目前，細(xì)菌檢測(cè)方法主要包括傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)法(涂板法)及近年來興起的分子生物學(xué)方法，如PCR、基因測(cè)序和質(zhì)譜分析等。但是，上述方法存在如下技術(shù)缺點(diǎn)：1)傳統(tǒng)微生物培養(yǎng)法存在培養(yǎng)周期長(zhǎng)、操作繁瑣、易受環(huán)境因素影響等問題，且對(duì)于一些難以培養(yǎng)的病原微生物無法進(jìn)行有效檢測(cè)。2)生化鑒定法則依賴于特定的生化反應(yīng)，雖然具有一定的特異性，但同樣受到操作復(fù)雜性和時(shí)間成本的限制。3)分子生物學(xué)方法通過提取和分析細(xì)菌的遺傳物質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、敏感和特異的檢測(cè)。然而，分子生物學(xué)方法往往需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)操作和高精度的設(shè)備，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求較高，且成本相對(duì)較高。

依據(jù)電化學(xué)檢測(cè)具有高精度，高靈敏等檢測(cè)優(yōu)勢(shì)，基于電化學(xué)微流電子裝置(MEMS)已有報(bào)道，但目前仍然存在諸多技術(shù)問題：1)電化學(xué)檢測(cè)方法選擇性較低，通常需要對(duì)電極表面進(jìn)行功能化修飾改性，賦予電化學(xué)檢測(cè)一定的選擇性和進(jìn)一步提高靈敏度/檢測(cè)線；2)由于微流控裝置的一體成型方式和孔道尺寸較小，常規(guī)開放式電極表面改性方法無法在狹窄微流孔道內(nèi)有效實(shí)現(xiàn)，限制其表面功能化與發(fā)展；3)目前已有報(bào)道的微電極表面改性方法有：(i)如通過外加磁場(chǎng)，誘導(dǎo)磁性納米顆粒在電極表面原位組裝，但精度較差(磁場(chǎng)線決定)；(ii)利用光或電刺激響應(yīng)天然聚合物(海藻酸/殼聚糖等)在電極表面原位組裝形成多孔凝膠涂層，其精度尚可，但目前研究主要用于包埋負(fù)載功能性填料在電極表面，且針對(duì)特殊生物活性分子(如，細(xì)胞/細(xì)菌/藥物分子)經(jīng)包埋后易導(dǎo)致其失活，且負(fù)載率及包封率有限。

公布號(hào)為CN113171807A的發(fā)明專利公開了一種濃度梯度與細(xì)菌檢測(cè)一體化的微流控芯片及其設(shè)計(jì)方法。其包括濃度梯度分級(jí)模塊和菌液輸送檢測(cè)模塊。所述的濃度梯度分級(jí)模塊包括依次排列n級(jí)混合流道組，n為自然數(shù)?；旌狭鞯纼?nèi)均設(shè)置有多塊擋板。各擋板沿著混合流道的長(zhǎng)度方向在混合流道兩側(cè)壁上交替排列。將傳統(tǒng)圣誕樹結(jié)構(gòu)濃度梯度芯片的蛇形流道修改為帶有交錯(cuò)設(shè)置的擋板的直線型流道，可在流道寬度和高度不變的情況下減小流道所占用的面積，并降低加工難度，從而減小微流控芯片的尺寸，并降低加工成本。但是，該微流控芯片針對(duì)細(xì)菌濃度梯度需要構(gòu)建出不同的檢測(cè)通道，通道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常規(guī)微流通道基材對(duì)微生物無明顯特異性吸附，且吸附能力較差，所導(dǎo)致濃度梯度變化不敏感或要求更長(zhǎng)路徑的微流通道，因此對(duì)較低細(xì)菌濃度樣品檢測(cè)效果極其有限；此外，依賴常規(guī)可見光/熒光信號(hào)檢測(cè)方法普遍存在靈敏度/分辨率較低，還需要提前染色或熒光標(biāo)記處理等技術(shù)缺陷。

有鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的高通量電化學(xué)梯度擴(kuò)散快速檢測(cè)細(xì)菌微流控裝置及應(yīng)用，以解決上述問題。

本發(fā)明提供了一種高通量電化學(xué)梯度擴(kuò)散快速檢測(cè)細(xì)菌微流控裝置，其為由玻璃基板、殼聚糖/糖蛋白薄膜復(fù)合微電極、PDMS層按從下至上的順序依次進(jìn)行組合安裝而成的MEMS電化學(xué)微流檢測(cè)裝置；

所述殼聚糖/糖蛋白薄膜復(fù)合微電極包括微電極陣列、負(fù)載于所述微電極陣列表面的殼聚糖/糖蛋白薄膜凝膠涂層；所述PDMS層上設(shè)置有與殼聚糖/糖蛋白薄膜復(fù)合微電極連接的微流通道，用于進(jìn)行細(xì)菌的電化學(xué)梯度傳感和快速檢測(cè)；

