生物膜电极的制备及其在抗菌药物有效性检测中的应用

首先采用电聚合法制备了聚中性红修饰玻碳电极(PNR/GCE),在此基础上,以壳聚糖(CS)为成膜材料,石墨烯(GR)为导电纳米材料,通过掺杂方式将模型微生物E.coli固定于PNR/GCE上,制备生物膜电极GR/CS/E.coli/PNR/GCE。采用正交实验和方差分析考察GR浓度、CS浓度和E.coli浓度3个因素对GR/CS/E.coli/PNR/GCE性能的影响。继而借助中性红可作为电子媒介体的特性,通过考察E.coli活性与抗菌药物浓度的关系构建一种新型体外药效检测方法,用以快速检测抗菌药物有效性。GR终浓度0.50 mg/mL,CS终浓度0.75%(w/v%),E.coli终浓度0.50 g/mL为电极制备的最佳条件。将最优条件下制备的GR/CS/E.coli/PNR/GCE应用于庆大霉素、左氧氟沙星、头孢曲松钠、哌拉西林钠及万古霉素5种抗菌药物的有效性测定,其中前4种抗菌药物对E.coli的10%抑菌浓度(IC_(10))分别为15.81、19.62、65.74、62.47 mg/L,而针对革兰氏阳性菌的万古霉素对E.coli基本无抑制作用。所得结果与经典的纸片扩散法所得结果具有良好的相关性。