【摘 要】
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食源性致病菌是引发食源性疾病的主要原因,为确保食品安全和公众健康,实现对其快速、灵敏、准确的检测至关重要。采用法拉第笼式和DNA Walker的传感器构建方式制备生物传感器有助于信号放大和多模式输出。将电化学发光、快速扫描伏安、表面增强拉曼散射和荧光像素计数多种检测方法整合到同一反应体系,通过对比同相中的不同信号或同一系统中的非同相信号,有助于验证检测结果的准确性。本论文致力于通过研究多模式生物传
【基金项目】
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国家自然科学基金（81773483,41576098）； 宁波市科学技术局（202002N3061）； 宁波大学王宽诚幸福基金；
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食源性致病菌是引发食源性疾病的主要原因,为确保食品安全和公众健康,实现对其快速、灵敏、准确的检测至关重要。采用法拉第笼式和DNA Walker的传感器构建方式制备生物传感器有助于信号放大和多模式输出。将电化学发光、快速扫描伏安、表面增强拉曼散射和荧光像素计数多种检测方法整合到同一反应体系,通过对比同相中的不同信号或同一系统中的非同相信号,有助于验证检测结果的准确性。本论文致力于通过研究多模式生物传感器以实现更可靠地检测食源性致病菌。基于此目标,本论文展开以下两个研究工作:1、基于多功能MXene的双模式ECL/SERS免疫分析超灵敏检测创伤弧菌在此,基于多功能MXene材料R6G-Ti3C2Tx@Au NRs-Ab2/ABEI作为信号单元,开发了一种双模式ECL/SERS免疫测定法,用于超灵敏检测致病性创伤弧菌（VV）。其中,高电导率的Ti3C2Tx MXene可以装载大量的SERS信号标签罗丹明6G（R6G）和金纳米棒（Au NRs）,在其上固定了电化学发光（ECL）信号标签ABEI和检测抗体Ab2。由于以下原因,可以构建具有高检测灵敏度的双模式ECL/SERS免疫传感器。首先,由于MXene具有大比表面积可以负载大量的信号标签。其次,得益于法拉第笼式传感器的构造方法,所有ECL信号标签均被电化学激活。第三,Au NRs的引入有助于SERS信号的增强。在最佳实验条件下,ECL的线性范围为1至10~8 CFU·m L-1,定量限（LOQ）为1 CFU·m L-1,而SERS的线性范围为10~2至10~8 CFU·m L-1,定量限为10~2 CFU·m L-1。并且该传感器的稳定性、重现性和选择性均令人满意。此外,双模式信号的输出可以进行检测结果的相互验证,有效地提高了检测方法的准确性和可靠性。该检测原理广泛适用于其他病原菌,在食品安全和医学检测中具有广阔的应用前景。2、靶标物触发DNA Walker介导的三模式生物传感器检测副溶血性弧菌病原细菌的检测在细菌学和病理学的研究中是极其重要的。尽管已经开发了诸如免疫分析法和基于核酸技术的分析方法,但是这些单信号输出方法仍受固有方法的局限性和复杂样品的背景干扰。在这里,我们已经构建了一种目标触发和DNA walker介导的生物传感器,该传感器具有三种信号输出模式,称为三模式生物传感器,用于敏感和可靠地检测病原细菌。以副溶血性弧菌（VP）作为检测目标,设计了由VP诱导适配体构象变化从而触发Fe3O4纳米粒子表面的DNA步移,输出电化学发光（ECL）、快速扫描循环伏安法（FSCV）和荧光像素计数（FLPC）三种信号,VP的定量限（LOQ）分别降低至1 CFU·m L-1（ECL）、1 CFU·m L-1（FSCV）和10 CFU·m L-1（FLPC）。此外,通过将多种检测技术集成到一个生物传感器中,可以相互验证光学和电化学结果、信号打开和信号关闭结果、电极相和溶液相结果,从而大大提高检测结果的准确性和可靠性。因此,由于其检测具有高灵敏度和准确性,设计的三模式生物传感器为病原菌的检测提供了强有力的策略,在食品安全、水质和生物污染检测方面具有巨大的潜力。
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