專(zhuān)利名稱(chēng)：病原體傳感器的制作方法
病原體傳感器本發(fā)明涉及一種病原體傳感器。病原體是引起感染或疾病的媒介，尤其為微生物如細(xì)菌、原生動(dòng)物、病毒以及真菌。植物病理學(xué)(Phytopathology)或植物病理學(xué)(plant pathology)涉及由感染媒介弓I起的植物疾病或侵襲植物和環(huán)境條件的疾病的診斷和管理。在植物中弓I起疾病的生物體包括例如:真菌(包括霉菌和酵母)、病毒、卵菌、細(xì)菌、類(lèi)病毒、植原體、原生動(dòng)物、線蟲(chóng)以及寄生植物。在耕作中，常規(guī)的是通過(guò)作物的肉眼檢查來(lái)監(jiān)測(cè)作物的健康。作物上的病原體的生長(zhǎng)可以經(jīng)由此肉眼檢查來(lái)鑒別，于是一種適合的試劑如殺真菌劑可以施用至作物。除了作物的肉眼檢查以外，農(nóng)民可以考慮環(huán)境條件，如天氣(包括預(yù)測(cè)的未來(lái)環(huán)境條件)。雖然此方法在一些情況下可以起作用，但希望的是提供能夠指示病原體在作物中生長(zhǎng)或可能正在生長(zhǎng)的裝置。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種病原體傳感器，該病原體傳感器包含病原體可在其上和/或在其中生長(zhǎng)的一種生長(zhǎng)培養(yǎng)基，該生長(zhǎng)培養(yǎng)基被提供有促進(jìn)該病原體的生長(zhǎng)的多種營(yíng)養(yǎng)物，其中該病原體傳感器進(jìn)一步包括一個(gè)電子檢測(cè)裝置，該電子檢測(cè)裝置被配置成檢測(cè)由病原體介導(dǎo)的一個(gè)事件。由病原體介導(dǎo)的該事件可以是一種化學(xué)或生物劑的產(chǎn)生。該化學(xué)或生物劑可為以下之一:有機(jī)酸、核酸、蛋白質(zhì)、酶、毒素、激素、代謝物、肽、碳水化合物或脂質(zhì)。有待檢測(cè)的化學(xué)劑可為草酸。草酸是具有化學(xué)式H2C2O4的一種有機(jī)化合物。此無(wú)色的固體是一種二羧酸并且比乙酸強(qiáng)約3，000倍。草酸是一種還原劑并且它的被稱(chēng)為草酸鹽(C2O42O的共軛堿是金屬陽(yáng)離子的螯合劑。典型地，草酸作為具有化學(xué)式C2O4H2.2H20的二水合物出現(xiàn)。草酸和其衍生物如草酸鹽存在于許多植物中。因此，草酸和其鹽或衍生物是用于在本發(fā)明的病原體傳感器中檢測(cè)的適合候選物。電子檢測(cè)裝置可以被配置成檢測(cè)生長(zhǎng)培養(yǎng)基中的一種電化學(xué)變化。電子檢測(cè)裝置可以包含與該化學(xué)或生物劑相互作用的一種酶，該相互作用導(dǎo)致一個(gè)電子可檢測(cè)信號(hào)。相互作用可以產(chǎn)生一種電活性種類(lèi)或?qū)е乱环N電活性種類(lèi)。電子檢測(cè)裝置可以進(jìn)一步包括一個(gè)電極，該電極被配置成檢測(cè)該電活性種類(lèi)的存在。電極可能已經(jīng)由一種生化和/或化學(xué)識(shí)別要素來(lái)修飾。這種修飾可以例如包括將能夠增強(qiáng)或改變電極的電化學(xué)應(yīng)答的一種酶、抗體、DNA或化學(xué)種類(lèi)并入到電極之中。該酶可以位于一種生物相容性聚合物之中。該生物相容性聚合物可以是一種親水性聚合物，或可以由親水性單體形成。酶可以固定在電極的一個(gè)表面上。酶可以固定在一種生物相容性聚合物之中。酶可以是草酸氧化酶。病原體傳感器可以進(jìn)一步包含辣根過(guò)氧化物酶。辣根過(guò)氧化物酶是一種44，173.9道 爾頓糖蛋白，它具有用于結(jié)合至例如標(biāo)記分子的四個(gè)賴(lài)氨酸殘基。在與合適底物一起孵育時(shí)，它產(chǎn)生標(biāo)記分子的有色、熒光或發(fā)光衍生物，從而允許它被檢測(cè)和定量。病原體傳感器可以進(jìn)一步包括一個(gè)營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器，該營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器被配置成向生長(zhǎng)培養(yǎng)基提供營(yíng)養(yǎng)物的供應(yīng)。營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器可以被配置成向生長(zhǎng)培養(yǎng)基供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)物，持續(xù)長(zhǎng)于10小時(shí)的一個(gè)時(shí)間段。生長(zhǎng)培養(yǎng)基可以是一種營(yíng)養(yǎng)液。