本发明涉及一种酵母菌的一体化检测芯片及方法,包括光诱导介电泳微流控芯片,所述光诱导介电泳微流控芯片包括第一ITO玻璃、第一通道层以及表面镀有氢化非晶硅的第二ITO玻璃,所述第一ITO玻璃上设有注入细胞样本的第一通孔、流出废液的第二通孔以及用于转移菌种的第三通孔;石墨烯晶体管检测芯片,所述石墨烯晶体管检测芯片包括基底层、石墨烯电极、第二通道层和盖板层,所述基底层上设有所述石墨烯电极,所述盖板层将所述第二通道层固定在所述基底层上,所述盖板层上设有第四通孔和第五通孔;所述第三通孔通过连接管与所述第四通孔相连。本发明可以实现真菌一体化的分离和检测,能够实现真菌的快速和准确的检测。

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中不能对酵母菌样品进行快速筛选，以及不能保证精确检测的问题，从而提供一种可以实现对酵母菌样品进行快速筛选，且能保证精确检测的酵母菌的一体化检测芯片及方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种酵母菌的一体化检测芯片，包括光诱导介电泳微流控芯片，所述光诱导介电泳微流控芯片包括第一ITO玻璃、第一通道层以及表面镀有氢化非晶硅的第二ITO玻璃，所述第一ITO玻璃通过所述第一通道层与所述第二ITO玻璃相连，所述第一通道层上设有第一通道和所述第一通道相连的第二通道，所述第一ITO玻璃上设有注入细胞样本的第一通孔、流出废液的第二通孔以及用于转移菌种的第三通孔，所述第一通孔与所述第一通道的入口处相通，所述第二通孔与所述第一通道的出口处相通，所述第三通孔与所述第二通道的出口处相通；石墨烯晶体管检测芯片，所述石墨烯晶体管检测芯片包括基底层、石墨烯电极、第二通道层和盖板层，所述基底层上设有所述石墨烯电极，所述盖板层将所述第二通道层固定在所述基底层上，所述盖板层上设有第四通孔和第五通孔，所述第二通道层上设有第三通道，所述第四通孔与所述第三通道的入口处相通，所述第五通孔与所述第三通道的出口处相通；所述第三通孔通过连接管与所述第四通孔相连。

酵母菌是作为一种广泛分布的单细胞真菌，常被用于面包、白酒、啤酒和果汁等食品发酵工业当中。作为比较常见的是酿酒酵母，也是人类肠道菌群的一部分，定植于人体的皮肤、阴道黏膜、消化道和呼吸道等部位。酿酒酵母通常被认为是一种非致病的微生物，可作为益生菌用于预防和治疗由抗生素引起的腹泻等疾病。然而，近20多年来，侵入性的酿酒酵母感染的病例在逐年增多，特别是在存在免疫障碍的病人群体中。酿酒酵母被认为是一种新型的机会主义致病菌，其通常是非致病性的，但当病人的免疫低下时候，往往成为致病性菌种。目前的病例报告显示，酿酒酵母与抗生素引起的痢疾、急性痢疾、泌尿生殖系统感染、食道炎、肺炎等疾病密切相关。侵入性的真菌感染从菌种入侵到感染往往需要几天时间，而在临床上通过生化方法将将细胞分离、孵化和检测往往也需要几天时间，这容易错过相关疾病的最佳诊断和早期预防。

除了通过传统的生化诊断方法外，一些基于Lab on a chip的先进的方法被用于快速分离和精确检测微生物以实现快速诊断的目的。例如，高通量的液滴微流控系统被用来分离、培养和筛选厌氧菌(***,Elife,2020,9,e56998)，微流控集成的生物传感器平台，包括基于微流体纸的分析设备，表面等离子体激元共振和表面声波，被用于现场检测食源性病原体。然而这些方法在技术上都存在很大的挑战，主要是因为在样本中被检测菌种浓度远远低于其他菌种或细胞浓度，从而影响检测精度。此外，通过用非均匀电场作用于极化的细胞的介电泳方法也常常被用于少量细胞和微生物的分离于检测。但是介电泳需要固定的物理电极，在细胞操作中存在需要设计专门的电极物理结构和不灵活等缺陷。因此，作为介电泳的革新版，光诱导介电泳(ODEP，optically induceddielectrophoresis)通过光图案形成虚拟电极的介电泳方法实现对不同细胞的分离和表征。已有研究报道用ODEP实现胃癌细胞的分离和检测(***,***,2020,6,eaba9628.)，但是在并不适合于微生物细胞的检测，因为微生物细胞与哺乳动物细胞结构的纯在很大差异性。

江南大学（Jiangnan University），坐落于无锡市，是中华人民共和国教育部直属高校，国家“双一流”建设高校， “211工程”、“985工程优势学科创新平台”重点建设高校，入选国家“111计划”、卓越农林人才教育培养计划、卓越工程师教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家级新工科研究与实践项目，是高水平行业特色大学优质资源共享联盟成员、“一带一路”高校食品教育科技联盟成员、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家大学生文化素质教育基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地。

本发明还提供了一种酵母菌的一体化检测方法，基于上述任意一项所述的酵母菌的一体化检测芯片对酵母菌进行检测，包括如下步骤：步骤S1：在光诱导介电泳微流控芯片的交叉位置处设置一个静态光图案阵列，并形成虚拟电极；步骤S2：在所述光诱导介电泳微流控芯片入口处注入样本溶液；步骤S3：在所述光诱导介电泳微流控芯片的交叉位置处重新设置一个动态光图案阵列，将筛选出的酵母菌细胞移动到第二通道的出口处；步骤S4：所述光诱导介电泳微流控芯片内的酵母菌细胞通过连接管转移到所述石墨烯晶体管检测芯片的第三通道；步骤S5：采集石墨烯晶体管信号，分析处理获得菌种特性。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的酵母菌的一体化检测芯片及方法，相对临床上的生化检测方法，可以实现真菌一体化的分离和检测，能够实现真菌的快速和准确的检测，为侵入性酵母感染疾病及时诊断和早期预防提供一种新的方案。

科技成果只有通过实施开发应用，使其转化为生产力，才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力，期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。