电化学生物传感器以检测速度快、灵敏度高、性能稳定等优势,在食品安全领域拥有巨大的应用潜力。在总结分析国内外牛奶质量检测方法的基础上,利用纳米技术和微加工技术构建了纳米ZnO修饰的电化学生物传感器,并用于牛奶中病原微生物的检测。主要研究内容如下:1)纳米ZnO电化学生物传感器的构建。首先,应用光刻剥离工艺加工宽度与间距分别为30μm、50μm、70μm的叉指金电极,利用电化学沉积方法将纳米ZnO薄膜修饰在叉指金电极表面,通过电子扫描显微镜和循环伏安法表征证明纳米ZnO薄膜在电极表面分布致密、均匀;然后,将修饰好的叉指电极传感器进行了封装;最后,以超纯水和正常牛奶为测试样品对传感器进行了预试验,发现交流测试信号幅值的最佳参数设置区间在100m V~500m V,频率的最佳参数设置区间在100Hz~1MHz。2)应用纳米ZnO电化学生物传感器进行牛奶质量的检测试验(由大肠杆菌代替牛奶中病原微生物)。利用电化学阻抗谱(EIS)技术对奶样进行检测,该传感器在交流信号幅值为100~500m V之间性能稳定;纳米ZnO薄膜有效增大了叉指金电极的表面积,其阻抗特性发生改变,检测灵敏度明显提高;利用三种尺寸的传感器检测5个不同梯度的含菌牛奶样品,电极宽度与间距为70μm的纳米氧化锌生物传感器检测的精度最高。在频率域,电化学阻抗谱能完全区分0、29.4、61、99和193.67万CFU/m L的含菌牛奶样品,用实验数据对试验牛奶样品体系进行了等效电路拟合,得到了被测体系的等效电路模型。并深入分析了等效电路模型的元件与被测体系的关系,发现恒向角元件(CPE)、Warbury阻抗与病菌浓度含量关系密切,在含菌量不高于100万CFU/m L的牛奶样品中两变量基本呈线性关系,能区分试验中不同梯度的含菌测试牛奶样品。