所述殼聚糖/糖蛋白薄膜凝膠涂層以殼聚糖薄膜為基材，并通過進(jìn)一步接枝β-D半乳糖單體制備而成，β-D半乳糖單體的接枝率為0.1％～3％。

優(yōu)選的，所述細(xì)菌為銅綠假單胞菌。

優(yōu)選的，所述微電極陣列為非金屬微電極陣列、貴金屬微電極陣列中的一種；所述微電極陣列為方形陣列。

優(yōu)選的，所述貴金屬微電極陣列為鉑微電極陣列、金微電極陣列中的一種；所述非金屬微電極陣列為碳超微電極陣列、碳納米管微電極陣列、碳纖維微電極陣列中的一種。

優(yōu)選的，所述殼聚糖/糖蛋白薄膜復(fù)合微電極中，所述殼聚糖/糖蛋白薄膜凝膠涂層利用電化學(xué)原位沉積法或直接鋪膜法組裝貼合到微電極陣列表面。

優(yōu)選的，所述高通量電化學(xué)梯度擴(kuò)散快速檢測(cè)細(xì)菌微流控裝置的制備方法，包括如下步驟：

S1，制備殼聚糖溶液；

S2，基于殼聚糖溶液，通過電化學(xué)原位沉積法或直接鋪膜法，在微電極陣列表面原位構(gòu)建厚度為100nm～10um的殼聚糖凝膠涂層，得到殼聚糖薄膜復(fù)合微電極；

S3，對(duì)殼聚糖凝膠涂層進(jìn)行改性處理，依次進(jìn)行2-溴異丁酰溴單體接枝反應(yīng)和β-D半乳糖單體接枝反應(yīng)，得到β-D半乳糖單體接枝的殼聚糖/糖蛋白薄膜凝膠涂層，由此，得到殼聚糖/糖蛋白薄膜復(fù)合微電極；

S4，將玻璃基板、殼聚糖/糖蛋白薄膜復(fù)合微電極、PDMS層按從下至上的順序依次進(jìn)行組合安裝，形成MEMS電化學(xué)微流檢測(cè)裝置，用于進(jìn)行細(xì)菌的電化學(xué)梯度傳感和快速檢測(cè)。

優(yōu)選的，步驟S2中電化學(xué)原位沉積法的工藝參數(shù)為：電壓控制在1.0V～5.0V，時(shí)間控制在10s～300s。

優(yōu)選的，步驟S3中對(duì)殼聚糖凝膠涂層改性處理的具體過程為：

S31，先對(duì)殼聚糖凝膠涂層進(jìn)行交聯(lián)處理；然后，于氮?dú)猸h(huán)境下，采用2-溴異丁酰溴為接枝單體，于15～35℃下攪拌6～36h進(jìn)行溴接枝反應(yīng)，得到溴接枝的殼聚糖凝膠涂層；

S32，采用β-D半乳糖單體為接枝單體，于氮?dú)猸h(huán)境下置于40～90℃下攪拌2～24h，對(duì)溴接枝的殼聚糖凝膠涂層進(jìn)行β-D半乳糖單體接枝反應(yīng)，得到殼聚糖/糖蛋白薄膜凝膠涂層。

優(yōu)選的，步驟S31中所述溴接枝反應(yīng)的工藝為：依次加入體積比為(1.5～3)：(3～5)：(3～5)：(3～5)的脫水甲苯、三乙胺、2-溴異丁酰溴、脫水甲苯，于20～30℃下攪拌0～12h。

優(yōu)選的，步驟S32中所述β-D半乳糖單體接枝反應(yīng)的工藝為：在溴接枝的殼聚糖凝膠涂層中依次加入β-D半乳糖單體、N，N，N，N，N-五甲基二亞乙基三胺、溴化亞銅與N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液、水，于氮?dú)猸h(huán)境下置于50～80℃下攪拌6～12h。

優(yōu)選的，所述混合溶液中，N，N，N，N，N-五甲基二亞乙基三胺、溴化亞銅、N,N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量體積比為：(4～6)μL：(0.001～0.003)g：(100～300)μL。

優(yōu)選的，所述高通量電化學(xué)梯度擴(kuò)散快速檢測(cè)細(xì)菌微流控裝置進(jìn)行細(xì)菌的電化學(xué)梯度傳感和快速檢測(cè)的具體方法為：將細(xì)菌樣品流入微流通道中進(jìn)行梯度擴(kuò)散0.5～10min，用于進(jìn)行細(xì)菌的梯度擴(kuò)散快速檢測(cè)；清洗后再通入濃度0.1％～8％的葡萄糖溶液，進(jìn)行微電極陣列的電流信號(hào)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)菌濃度檢測(cè)，同時(shí)通過電流的梯度變化率，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行矯正和驗(yàn)證。