用于檢測和/或定量測定能夠感染預定的細菌宿主菌株的噬菌體的方法和系統，微電子傳...的制作方法

專利名稱：用于檢測和/或定量測定能夠感染預定的細菌宿主菌株的噬菌體的方法和系統，微電子傳 ...的制作方法
用于檢測和/或定量測定能夠感染預定的細菌宿主菌株的 噬菌體的方法和系統，微電子傳感器裝置在檢測所述噬菌 體中的應用和微電子傳感器在進行所述方法中的應用本發明涉及用于檢測和/或定量測定能夠感染預定的細菌宿主菌株的噬菌體的 方法和系統，它們基于用電阻抗譜技術測定所分析的介質或溶液的電阻抗。本發明還涉及用于實施所述方法的微電子傳感器裝置以及所述微電子傳感器裝 置在檢測和/或定量測定所述噬菌體中的應用。
背景技術：
噬菌體是感染細菌的病毒，由包裹在蛋白質包衣或“衣殼”中的核酸(DNA或RNA) 構成。這些病毒對它們所感染的細菌具有高度特異性，從而可以根據所選的細菌宿主株來 檢測特定的噬菌體或噬菌體群。總體來說，噬菌體周期包括4個階段在第一個階段，進行噬菌體-細菌識別并注 入噬菌體核酸，所述核酸包含形成新的噬菌體所需的遺傳信息。接下來，噬菌體的遺傳物質 以DNA形式整合到細菌染色體中。一旦整合，宿主細胞的感染可引發兩種類型的應答，這取 決于所感染的噬菌體類型。因此，我們可以區別溫和噬菌體和裂解噬菌體，溫和噬菌體可能 無限期整合到宿主細胞的基因組中或者直到通過各種因素誘導時才裂解細菌，裂解噬菌體 借助于宿主細胞的生物合成機器在培育期后能夠復制產生新病毒顆粒所必需的物質，并通 過裂解宿主細胞釋放到外部。腸細菌噬菌體的檢測和/或定量在水的微生物控制以及測定糞便污染來源中 尤為重要。已提出將所述噬菌體作為病毒存在的指標微生物，因為它們具有類似于病毒 的行為。存在三類可用作病毒來源糞便污染的指標的腸細菌噬菌體體大腸桿菌噬菌體 (somatic coliphages)、F-特異性RNA噬菌體和感染變形細菌(Bacteroides spp.)的噬 菌體。對其檢測和/或定量尤其感興趣的另一類噬菌體是感染用于制備乳酪或其他發 酵乳制品的乳酸菌類型的噬菌體。所述噬菌體嚴重影響乳酸生產，使乳酸工業遭受大量經 濟損失。檢測是否存在噬菌體的經典方法基于檢測其對宿主細菌的影響。傳統上，用雙層 瓊脂培養物定量測定噬菌體，其中將含有某種宿主菌株(根據所定量的噬菌體)和所分析 樣品的半固體瓊脂層沉積到瓊脂層上。通過在培育所述宿主菌株后，檢測樣品中存在的噬 菌體或噬菌體群感染和裂解宿主菌產生的裂解區域或噬斑進行噬菌體定量測定。基于接種瓊脂平板的方法的缺點是非常慢，它們需要培育至少M小時。另一種近期記載的檢測噬菌體的方法基于用PCR技術檢測所述噬菌體。然而，這 些方法也費時費力。歐洲專利EP0149383和EP0714450揭示了用于檢測噬菌體，特別是用于檢測乳酸 菌噬菌體的其他方法。專利EP0714450涉及利用酶如熒光素酶催化的酶促反應在裂解后檢測生物發光 檢測細菌的內部組分，而專利IP0149383涉及用pH指示劑檢測生長抑制以檢測微生物活性。上述專利中描述的方法存在以下缺點它們不能檢測活性狀態下的噬菌體，因而 在實踐中它們不是非常可靠。另一方面，它們是非常復雜且昂貴的方法，因為它們需要使用 大量反應物(reactive)。西班牙專利申請號200800109(提交申請時未公開)涉及測定生物質濃度的方法 和裝置，其利用電化學阻抗譜(EK)技術來確定生物質粘附于某裝置的工作電極表面而引 起的阻抗信號的變化。