试剂选用0.001～10％十六烷基三甲溴化铵和0.01～5％曲拉通的混合溶液，用于将样品分散在液相介质的同时将样品中ATP提取出来；在液体蓄池3的下端，预先封入0.1～0.15ml的中和试剂15，该中和试剂选用含有0.005～5％环糊精和0.005～5mg/ml牛血清白蛋白组成的混合溶液，其中的环糊精能对剩余的表面活性剂起到有效的中和作用，而不影响敏感试剂中酶的活性。两段液体蓄池3的上下端均用铝箔13进行密封，以保证几种试剂的隔离和密封。液体蓄池3的内径要比圆柱状取样棒1下端尖形套管9的外径大2～5mm，这样随着圆柱状取样棒1在检样腔2中的向下移动，尖形套管9的尖端能在刺破液体蓄池第一层铝箔13后继续无阻碍地向下运动而刺破其它铝箔。

所述反应室4，包括采光室16以及试剂盘17。反应室16的侧壁透光性良好，其上端通过螺纹与液体蓄池连接；下端距离底部18mm高的侧面为采光部分，在检测时将几乎全部露在光学检测仪器的光探测器采光那一面，利于反应光的采集和检测。反应室底部为一凹形试剂盘槽20，其中有一玻璃纤维素膜制成的试剂盘17，通过黏合剂19将其粘接在凹形试剂盘槽20中。通过干燥法或冻干法将一定量的敏感试剂干粉18预先固定于试剂盘17上，这样利于降低酶试剂的失活、延长传感器敏感试剂的使用寿命。敏感试剂干粉的组成为：0.001～0.5mg虫荧光素酶、0.005～3mg D-虫荧光素、0.05～20mg牛血清白蛋白、0.01～3mg二硫苏糖醇、0.2～20g醋酸镁、0.01～5g乙二胺四乙酸和0.5～25g的Tris(pH7.8)。

根据本发明，如图2(1)、图2(2)、图2(3)、图2(4)为本发明生物传感器对表面洁净度检测的流程示意图。其具体的测试过程有如下四步：

(1)取样。用手21捏住传感器的把手5，将圆柱状取样棒1从检样腔2中旋出，以15°～90°的倾角用其采样拭子12对被检物22的表面进行涂抹取样；涂抹时先后沿两个垂直的方向进行涂抹，取样面积为10×10cm²，若被检物表面积不足100cm²，则取被检物的全面积。

(2)样品ATP提取。往下旋转尖形套管9至其尖端低于拭子头11后，将圆柱状取样棒1插入到检样腔2中。通过螺纹，将圆柱状取样棒1向下旋转22mm左右，此时尖形套管9已刺破液体蓄池3最上端的铝箔13但未刺破第二层铝箔，而采样拭子头11几乎完全浸没在样品ATP提取剂14中，振荡传感器2～3次，ATP提取剂对拭子头11上的样品作用，样品ATP被提取并分散于液体中。

(3)中和。将圆柱状取样棒1继续向下旋转10mm左右，尖形套管9刺破液体蓄池3的第二层铝箔13，液体蓄池中的两段液体开始混合发生中和作用，中和剂中的环糊精能将溶液中剩余提取剂的活性基团包合起来，从而抑制提取剂对反应室4内敏感试剂的抑制作用。

(4)ATP检测。将圆柱状取样棒1继续向下旋转直至检样腔2上端接触到限位环6，尖形套管9刺破液体蓄池3的第三层铝箔13，含样品的溶液在重力作用下下落到反应室4内接触到敏感试剂干粉18，再将传感器振荡2～3次以使敏感试剂与样品ATP充分接触发生反应，然后迅速将整个传感器以垂直方向插入到光学检测仪器23中，静置15S，即可获得一个相对光强值I_S。将此光强值与通过实验确定出来的卫生洁净标准阈值I₀相比较，即可判断出被检物表面的洁净状况。其判断依据为：当I_S≤3I₀时，被检物的表面洁净度合格；当I_S＞3I₀时，被检物的表面洁净度不合格。

Claims

1.一种光学快速检测表面洁净度用生物传感器，包括圆柱状取样棒、检测腔、液体蓄池和反应室，其特征在于，

圆柱状取样棒，包括把手、限位环、圆柱状取样棒固定螺纹、尖形套管和采样拭子；其中，圆柱状取样棒上端为把手，把手中部设有限位环，限位环位于圆柱状取样棒固定螺纹的上方，用于限制圆柱状取样棒在检测腔中的移动距离；圆柱状取样棒固定螺纹的中部有一台阶，台阶下部直径小于上部直径，台阶下部轴向设有内盲孔，为拭子固定孔；检样腔与尖形套管为中空管状，两管内壁上端设有螺纹，检样腔内径螺纹和圆柱状取样棒固定螺纹的上部外径螺纹相适配，且相互螺接，尖形套管内径螺纹和圆柱状取样棒固定螺纹的下部外径螺纹相适配，且相互螺接，检样腔与尖形套管共轴套装；采样拭子包括拭子杆和拭子头，拭子杆插入到圆柱状取样棒下端的拭子固定孔中而被固定，拭子头位于采样拭子的最下端，伸出于尖形套管；