病原體傳感器可以進(jìn)一步包含一個(gè)流體儲(chǔ)器，該流體儲(chǔ)器被配置成向生長(zhǎng)培養(yǎng)基提供流體的供應(yīng)，以便防止生長(zhǎng)培養(yǎng)基脫水。流體儲(chǔ)器可以被配置成向生長(zhǎng)培養(yǎng)基供應(yīng)流體，持續(xù)長(zhǎng)于10小時(shí)的一個(gè)時(shí)間段。營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器和流體儲(chǔ)器可以是同一個(gè)儲(chǔ)器。生長(zhǎng)培養(yǎng)基可以具有模擬病原體將在其上和/或在其中生長(zhǎng)的一個(gè)實(shí)體的一種或多種特性。該一種或多種特性可以包括以下中的至少一種:生長(zhǎng)培養(yǎng)基的光照、生長(zhǎng)培養(yǎng)基的濕度或水分條件、生長(zhǎng)培養(yǎng)基的PH條件、生長(zhǎng)培養(yǎng)基的定向、以及生長(zhǎng)培養(yǎng)基的溫度。實(shí)體可以是一種植物。生長(zhǎng)培養(yǎng)基可以被提供有不阻止病原體的生長(zhǎng)的一種或多種殺真菌劑、抗生素或抗微生物劑。病原體可以是一種真菌病原體。病原體可以是核盤(pán)菌(Sclerotiniasclerotiorum)。核盤(pán)菌是一種植物病原性真菌,如果條件正確,它可以引起一種稱(chēng)為白霉病的疾病。核盤(pán)菌還可以被稱(chēng)為棉狀腐病、水軟腐病、莖腐病、枯落病(drop)、冠腐病以及花疫病(blossom blight)。此病原體的關(guān)鍵特性是它能夠在它所感染的植物上產(chǎn)生稱(chēng)為菌核的黑色靜止結(jié)構(gòu)和菌絲體的白色絨毛狀生長(zhǎng)。這些菌核在春天產(chǎn)生子實(shí)體，該子實(shí)體在囊中產(chǎn)生孢子，這就是此類(lèi)別的真菌被稱(chēng)為子囊菌(子囊菌綱)的原因。此病原體可以出現(xiàn)在許多大洲上并且具 有廣泛范圍的植物宿主。當(dāng)核盤(pán)菌通過(guò)有利的環(huán)境條件在田地中攻擊時(shí)，損失可以是巨大的。核盤(pán)菌在潮濕的環(huán)境中增殖。在潮濕的田地條件下，核盤(pán)菌能夠完全侵入植物宿主，從而使菌絲體定殖幾乎所有的植物組織。生長(zhǎng)的最佳溫度在從15至21攝氏度的范圍內(nèi)。在濕潤(rùn)條件下，核盤(pán)菌將產(chǎn)生豐富的菌絲體和菌核。病原體可以是一種細(xì)菌病原體。病原體可以來(lái)自伯克霍爾德氏菌屬。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種傳感器裝置，該傳感器裝置包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的病原體傳感器并且進(jìn)一步包括測(cè)量電子器件，該測(cè)量電子器件被配置成從電子檢測(cè)裝置接收一個(gè)信號(hào)并且如果信號(hào)指示由病原體介導(dǎo)的事件已經(jīng)發(fā)生，就產(chǎn)生輸出。傳感器裝置可以包括病原體傳感器的任何上述特征。病原體傳感器可與傳感器裝置可釋放地相接合，這樣使得病原體傳感器可以用另一個(gè)病原體傳感器來(lái)替換。病原體傳感器可以是提供在一個(gè)盒(cartridge)中的多個(gè)病原體傳感器之一，該盒與傳感器裝置可釋放地接合。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種檢測(cè)病原體的方法，該方法包括提供多種營(yíng)養(yǎng)物，這些營(yíng)養(yǎng)物促進(jìn)病原體在生長(zhǎng)培養(yǎng)基上和/或在其中生長(zhǎng)足夠長(zhǎng)以便允許由病原體介導(dǎo)的一個(gè)事件發(fā)生的一個(gè)時(shí)間段，然后使用一個(gè)電子檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)所介導(dǎo)的事件。生長(zhǎng)環(huán)境可以是一種有利的生長(zhǎng)環(huán)境。該有利的生長(zhǎng)環(huán)境可為這樣的環(huán)境:它促進(jìn)病原體以比病原體在植物上或在與所提供的病原體傳感器相鄰的其他實(shí)體上生長(zhǎng)的速率更快的一個(gè)速率來(lái)生長(zhǎng)。