在上述專利申請所述的一個實施方式中，將用來測定界面阻抗的電極集成到平板 微電子裝置，具體是芯片傳感器的基板中，該裝置易于浸沒到測定生物質濃度的溶液中。在上述專利申請公開的方法和裝置中，根據生物質靜電粘附所致的電極-溶液界 面的電偶層的電容值變化測定生物質濃度。已觀察到，電極-溶液界面的電偶層的電容變化取決于溶液中的生物質濃度，因 此通過相應校正曲線的方式監測所述層的電容變化就能簡單而可靠地檢測溶液中的生物 質濃度。發明概述本發明的第一個目的是開發一種根據表面上已經粘附細菌的電極的界面中產生 的電阻抗變化來檢測和/或定量測定噬菌體的替代方法和系統。與現有技術方法相比，所述方法和系統的優點是非常簡單、廉價且非常可靠。根據該目的，根據一方面，本發明提供了一種用于檢測和/或定量能夠感染預定 細菌宿主株的噬菌體的方法，其特征是，該方法包括以下步驟a)將至少一種宿主菌株的細菌粘附到包括電阻抗測定元件的裝置的工作電極表 面上；b)使所述電極和粘附的細菌接觸可能含有噬菌體的待分析材料的溶液；c)在預定條件下將所述電極與步驟b)的溶液一起培育，如果所述細菌被噬菌體 感染，則粘附到電極上的所述細菌被裂解；d)在步驟c中進行培育的同時，測定溶液電阻抗的變化。e)e-i)根據所述阻抗值變化，在等效電路中確定電極-細菌界面的電容值變化； 或者e-ii)根據所述阻抗值變化，依據所述宿主菌株在預定頻率上測定虛部阻抗分量 大小變化值；和f)通過將所述電容值變化或所述虛部阻抗分量大小變化與溶液的噬菌體濃度相 關聯的相應校正曲線，以所述電容值變化或所述虛部阻抗分量大小變化確定溶液中是否存 在噬菌體或其濃度。根據同一目的，在第二方面，本發明提供一種用于檢測和/或定量測定能夠感染 預定細菌宿主菌株的噬菌體的系統，其特征是它包括具有至少兩個用于進行電阻抗測定的 電極的微電子傳感器裝置、粘附于至少一個所述電極表面的至少一種宿主菌株的細菌、以 及處理和控制元件，以便在等效電路中確定電極-細菌界面的電容變化，或者按照所述宿 主菌株在預定頻率上測定所述虛部阻抗分量大小變化，所述電容變化或所述虛部阻抗分量 大小變化是粘附于電極的細菌被噬菌體感染后裂解的結果。
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本發明的第二個目的是提供一種微電子傳感器裝置，其包括至少一對用于測定電 阻抗變化的電極。所述傳感器裝置的特征是，它包括粘附于至少一個所述電極表面的細菌 生物膜，所述生物膜的細菌來自易于被對所述菌株有預定特異性的噬菌體感染的至少一種 宿主菌株。最后，本發明的第三個目的是將包括至少一對集成到基板中的電極的微電子傳感 器裝置用于通過電化學阻抗譜法檢測和定量測定能夠感染預定細菌宿主菌株的噬菌體的 應用。在本發明中，“微電子裝置”應理解為平板傳感器組件，優選用厚膜或薄膜微電子 技術生產。“生物膜”應理解為微電子裝置的工作電極表面上生長的異質細菌集合；優選生長 到微電子裝置工作電極表面上粘附的表多糖基質內的細菌群落。發明詳述要求保護的方法和系統基于測定電極界面中產生的阻抗變化，電極上已粘附有用 于檢測所需噬菌體或噬菌體群的宿主菌株細菌。所述電極-細菌界面中產生的改變是噬菌 體對粘附在工作電極表面上的細菌的噬菌作用所致。所述電極屬于利用電化學阻抗譜法測 定阻抗的微電子傳感器裝置。所進行的實驗揭示出，粘附于微電子傳感器裝置的工作電極的細菌被噬菌體裂解 時產生可用電阻抗方式實時監測的響應。具體說，已觀察到可通過促進所述細菌裂解的噬菌體的噬菌活性改變粘附細菌的 電極界面的電容值。