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食品安全问题不仅严重威胁全社会人民的健康安全,同时也给食品相关行业的经济发展带来不利影响,以致病菌为主的微生物污染更是加剧了问题的严重性。致病菌具有较强的传染能力,极易从被污染的食品、饮用水等媒介传播给人类,引起严重的疾病和感染。由于被污染的基质和环境中常存在多种致病菌,因此对单一种类致病菌的检测很难实现对致病菌的精准控制。尤其是新型冠状病毒(COVID-19)的爆发和传播更是提醒人们对这类传播性强的污染物不能仅停留于检测和鉴定,而应在检测的同时对其进行灭活,有效避免污染物的附加污染。因此,开发简单有效的多功能传感平台将致病菌的多元鉴定与高效灭活一体化对食品质量控制和临床诊断与治疗等方向具有重要意义。本论文构建的多功能传感平台以整合致病菌的识别和灭活为目的,并逐步简化传感平台的构建,大幅缩短检测时间并简化操作步骤,提高其通用性和便捷性。基于聚(烯丙基胺盐酸盐)(Poly(allylamine hydrochloride),PAH)功能化的硫化铜纳米颗粒(CuS@PAH NPs)对致病菌的结合能力和光热特性,构建了基于温度信号输出的POC(Point of Care)检测平台,用于对大肠埃希氏菌(Escherichia coli,E.coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)的检测和灭活。阳离子聚合物PAH既作为保护剂也作为封盖剂用于合成CuS@PAH NPs,通过静电相互作用表面带正电荷的CuS@PAH NPs可结合到带负电的致病菌的表面,并通过离心被分离到致病菌的沉淀中。由于CuS@PAH NPs的光热效应,沉淀经808 nm激光照射后可快速升高温度,该温度变化可被热学成像仪监测。因此,以温度为输出信号,本方法可定量检测E.coli和S.aureus,检测限分别为3.59和3.91 CFU m L-1,并且可应用于在牛奶样品中对这两种致病菌的检测。此外,检测时温度的升高可通过光热疗法(Photothermal therapy,PTT)实现对致病菌的原位灭活,对E.coli和S.aureus的杀菌效率分别为99%和100%。基于4-巯基苯硼酸(4-mercaptophenylboronic acid,MPBA)功能化的硒化铜纳米颗粒(CuSe@MPBA NPs)与致病菌的亲和力以及其光热特性,构建了基于温度信号输出的便携式传感阵列用于多种致病菌的鉴定、识别和灭活。MPBA可与致病菌表面糖类中的顺式二醇结构结合,而该结合能力受到p H的调控。由于不用致病菌表面的糖类种类和物质具有差异,因此,以CuSe@MPBA NPs为探针,不同p H为传感通道,温度为输出信号构建了便携式传感阵列,通过结合线性判别分析(Linear discriminant analysis,LDA)成功鉴定和识别了10种致病菌以及其革兰氏状态,正确率为100%。对未知污染源的自来水样中致病菌的判定准确率为93.3%。此外,依赖于CuSe@MPBA NPs的光热特性,该传感阵列能够高效杀死致病菌,杀菌率接近100%。基于3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)氧化后形成的氧化TMB(ox TMB)具有多特征吸收峰和光热能力的特性,构建了基于TMB单探针的多功能传感阵列用于鉴定和识别致病菌,并在鉴定后通过PTT高效杀死被检致病菌。制备的钯/铂双金属纳米酶(Pd/Pt NPs)具有优异的类氧化酶活性,可在没有双氧水(H2O2)存在的情况下直接将TMB氧化为ox TMB并展现出370 nm、450 nm、650 nm和880 nm处的吸收峰。不同致病菌会在不同程度上抑制Pd/Pt NPs与TMB之间的反应,导致其四个吸收峰强度发生不同变化。基于此,以ox TMB的四个吸收峰强度的变化为信号,通过LDA分析,成功鉴定了9种致病菌,正确率为100%。此外,该传感阵列还能区分同一菌株的耐药型和非耐药型。在自来水样品中对未知致病菌的判定准确率为96.3%。在识别到致病菌后可通过ox TMB的光热性能实现对致病菌的光热消融,对耐卡那霉素大肠杆菌(Kanamycin-resistant Escherichia coli,KREC)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)的杀菌效率分别为99%和99.4%,对其他致病菌的杀菌效率均接近100%。本研究选择TMB作为单探针的策略大幅度简化了实验操作,降低了检测时间。基于HAu Cl4和TMB的比色反应体系,构建了以TMB为单探针,HAu Cl4为氧化剂和杀菌剂的新型多功能比色传感阵列。HAu Cl4可以有效氧化TMB生成具有四个特征吸收峰的ox TMB。不同细菌的存在可以抑制该氧化反应,并引起四个特征峰强度的不同变化。通过LDA分析,不仅可以成功鉴定9种致病菌,还可对耐药菌株和敏感菌株进行区分,正确率为100%。对受污染的自来水样品中未知的致病菌的判定准确率为97.3%。此外,在鉴定过程中,HAu Cl4可以高效杀死致病菌抑制其生长和繁殖,避免残留的致病菌形成细菌生物膜,有效降低细菌污染和传播的风险。该策略提供了一种新颖和简单的方法来识别和清除致病菌,从而有效地防止公众受到细菌污染的危害。因此,本论文构建的多功能传感平台巧妙地将致病菌的检测、鉴定和灭活一体化,能够在检测和鉴定致病菌时实现对致病菌的灭活,有效防治致病菌污染。本策略简单便捷,能够应用于实际样品中致病菌的检测和鉴定,具有较高的准确性。