由病原體介導(dǎo)的事件可以是一種化學(xué)或生物劑的產(chǎn)生。該化學(xué)或生物劑可為以下之一:有機(jī)酸、核酸、蛋白質(zhì)、酶、毒素、激素、代謝物、肽、碳水化合物或脂質(zhì)?；瘜W(xué)劑可為草酸。該電子檢測(cè)裝置可以檢測(cè)生長(zhǎng)培養(yǎng)基中的的一種電化學(xué)變化。電子檢測(cè)裝置可以包含與化學(xué)或生物劑相互作用的一種酶，該相互作用導(dǎo)致一個(gè)電子可檢測(cè)信號(hào)。相互作用可以導(dǎo)致產(chǎn)生一種電活性種類(lèi)。該方法可以進(jìn)一步包括使用一個(gè)電極來(lái)檢測(cè)該電活性種類(lèi)的存在。該酶可以是草酸氧化酶，它催化從草酸產(chǎn)生過(guò)氧化氫。病原體傳感器可以進(jìn)一步包含辣根過(guò)氧化物酶，它還原過(guò)氧化氫。使用電極來(lái)檢測(cè)電活性種類(lèi)的存在可以包括將第一電位和第二不同電位施加至該電極并且測(cè)量所得電流。該方法可以進(jìn)一 步包括供應(yīng)多種營(yíng)養(yǎng)物至生長(zhǎng)培養(yǎng)基，持續(xù)長(zhǎng)于10小時(shí)的一個(gè)時(shí)間段。該方法可以進(jìn)一步包括供應(yīng)流體至生長(zhǎng)培養(yǎng)基，持續(xù)長(zhǎng)于10小時(shí)的一個(gè)時(shí)間段。生長(zhǎng)培養(yǎng)基可以具有模擬病原體將在其上和/或在其中生長(zhǎng)的一個(gè)實(shí)體的一種或多種特性。該一種或多種特性可以包括以下中的至少一種:生長(zhǎng)培養(yǎng)基的光照、生長(zhǎng)培養(yǎng)基的濕度或水分條件、生長(zhǎng)培養(yǎng)基的PH條件、生長(zhǎng)培養(yǎng)基的定向、以及生長(zhǎng)培養(yǎng)基的溫度。病原體可以是一種真菌病原體。病原體可以是核盤(pán)菌。病原體可以是一種細(xì)菌病原體。病原體可以來(lái)自伯克霍爾德氏菌屬。該方法可以包括將生長(zhǎng)培養(yǎng)基暴露至空氣并且監(jiān)測(cè)所介導(dǎo)的事件，并且然后隨后將一種第二生長(zhǎng)培養(yǎng)基暴露至空氣并且監(jiān)測(cè)所介導(dǎo)的事件。一種用于檢測(cè)病原體在環(huán)境中的存在的方法包括將任何以上段落的病原體傳感器暴露至空氣并且監(jiān)測(cè)所介導(dǎo)的事件。病原體傳感器可以提供在作物中或作物相鄰處，這樣使得該方法提供病原體是否在作物中生長(zhǎng)或可能在作物中生長(zhǎng)的指示。病原體傳感器可以提供在作物收獲之后儲(chǔ)存作物的一個(gè)儲(chǔ)存區(qū)(例如倉(cāng)庫(kù)或谷倉(cāng))中。病原體傳感器可以是分布在一個(gè)區(qū)域上的多個(gè)病原體傳感器之一。該方法可以包括分析來(lái)自病原體傳感器的輸出以便獲得關(guān)于病原體通過(guò)該區(qū)域的進(jìn)展的信息。從病原體傳感器提供的信息的分析可以與從感測(cè)以下一項(xiàng)或多項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器提供的信息的分析進(jìn)行組合:溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、壓力傳感器、以及環(huán)境光。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種病原體傳感器，該病原體傳感器包含病原體可在其上和/或在其中生長(zhǎng)的一種生長(zhǎng)培養(yǎng)基，該生長(zhǎng)培養(yǎng)基包含促進(jìn)該病原體的生長(zhǎng)的多種營(yíng)養(yǎng)物，其中病原體傳感器進(jìn)一步包括一個(gè)電子檢測(cè)裝置，該電子檢測(cè)裝置被配置成檢測(cè)由病原體介導(dǎo)的一種電化學(xué)變化。該電化學(xué)變化可以是由病原體產(chǎn)生的一種化學(xué)或生物劑所引起。該生長(zhǎng)培養(yǎng)基可以是含有馬鈴薯葡萄糖肉湯的一種液體培養(yǎng)基。生長(zhǎng)培養(yǎng)基可以是馬鈴薯葡萄糖瓊脂。病原體可以來(lái)自核盤(pán)菌屬種。病原體可以是核盤(pán)菌。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種傳感器裝置，該傳感器裝置包括本發(fā)明的任何以上方面的病原體傳感器并且進(jìn)一步包括測(cè)量電子器件，該測(cè)量電子器件被配置成從電子檢測(cè)裝置接收一個(gè)信號(hào)并且如果該信號(hào)指示由病原體所介導(dǎo)的一種電化學(xué)變化，就產(chǎn)生一個(gè)輸出。傳感器裝置可以進(jìn)一步包括一個(gè)控制裝置，該控制裝置被配置成將病原體傳感器暴露至空氣，孵育病原體傳感器持續(xù)一段預(yù)定時(shí)間，并且然后使用該電子檢測(cè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)該電化學(xué)變化。