在阻抗譜等效電路中測定的界面電容改變值取決于在電極表面上發生 的噬菌活性(裂解)程度，它進而與所分析介質或溶液中的噬菌體濃度成正比。然而，也觀察到可以通過在預定頻率上直接檢測所述虛部阻抗分量大小改變，更 快更簡單地監測噬菌體產生的感染。所述虛部阻抗分量與電路阻抗的電容性分量相關，也 觀察到它在溶液中存在噬菌體的情況下會改變(下降)。這些事實可用于開發一種檢測和/或定量測定噬菌體的高度可靠的系統和方法， 因為它能檢測活性狀態的噬菌體。此外，這是一種非常簡單的方法和系統，易于重現和自動 化，以便實時監測樣品中的噬菌體濃度。另一方面，它的優點包括可用于檢測任何基質類型 (污水、污水處理廠泥漿、浸出液、生物固體等)中存在的噬菌體。要求保護的系統和方法都需要使宿主菌株粘附到工作電極的表面上以檢測所需 噬菌體或噬菌體群。可用不同技術進行所述細菌粘附。在第一個實施方式中，所述粘附可通過事先吸附能固定細菌的化合物或溶液使工 作電極表面功能化來進行。在另一實施方式中，可通過向裝置電極施加電勢進行所述吸附，以便促進細菌通 過靜電吸附作用吸附到工作電極上。然而，在優選的實施方式中，細菌吸附包括在工作電極表面上形成細菌生物膜，其 優選厚度為至少25微米或優選濃度為104PFU/ml (噬斑形成單位)。已驗證，所述細菌的厚 度或濃度能使該方法具有更高的靈敏度。生物膜的形成遵循一個特征性過程，該特征性過程開始是細菌粘附于基材的可逆 階段，然后是不可逆的粘附和細菌開始分裂，細菌分裂使生物膜生長和成熟。該過程可憑借電化學阻抗譜技術利用一等效電路進行監測，其中將生物膜電容(Cb)定義為對粘附于界 面中電極上的生物膜建模的所述電路的參數或電分量。該生物膜的電容與生物膜的厚度正 相關，在生物膜成熟過程中隨著生物膜的厚度增加而增加。有利的是，本發明生物膜的形成包括工作電極接觸含有宿主菌株細菌的培養基， 和按照所述宿主菌株以預定時間同時極化工作電極。已觀察到，可以在電極培育期間進行所述同時極化以便在數小時內形成致密的生 物膜，這對該過程有非常積極的影響。在包括生物膜形成的優選實施方式中，本發明要求保護一種方法，其中-在階段e_i)中，測定所述界面的電容變化包括測定所述生物膜的電容(Cb)，所 述電容是利用所述界面中所述生物膜建模的等效電路的參數。在e-i)之后，根據所述生物膜的電容(Cb)變化確定是否存在噬菌體或噬菌體濃 度，所述電容變化與裂解所致的所述生物膜的劣化有關。在包括生物膜形成的同一優選實施方式中，本發明要求保護一種系統，其中粘附 于所述微電子裝置的工作電極的細菌形成所述生物膜的一部分，其中處理和控制元件確定 所述生物膜的電容(Cb)變化或所述虛部阻抗分量大小變化，電容變化或所述虛部阻抗分 量大小變化與細菌裂解所致的同一生物膜的劣化相關。所進行的實驗揭示出，在微電子傳感器裝置工作電極上形成的生物膜接觸含有噬 菌體溶液的樣品時，它們促進細菌裂解造成所述生物膜厚度降低，導致與電路電容相關的 所述生物膜電容(Cb)改變或所述虛部阻抗分量大小改變。令人驚訝的是，已觀察到生物膜的厚度變化和電容(Cb)變化，或者所述虛部阻抗 分量大小變化可能與噬菌體的裂解周期有關，該噬菌體負責清除所述微電子裝置表面上粘 附的生物膜中的細菌。如上所述，本發明提供一種非常簡單和可靠的系統和方法，根據優選實施方式，其 通過檢測與所述微電子裝置表面上粘附的生物膜劣化有關的阻抗改變檢測和定量測定溶 液中噬菌體的存在。