周永军，牛中奇，卢智远，张　辉，侯建强

(1．咸阳师范学院物理与电子工程学院，陕西咸阳　712000；2．西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安　710071)

0　引言

对细菌快速、准确检测在环境检测、食品安全检测、微生物研究等方面具有重要意义。常规细菌检测方法主要有培养法、免疫学方法、分子生物学方法等，但上述方法存在耗时长，费用高，对设备、人员及环境要求高的问题，因而限制其推广普及范围。近年来，国内外专家学者关注微生物自身的热学、光学、电化学和生物化学性质，提出一系列新型微生物快速检测方法，其中生物电化学方法因具有直观、测量快速、操作简单、测量设备成本低、信号具有可控性等特点备受关注，发表了不少相关研究文章[1-5]。

基于细菌代谢和基质氧化还原机理，文中设计一种能实时测定奶乳制品含菌量的检测装置，通过与传统平板培育法的试验对比，该装置10 min给出含菌量检测值与平板培育法(培养时间24 h)测得的数值相吻合。

1　系统结构和检测原理

1．1系统结构

在自行设计并制作的生物电池盒基础上搭建了含菌量实时检测系统，如图1所示，其由微机板、电源板、生物电池盒、同轴电缆组成。

图1　系统结构原理图

1．2检测原理

式(1)为电化学能斯特方程：

(1)

式中：Φ为电池的电动势；Φ0为电池的标准电动势；c(还原态)、c(氧化态)是电池反应中各物质的浓度，mol/L；n为反应过程中得失电子数。

由上式可知随着试样含细菌量的不同，相应底物中被极化基质的量也不同，导致电极间电子失衡态势不同，阴极、阳极受理氧化、还原作用电子数量也就不同，生物电池盒信号输出就会产生变化，因此可通过检测输出信号得知被检样品的含菌量。……