傳感器裝置可以進(jìn)一步包括一個(gè)穿刺裝置，其被配置成刺穿將生長(zhǎng)培養(yǎng)基與電極分隔開(kāi)的一個(gè)障壁。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，檢測(cè)病原體的方法包括提供多種營(yíng)養(yǎng)物，這些營(yíng)養(yǎng)物促進(jìn)病原體在生長(zhǎng)培養(yǎng)基上和/或在其中生長(zhǎng)持續(xù)足夠長(zhǎng)以便允許病原體介導(dǎo)一種電化學(xué)變化的一個(gè)時(shí)間段，然后使用一個(gè)電子檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)該電化學(xué)變化。電化學(xué)變化可以是由病原體產(chǎn)生的一種化學(xué)或生物劑所引起。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種傳感器裝置，該傳感器裝置包括如任何以上權(quán)利要求所述的病原體傳感器并且進(jìn)一步包括測(cè)量電子器件，該測(cè)量電子器件被配置成從電子檢測(cè)裝置接收一個(gè)信號(hào)并且如果該信號(hào)指示由病原體介導(dǎo)的一種電化學(xué)變化，就產(chǎn)生一個(gè)輸出。傳感器裝置可以進(jìn)一步包括一個(gè)控制裝置，該控制裝置被配置成將病原體傳感器暴露至空氣，孵育病原體傳感器持續(xù)一段預(yù)定時(shí)間，并且然后使用該電子檢測(cè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)該電化學(xué)變化。傳感器裝置可以進(jìn)一步包括一個(gè)穿刺裝置，該穿刺裝置被配置成刺穿將生長(zhǎng)培養(yǎng)基與電極分隔開(kāi)的一個(gè)障壁。根據(jù)本發(fā)明的第 八方面，提供根據(jù)任何以上方面的病原體傳感器或根據(jù)任何以上方面的傳感器裝置用于檢測(cè)由于以下一項(xiàng)或多項(xiàng)的存在而引起的作物的一種電化學(xué)變化的用途:真菌(包括霉菌和酵母)、病毒、卵菌、細(xì)菌、類(lèi)病毒、植原體、原生動(dòng)物、線蟲(chóng)、以及作物上的寄生植物。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供如關(guān)于任何以上方面所述的病原體傳感器或根據(jù)任何以上方面的傳感器裝置在處理小麥和大麥中的用途。本發(fā)明的不同方面的特征可彼此組合。本發(fā)明的具體實(shí)施例現(xiàn)在僅通過(guò)舉例參照附圖來(lái)描述，在附圖中:

圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的病原體傳感器的截面圖；圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)施例的病原體傳感器的截面圖；圖3是證明可以使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的病原體傳感器來(lái)檢測(cè)草酸的圖；圖4是證明可以使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的病原體傳感器來(lái)檢測(cè)草酸的圖，該病原體傳感器包含特定生長(zhǎng)培養(yǎng)基；圖5示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一替代實(shí)施例的病原體傳感器的截面圖；圖6示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一替代實(shí)施例的病原體傳感器的截面圖；圖7示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一替代實(shí)施例的病原體傳感器的截面圖；圖8示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一替代實(shí)施例的病原體傳感器的截面圖；圖9示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一替代實(shí)施例的病原體傳感器的截面圖；圖10示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的傳感器裝置；以及