如上所述，本發明提供一種微電子傳感器裝置，其包括至少一對用于測定電阻抗 變化的電極，其特征是它包括粘附于至少一個所述電極表面上的細菌生物膜，所述生物膜 的細菌屬于易于被所述菌株的特異性噬菌體感染的宿主菌株。有利的是，利用包括生物膜的微電子裝置，通過電化學阻抗譜法檢測和定量測定 能夠感染至少一種所述生物膜細菌的宿主菌株的噬菌體。優選的是，該裝置的生物膜的厚度為至少25微米或所述宿主菌株細菌的濃度為 至少104PFU/ml (噬斑形成單位)。所述微電子裝置還優選是平板小型化微電子傳感器芯片或裝置，優選采用薄膜光 刻技術制造。該芯片是高度靈敏的芯片，由于其小尺寸，它能夠測定非常少量的樣品體積。要求保護的方法和系統可用于檢測任何類型的噬菌體，只要能夠得到所述噬菌體 對其具有預定特異性的宿主菌株。所述噬菌體可來自各種不同材料的樣品例如，污水處理 廠泥漿、浸出液或需要檢測噬菌體的其它類型的固體或液體材料。在水樣品的具體情況下，檢測噬菌體是尤其感興趣的，因為它們被認為是存在病毒類糞便污染的指標微生物。在一個優選實施方式中，本發明涉及檢測在水的微生物控制中和/或糞便污染的 測定中至關重要的噬菌體，包括例如體大腸桿菌噬菌體、特異性F-RNA噬菌體和感染脆弱 擬桿菌(Bacteroides fragilis)的噬菌體。在其他實施方式中，本發明的噬菌體是感染惡臭假單胞菌(I^eudomonas putida) 的噬菌體或感染乳酸菌，例如保加利亞乳酸桿菌(LactcAacillus bulgaricus)、乳酸乳桿 菌(Lactobacillus lactis)、瑞士乳酸桿菌(Lactobacillus helveticus)、胚芽乳酸桿菌 (Lactobacillus ρIantarum)禾口口譽熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)白勺UMlii體°


為了更好地理解上述內容，本申請附有附圖，其中圖1顯示用于檢測噬菌體的微電子傳感器裝置，特別是阻抗測定傳感器芯片的結 構示意圖。圖加和2b顯示圖1芯片的詳情，上面生長有惡臭假單胞菌生物膜。圖加顯示用 噬菌體作用之前具有生物膜的芯片的工作電極表面，而圖2b顯示用感染惡臭假單胞菌的 噬菌體處理后所述電極的同一表面。圖3顯示在對照溶液和包含感染惡臭假單胞菌的噬菌體的溶液中，圖1所示芯片 上生長的生物膜的電容(Cb)演變。圖4顯示用于對界面中的生物膜電容(Cb)建模的等效電路。優選實施方式下面描述用于檢測感染惡臭假單胞菌的噬菌體的本發明方法和系統的第一個實 施方式。所用的微電子裝置是傳感器芯片1，如圖1所示，在單塊基板上集成工作電極2和 兩個反電極3，它們都是鉬微片形式。如發明詳述部分所述，要求保護的方法和系統基于測定電極界面中產生的阻抗變 化，所述電極上已粘附有宿主菌株細菌以檢測所需噬菌體或噬菌體群。在所描述的實施方式中，已通過形成惡臭假單胞菌生物膜4將細菌粘附于圖1芯 片1的表面上。圖加顯示圖1傳感器芯片的詳情，上面生長有所述生物膜4。為了形成上述生物膜4，在攪拌和不斷通氣的情況下將傳感器芯片1本身引入含 有受控極限培養基(AB極限培養基)培養的指數生長期惡臭假單胞菌培養物的反應器中。 在該反應器中，將芯片1培育5年時間。然后，芯片1上形成的生物膜4具有圖加所示的 外觀。由以下溶液的混合物制備AB極限培養基的組合物和方法詳述見下〇875ml無菌蒸餾水〇 100ml A 溶液〇 25ml B 溶液〇IOml 20%葡萄糖 QOg/lOOml 蒸餾水)A溶液在1，OOOml蒸餾水中包含O (NH4)SO4 :20g