反应室，包括采光室、试剂盘，采光室为一圆柱形中空管，侧壁透光，上端外壁面有一段螺纹，该螺纹与液体蓄池内孔螺接，下端内壁上有一圈凹形试剂盘槽；试剂盘内带有试剂干粉，试剂盘周圆通过粘结剂粘结于凹形试剂盘槽中；其中：

所述液体试剂，包括用于释放样品ATP的ATP提取剂，以及用于缓解剩余提取剂抑制敏感试剂活性的中和试剂；其中：

ATP提取剂，是由0～200mM、pH7.2～8.5的Tris缓冲液、0.001～10％十六烷基三甲溴化铵以及0.01～5％非离子去污剂组成的混合溶液，其中的非离子去污剂，由曲拉通、吐温、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中至少选取一种；

中和试剂，是由0～200mM、pH7.2～8.5的Tris缓冲液、0.005～5％环糊精以及0.005～5mg/ml牛血清白蛋白组成的混合溶液；

所述试剂干粉为：0.001～0.5mg虫荧光素酶、0.005～3mg D-虫荧光素、0.05～20mg牛血清白蛋白、0.01～3mg二硫苏糖醇、0.2～20g醋酸镁、0.01～5g乙二胺四乙酸和0.5～25g、酸碱值为pH7.2～8.5的Tris。

2.如权利要求1所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其特征在于，所述圆柱状取样棒、检测腔和液体蓄池为生物兼容性材料制作，由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚甲基戊烯、尼龙901、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇脂材料中选取一种制作。

3.如权利要求1所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其特征在于，所述反应室为无色透光的生物兼容性材料，由透明聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚氯乙烯、尼龙901、聚对苯二甲酸丁二醇脂、有机玻璃材料中选取一种制作。

4.如权利要求1所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其特征在于，所述尖形套管，通过螺纹相对于采样拭子进行相对运动，其下端的钝角，在圆柱状取样棒下移过程中刺破液体蓄池多个密封件两端的铝箔，同时对液体的下落起引流作用。

5.如权利要求1所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其特征在于，所述采样拭子头，由棉花、涤纶、滤纸、聚酯、海绵中选取一种制成，并预先经无菌的生理盐水或含有0～200mMTris缓冲液、0～100mM蔗糖的混合溶液润湿。

6.如权利要求1所述的光学快速检测表面洁净度用生物传感器，其特征在于，所述试剂盘，由滤纸、海绵、纤维素膜、多孔二氧化硅的多孔材料中选取一种制成，通过干燥法或冻干法将试剂干粉固定在试剂盘上。

7.一种利用如权利要求1所述传感器测试表面洁净度的方法，其特征在于，基于表面活性剂提取样品ATP以及ATP生物发光检测原理相结合，用光学仪器检测反应室内样品ATP的反应荧光强度，来实现物体表面洁净度的快速检测与现场卫生评估；

所述的生物传感器测试方法，其包括步骤：

e)然后迅速将传感器垂直地插入到光学检测仪器中，检测反应室内样品ATP的反应荧光强度，将此光强值与通过实验确定出来的卫生洁净标准阈值相比较，以判断出被检物表面的洁净度；

所述a)步中的液体试剂，包括用于释放样品ATP的ATP提取剂、用于缓解剩余提取剂抑制敏感试剂活性的中和试剂；其中，

ATP提取剂，是由0～200mM、酸碱值为pH7.2～8.5的Tris缓冲液、0.001～10％十六烷基三甲溴化铵以及0.01～5％非离子去污剂组成的混合溶液，其中的非离子去污剂由曲拉通、吐温、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中至少选取一种；

中和试剂，是由0～200mM、酸碱值为pH7.2～8.5的Tris缓冲液、0.005～5％环糊精以及0.005～5mg/ml牛血清白蛋白组成的混合溶液。

所述的生物传感器测试方法，其中，所述a)步中的试剂干粉为：0.001～0.5mg虫荧光素酶、0.005～3mg D-虫荧光素、0.05～20mg牛血清白蛋白、0.01～3mg二硫苏糖醇、0.2～20g醋酸镁、0.01～5g乙二胺四乙酸和0.5～25g，pH7.2～8.5的Tris，通过干燥法或冻干法将试剂干粉固定在试剂盘上；

所述a)步中润湿采样拭子头，是经无菌的生理盐水或含有0～200mMTris缓冲液、0～100mM蔗糖的混合液润湿。