圖11示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的替代傳感器裝置。圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的病原體傳感器I的截面圖。病原體傳感器I包括一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)2、一個(gè)營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器4、一個(gè)電極6、以及一個(gè)凝膠8。營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器4為環(huán)形的，并且圍繞支撐結(jié)構(gòu)2的中心部分延伸。該支撐結(jié)構(gòu)可以例如由塑料或某種其他適合的材料形成。凝膠8被提供在電極6的頂部并且具有暴露于大氣的一個(gè)上表面。電極6被支撐在一個(gè)基板(未示出)上。一個(gè)圓柱形通道10從電極6向下延伸并且可以容納連接至該電極的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線(未示出)。可提供另外的電極如參考電極和反電極(未示出)。一個(gè)單向膜12被提供在圓柱形通道10的一個(gè)外壁周?chē)瑥亩纬蔂I(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器4的一個(gè)內(nèi)壁。單向膜12被配置成使得多種水基營(yíng)養(yǎng)物可以從營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器4穿過(guò)該單向膜并且然后可以行進(jìn)至凝膠8。單向膜12不允許這些水基營(yíng)養(yǎng)物從凝膠8流動(dòng)到液體營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器4之中。液體營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器4的一個(gè)上表面由一個(gè)環(huán)形氣體滲透性密封層13來(lái)覆蓋。氣體滲透性密封層13允許氣體(例如空氣)進(jìn)入營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器4之中并且從而防止在水基營(yíng)養(yǎng)物離開(kāi)該營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器時(shí)發(fā)生的壓降。另外，氣體滲透性密封層13允許氧氣被吸收到這些水基營(yíng)養(yǎng)物之中。這是希望的，因?yàn)檠鯕馐窃诓≡w存在時(shí)將在病原體傳感器中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)的組分之一(如以下進(jìn)一步所述)。凝膠8可以為被配置成粘附至電極6的表面的一種非水基凝膠。凝膠8可以被認(rèn)為是病原體可在其上和/或在其中生長(zhǎng)的生長(zhǎng)培養(yǎng)基的一個(gè)實(shí)例。凝膠8可為例如馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)。凝膠8經(jīng)由滲透壓通過(guò)單向膜12來(lái)吸收水基營(yíng)養(yǎng)物。滲透壓通過(guò)從凝膠8蒸發(fā)液體來(lái)產(chǎn)生。膜12可以經(jīng)由一種芯吸作用來(lái)將水基營(yíng)養(yǎng)物遞送至凝膠8。膜12可以為例如一側(cè)被磺化以便使得它是親水性的并且另一側(cè)天然地是疏水性的聚乙烯材料(類(lèi)似于在尿布中使用的膜)?？商娲?，除磺酸鹽以外的官能團(tuán)可以應(yīng)用至聚乙烯材料的一側(cè)，以便確保該材料的一側(cè)是親水性的。官能團(tuán)可以為例如但不限于羥基、羧基、氨基、磷酸鹽、以及巰基基團(tuán)。水基營(yíng)養(yǎng)物可以例如包括馬鈴薯葡萄糖肉湯(PDB)、向日葵衍生的營(yíng)養(yǎng)物或某種其他營(yíng)養(yǎng)物。單向膜12向凝膠8提供水基營(yíng)養(yǎng)物的供應(yīng)直到營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器4變空為止。向凝膠8提供營(yíng)養(yǎng)物的供應(yīng)是·有利的，因?yàn)樗跔I(yíng)養(yǎng)物被病原體傳感器上生長(zhǎng)的病原體使用時(shí)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)行替換。提供水基營(yíng)養(yǎng)物的供應(yīng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是這確保了凝膠8保持水合。如果凝膠8變干，那么凝膠上的病原體的生長(zhǎng)可能受到抑制。另外，如果凝膠8變干，那么病原體傳感器I檢測(cè)病原體的存在的能力可能受損害。