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O Na2HPO4 73. Ig〇 KH2PO4 78. 5g〇 NaCl :30. OgO NaSO4 :0. IlgB溶液包含以下組分，將它們單獨高壓滅菌后混合在一起〇16g MgCl2. 6H20，溶于 500ml 蒸餾水〇0. 58g CaCl2，溶于 250mg 蒸餾水〇0. 032g FeCl3. 6H20,溶于 250ml 蒸餾水一旦在芯片1上形成生物膜4后，將所述芯片1引入含有108(PFU/ml)(噬斑形成 單位)噬菌體懸液的溶液中。用0. 5ml含噬菌體的污水樣品接種4. 5ml所述極限AB培養 基后獲得該溶液。接下來，將包含芯片1的上述溶液于37°C培育M小時。在培育過程中測定電阻 抗，以監測生物膜4的劣化。通過電化學阻抗譜法、應用以下測定條件測定該阻抗■溫度37°C■培養基AB極限培養基，組成同上■開路 DC 電勢+0.洸士0· 5V■ AC 電勢25mV■頻率范圍10Hz-100KHz在該電環境中，粘附在芯片1表面上的生物膜4的表現類似于介電材料，其在阻抗 譜等效電路中被模擬成生物膜電容(Cb)。生物膜4電容(Cb)確定的公式如下
C生物膜=εο f生物膜]其中ε。是真空中電容率的系數，ε 是生物膜的電容率；A是生物膜涂層的面 積，d是生物膜的厚度。圖4顯示上述等效電路，其中除生物膜電容(Cb)外，還定義了以下參數■ Cr 與上述電極相關的電容。■ Rs 溶液電阻。■ Rb:生物膜4電阻。■ Cc 界面的電雙層的電容。■ Re:負荷轉移電阻。如本發明說明書所述，生物膜4接觸噬菌體作用產生可根據等效電路參數變化， 即根據所述生物膜4的電容變化進行阻抗測定的響應。圖3顯示在對照溶液和包含感染惡臭假單胞菌的噬菌體的污水樣品溶液中，沉積 在傳感器芯片1上的生物膜4的電容(Cb)隨時間的變化。在所述圖3中，可觀察到將芯片1在含有噬菌體的溶液中培育6小時后生物膜4 電容(Cb)降低(與對照溶液相比降低8% )。然而，將芯片1放置在不含噬菌體的對照溶 液中處理時，電容(Cb)保持不變。
如本發明說明書所述，所進行的實驗證明生物膜4電容(Cb)改變與相同生物膜4 的厚度變化有關，正如用共聚焦激光顯微鏡觀察到的那樣。這兩個參數的變化與負責去除 生物膜4中的細菌的噬菌體的裂解周期相關聯。在所述實施方式中，測定已接觸噬菌體作用的芯片1中所述生物膜4的厚度，檢測 到所述生物膜的厚度下降約50%，但細菌總地減少(UFC/ml)(集落形成單位)約20%，可 能是由于只有細菌密度較低的生物膜外層才能被噬菌體感染。將反映生物膜4厚度降低的這些測量值與噬菌體存在所致的生物膜電容(Cb)降 低相關聯，如圖3所示。通過響應校正曲線，按照生物膜電容(Cb)值的變化測定待分析溶液中的噬菌體 濃度，所述校正曲線在工作范圍內將所述電容(Cb)值變化與溶液的濃度相關聯。接下來描述用于檢測感染大腸桿菌(Escherichia coli)的噬菌體的本發明方法 和系統的第二個實施方式。在第二個實施方式中，所用的微電子裝置是與圖1中相同的傳感器芯片1，在該實 施方式中芯片1上形成厚度為30微米和細菌濃度為105PFU/ml的生物膜。