病原體傳感器I可以在它的上表面上提供有密封件(未示出)用來(lái)防止凝膠8 (和可任選地營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器4)暴露至空氣，直到希望病原體傳感器的操作為止，將密封件除去以便開(kāi)始病原體傳感器的操作。這防止在希望病原體傳感器的操作之前發(fā)生的水從凝膠8中的蒸發(fā)并且由此防止凝膠變干。凝膠8可以為例如500-1000微米厚并且可以例如具有3mm的直徑。電極6可以例如具有100微米的厚度并且可以例如具有2mm的直徑。營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器4可以為例如l_2mm深并且可以例如具有IOmm的直徑。這些尺寸僅僅作為實(shí)例給出，并且該凝膠、電極以及營(yíng)養(yǎng)物儲(chǔ)器可以具有其他尺寸。草酸氧化酶可以提供在電極6上或該電極附近。在酶學(xué)中，草酸氧化酶是催化草酸鹽化學(xué)反應(yīng)成二氧化碳和過(guò)氧化氫的酶，如在以下所說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種病原體傳感器,包含一種病原體可在其上和/或在其中生長(zhǎng)的一種生長(zhǎng)培養(yǎng)基，該生長(zhǎng)培養(yǎng)基包含促進(jìn)該病原體的生長(zhǎng)的多種營(yíng)養(yǎng)物，其中該病原體傳感器進(jìn)一步包括一個(gè)電子檢測(cè)裝置，該電子檢測(cè)裝置被配置成檢測(cè)由該病原體介導(dǎo)的一種電化學(xué)變化。
2.如權(quán)利要求1所述的病原體傳感器，其中該電化學(xué)變化由該病原體產(chǎn)生的一種化學(xué)或生物劑引起。
3.如權(quán)利要求2所述的病原體傳感器，其中該化學(xué)或生物劑為以下之一:有機(jī)酸、核酸、蛋白質(zhì)、酶、毒素、激素、代謝物、肽、碳水化合物或脂質(zhì)。
4.如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的病原體傳感器，其中該化學(xué)劑為草酸。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的病原體傳感器，其中該電子檢測(cè)裝置包含與該化學(xué)或生物劑相互作用的一種酶，該相互作用導(dǎo)致一個(gè)電子可檢測(cè)信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的病原體傳感器，其中該相互作用產(chǎn)生一種電活性種類(lèi)或?qū)е庐a(chǎn)生一個(gè)電活性種類(lèi)，并且其中該電子檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括一個(gè)電極，該電極被配置成檢測(cè)該電活性種類(lèi)的存在。
7.如權(quán)利要求6所述的病原體傳感器,其中該酶被固定在該電極的一個(gè)表面上。
8.如權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的病原體傳感器，其中該酶為草酸氧化酶。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的病原體傳感器，其中該電極是以亞鐵氰化鐵來(lái)介導(dǎo)的。
10.如權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的病原體傳感器,其中這些營(yíng)養(yǎng)物通過(guò)一個(gè)障壁與該電極分隔開(kāi)，該障壁被配置成在將要執(zhí)行該電活性種類(lèi)的檢測(cè)時(shí)被刺穿。
11.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的病原體傳感器，其中該生長(zhǎng)培養(yǎng)基為一種含有馬鈴薯葡萄糖肉湯的液體培養(yǎng)基。
12.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的病原體傳感器，其中該病原體為一種真菌病原體。
13.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的病原體傳感器，其中該病原體是來(lái)自核盤(pán)菌屬種。
14.如權(quán)利要求13所述的病原體傳感器，其中該病原體為核盤(pán)菌。
15.一種傳感器裝置，包括如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的病原體傳感器，并且進(jìn)一步包括測(cè)量電子器件，該測(cè)量電子器件被配置成從該電子檢測(cè)裝置接收一個(gè)信號(hào)并且如果該信號(hào)指示由該病原體介導(dǎo)的一種電化學(xué)變化，就產(chǎn)生一個(gè)輸出。
16.如權(quán)利要求15所述的傳感器裝置，其中該傳感器裝置進(jìn)一步包括一個(gè)控制裝置，該控制裝置被配置成將該病原體傳感器暴露至空氣，孵育該病原體傳感器持續(xù)一段預(yù)定時(shí)間，并且然后使用該電子檢測(cè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)該電化學(xué)變化。
17.如權(quán)利要求15或權(quán)利要求16所述的傳感器裝置，其中該傳感器裝置進(jìn)一步包括一個(gè)穿刺裝置，該穿刺裝置被配置成刺穿將該生長(zhǎng)培養(yǎng)基與該電極分隔開(kāi)的一個(gè)障壁。
18.—種檢測(cè)病原體的方法，該方法包括提供多種營(yíng)養(yǎng)物，這些營(yíng)養(yǎng)物促進(jìn)該病原體在一種生長(zhǎng)培養(yǎng)基上和/或在其中生長(zhǎng)持續(xù)足夠長(zhǎng)以便允許一種病原體介導(dǎo)一種電化學(xué)變化的一個(gè)時(shí)間段，然后使用一個(gè)電子檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)該電化學(xué)變化。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該電化學(xué)變化由該病原體產(chǎn)生的一種化學(xué)或生物劑引起。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中該化學(xué)劑為草酸。
21.如權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的方法，其中該電子檢測(cè)裝置包含與該化學(xué)或生物劑相互作用的一種酶，該相互作用導(dǎo)致一個(gè)電子可檢測(cè)信號(hào)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該酶為草酸氧化酶，該草酸氧化酶催化從該草酸產(chǎn)生過(guò)氧化氫。
23.如權(quán)利要求18至22中任一項(xiàng)所述的方法，其中該生長(zhǎng)培養(yǎng)基為一種含有馬鈴薯葡萄糖肉湯的液體培養(yǎng)基。
24.如權(quán)利要求18至23中任一項(xiàng)所述的方法，其中該病原體傳感器是分布在一定區(qū)域上的多個(gè)病原體傳感器之一，并且其中該方法包括分析來(lái)自這些病原體傳感器的輸出以便獲得關(guān)于通過(guò)該區(qū)域的該病原體的進(jìn)展的信息。
25.如權(quán)利要求18至24中任一項(xiàng)所述的方法，其中將從該病原體傳感器提供的信息的分析與從感測(cè)以下一項(xiàng)或多項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器提供的信息的分析進(jìn)行組合:溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、壓力傳感器以及環(huán)境光。
26.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的病原體傳感器或根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置用于檢測(cè)由于以下一項(xiàng)或多項(xiàng)的存在而導(dǎo)致的作物的一種電化學(xué)變化的用途:真菌(包括霉菌和酵母)、病毒、卵菌、細(xì)菌、類(lèi)病毒、植原體、原生動(dòng)物、線蟲(chóng)以及作物上的寄生植物。
27.如關(guān)于權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的病原體傳感器或根據(jù)權(quán)利要求15至17所述的傳感器裝置在處理以下任何一種中的用途:油菜、低芥酸菜籽、大豆、花生、柑橘、芹菜、芫荽、甜瓜、南瓜、番茄、·萵苣、黃瓜、向日葵、豆類(lèi)、草莓或豌豆。
全文摘要
一種病原體傳感器，包含病原體可在其上和/或在其中生長(zhǎng)的一種生長(zhǎng)培養(yǎng)基，該生長(zhǎng)培養(yǎng)基包含促進(jìn)該病原體的生長(zhǎng)的多種營(yíng)養(yǎng)物，其中該病原體傳感器進(jìn)一步包括一個(gè)電子檢測(cè)裝置，該電子檢測(cè)裝置被配置成檢測(cè)由該病原體介導(dǎo)的電化學(xué)變化。
文檔編號(hào)C12Q1/00GK103237898SQ201180058648
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者B·D·格列弗, S·珀費(fèi)克特, S·韋斯 申請(qǐng)人:辛根塔有限公司