為了快速形成具有上述厚度和細菌濃度的致密生物膜，在攪拌和不斷通氣的情況 下將傳感器芯片1本身引入含有受控極限培養基(AB極限培養基)培養的指數期大腸桿菌 培養物的生物反應器中。在該生物反應器中處理所述傳感器3分鐘后，通過持續10秒的脈 沖串施加3伏特電壓極化工作微電極，以便對芯片1進行強化培育。在這些條件下，獲得具 有上述特征的生物膜。該生物膜與自發培育數天的正常生物膜(如圖加所示)外觀相同。一旦芯片1上形成生物膜4后，按照與第一個實施方式中相同的感染方案，將具有 生物膜的芯片引入含有108(PFU/ml)(噬斑形成單位)噬菌體懸液的溶液中。接下來，將包 含該芯片的上述溶液于37°C培育6小時。在培育過程中測定電化學阻抗，以監測生物膜的 劣化。正如第一個實施方式中的情況，該生物膜接觸噬菌體作用產生可根據用界面中生 物膜建模的等效電路的參數變化，即根據所述生物膜的電容(Cb)變化進行阻抗測定的響應。表1顯示在第二個實施方式中獲得的兩種噬菌體類型的結果，這兩種噬菌體類型 能夠感染微芯片上產生的大腸桿菌生物膜。結果表示為所述生物膜的電容降低百分數。表1.-培育2小時和6小時后噬菌體作用所致的生物膜電容降低百分數。
權利要求
1.一種用于檢測和/或定量能夠感染預定細菌宿主株的噬菌體的方法，其特征在于， 該方法包括以下步驟a)將至少一種宿主菌株的細菌粘附到包括電阻抗測定元件的裝置的工作電極O)的 表面上；b)使所述電極( 和粘附的細菌接觸可能含有噬菌體的待分析材料的溶液；c)在預定條件下將所述電極( 與步驟b)的溶液一起培育，如果所述細菌被噬菌體感 染，則粘附到所述電極上的所述細菌被裂解；d)在步驟c中進行培育的同時，測定所述溶液電阻抗的變化，e)e-i)根據所述阻抗值變化，在等效電路中確定電極-細菌界面的電容值變化；或者e-ii)根據所述阻抗值變化，依據所述宿主菌株在預定頻率上測定虛部阻抗分量大小變化值；和f)通過將所述電容值變化或所述虛部阻抗分量大小變化與溶液的噬菌體濃度相關聯 的相應校正曲線，根據所述電容值變化或所述虛部阻抗分量大小變化確定溶液中是否存在 噬菌體或其濃度。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a)中所述的細菌粘附包括在所述電極 (2)的表面上形成至少一種宿主菌株的細菌生物膜(4)。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于-步驟e-i)包括測定粘附在所述電極(2)上的生物膜的電容(Cb)值改變，所述電容 (Cb)是對界面中所述生物膜(4)建模的等效電路的參數，在步驟e-i)之后，在步驟f)中，根據所述生物膜的電容(Cb)變化確定是否存在 噬菌體或噬菌體濃度，所述電容變化與裂解所致的所述生物膜的劣化有關。
4.如權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述生物膜(4)的厚度為至少25微米， 或所述宿主菌株的細菌濃度為至少104PFU/ml (噬斑形成單位)。
5.如權利要求2-4中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟a)中，所述生物膜(4)的 形成包括使所述電極( 接觸含有所述宿主菌株細菌的培養基，并且根據所述宿主菌株以 預定時間同時極化所述工作電極O)。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a)的所述細菌粘附包括通過吸附能將 所述細菌固定在所述電極( 表面上的化合物事先使所述工作電極( 表面功能化。
7.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，將所述工作電極(2)集成到至 少包括用于進行電阻抗測定的另一個電極(3)的微電子裝置(1)的基材中。
8.一種用于檢測和/或定量能夠感染預定細菌宿主株的噬菌體的系統，其特征在于， 該系統包括-微電子傳感器裝置(1)，其包括至少兩個用來進行電阻抗測定的電極0，3)，-來自至少一種宿主菌株的細菌，其粘附在至少一個所述電極O)的表面上，和-用于測定等效電路中電極-細菌界面的電容變化或按照所述宿主菌株在預定頻率上 測定所述虛部阻抗分量大小變化的處理和控制元件，所述電容變化或所述虛部阻抗分量大小變化是粘附于所述電極O)的細菌被噬菌體 感染后裂解的結果。
9.如權利要求8所述的系統，其特征在于，所述細菌構成粘附于所述電極(2)的表面的細菌生物膜的一部分，其中所述處理和控制元件確定用界面中所述生物膜(4)建模的 等效電路的參數的電容(Cb)變化或確定所述虛部阻抗分量的大小變化，所述電容(Cb)變 化或所述虛部阻抗分量的大小變化與細菌裂解所致的所述生物膜(4)劣化相關。
10.一種微電子裝置，其包括至少一對用于測定電阻抗改變的電極0，3)，其特征在 于，其包括粘附于至少一個所述電極(2)表面上的細菌生物膜G)，所述生物膜的細菌 來自易于被對所述菌株有預定特異性的噬菌體感染的宿主菌株。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述生物膜(4)的厚度為至少25微米，或 所述宿主菌株的細菌濃度為至少104PFU/ml (噬斑形成單位)。
12.如權利要求10或11所述的裝置，其特征在于，所述微電子裝置(1)是傳感器芯片。
13.包括集成在基材中的至少一對電極0，3)的微電子傳感器裝置(1)在利用電化學 阻抗譜法檢測和/或定量測定能夠感染預定細菌宿主菌株的噬菌體中的應用。
14.如權利要求13所述的應用，其特征在于，所述裝置包括粘附在其表面上的細菌生 物膜G)，所述生物膜(4)的細菌來自至少一種所述宿主菌株，所述生物膜的厚度優選為至 少25微米或所述宿主菌株細菌的濃度優選為至少104PFU/ml (噬斑形成單位)。
15.如權利要求1所述的方法、如權利要求8所述的系統、如權利要求10所述的微電子 裝置或如權利要求13所述的所述微電子裝置的應用，其特征在于，所述噬菌體是體大腸桿 菌噬菌體或能夠感染大腸桿菌菌株的噬菌體、能夠感染乳酸菌菌株的噬菌體或能夠感染惡 臭假單胞菌的噬菌體。
16.如權利要求1所述的方法、如權利要求8所述的系統、如權利要求10所述的微電子 裝置或如權利要求13所述的所述微電子裝置的應用，其特征在于，所述待分析材料的溶液 來自水樣品。
全文摘要
本發明要求保護的方法、系統和裝置基于測定電極界面中產生的阻抗變化，電極上已粘附有用于檢測所需噬菌體的宿主菌株細菌。所述電極-細菌界面中產生的改變是噬菌體對粘附在微電子傳感器裝置的工作電極表面上的細菌的噬菌作用所致。
文檔編號C12Q1/70GK102119227SQ200980116677
公開日2011年7月6日 申請日期2009年3月17日 優先權日2008年3月17日
發明者A·R·布蘭奇吉斯貝特, C·加西亞阿爾哈羅, F·J·穆尼奧斯帕斯夸爾, X·穆尼奧斯貝韋爾 申請人:巴塞羅那大學, 最高科研理事會