食源性致病菌是引起食品安全问题最重要因素之一,对其有效地检测是控制其危害的重要方面。目前食源性致病菌标准检测方法虽然有很多优点,但也存在很多不足,如费时、费力、不够经济,难以满足日益增长的需求。因此,建立快速、准确、灵敏的食源性致病菌的检测方法对保障食品安全和防止卫生疾病发生具有重要意义。在众多快速检测方法中,电化学免疫传感器由于具有高特异性、高效率以及成本低等诸多优点而在许多领域受到青睐。但是,电化学免疫传感器也仍然存在一些问题。比如,由于其绝对灵敏度较高,相对灵敏度较差,易导致检测的结果不一致,影响检测结果的重现性;又如,它对分析检测物的纯度要求较高,样品在检测之前都需要一些必要的前处理过程。随着纳米技术的发展,可通过设计研发数种多功能复合纳米材料,利用其独特的物理和化学性质,以期改进电化学免疫传感器现存的不足。本研究以几种多功能复合纳米材料的研究为基础,通过克罗诺阪崎肠杆菌和大肠杆菌O157:H7两种食源性致病菌作为检测模型,以改进电化学免疫传感器的检测性能,促进该项技术的发展,也为其他食源性致病菌的检测提供研究模型,从而促进电化学免疫传感器在食品安全领域的发展。本研究的主要内容如下:1.基于硫堇/纳米金/辣根过氧化物酶修饰还原氧化石墨烯的克罗诺阪崎肠杆菌夹心型电化学免疫传感器研究本章建立一种新型的克罗诺阪崎肠杆菌夹心型电化学免疫传感器。通过循环伏安法将氯金酸还原成纳米金并均匀牢固地沉积于丝网印刷碳电极表面,以提升电极表面的电子传递速率、比表面积及生物相容性,从而修饰更多的克罗诺阪崎肠杆菌抗体（Ab）。以高比表面积的还原氧化石墨烯（rGO）为载体,在其表面分别修饰了硫堇（TH）和AuNPs,制成还原氧化石墨烯-硫堇-纳米金纳米复合物（rGO-TH-AuNPs）。用rGO-TH-AuNPs固定标记抗体,获得具有免疫活性的rGO-TH-AuNPs-Ab。再用辣根过氧化物酶（HRP）封闭非特异性结合位点,得到的rGO-TH-AuNPs-Ab-HRP多功能复合纳米材料作为信号标记物。利用“酶-介质”同时修饰于同一载体这套指示系统的优势,来提高检测方法的灵敏度。该免疫传感器通过差分脉冲伏安法,依据在-0.18V处TH产生的特征峰大小来间接定量克罗诺阪崎肠杆菌浓度。在最优的实验条件下,电流强度与克罗诺阪崎肠杆菌浓度的对数值呈线性关系,其线性范围为8.8×104至8.8×108 CFU·mL-1,最低检测限为1.0×104 CFU·mL-1。同时,该免疫传感器有相对较好的特异性、重现性及稳定性。通过利用该方法对奶粉样品进行了实际样品分析,其回收率在92.0%至105.7%之间。2.磁性纳米粒子及金铂复合金属纳米粒子/中性红功能化rGO的非酶型大肠杆菌O157:H7电化学免疫传感器研究为进一步提高免疫传感器的灵敏度以及简化样品前处理过程,缩短检测时间,以大肠杆菌O157:H7（E.coli O157:H7）为检测模型,建立一种非酶型的电化学免疫传感器。用新型溶剂热法制备分散性较好的四氧化三铁磁性纳米粒子（MNPs）,通过对其表面进行逐步改性后,用于偶联鼠抗大肠杆菌O157:H7捕获抗体（Ab1）。表面改性及修饰过抗体的MNPs作为捕获探针用于捕获E.coli O157:H7,这不仅能缩短检测时间,也能通过富集分离过程来提高检测方法的相对灵敏度。金铂复合金属纳米粒子（Au@Pt）通过静电吸附作用固定在中性红（NR）功能化的 rGO 上（rGO-NR-Au@Pt）。rGO-NR-Au@Pt 纳米复合物拥有较高的比表面积、较好的生物相容性以及催化性能,不仅可以用于固定鼠抗大肠杆菌O157:H7标记抗体（Ab2）,且能替代HRP催化还原过氧化氢,并通过检测底液中的硫堇为电子转移体呈现出相应的氧化还原峰。在外加磁场作用下,形成的夹心免疫复合物吸附在电极表面进行电化学分析。在最优的实验条件下,还原峰电流变化值与E.coli 0157:H7菌液浓度的对数值呈线性关系,其线性范围为4.0×103 至 4.0 ×108 CFU·mL-1,最低检测限为 4.5×102 CFU·mL-1。此外,该免疫传感器有良好的重现性、特异性及稳定性。通过利用该方法对市售猪肉和牛奶样品进行实际样品分析,该方法有较好的回收率,与标准方法相比,也有较高的准确率。3.高催化活性的核壳型金铂复合金属纳米粒子功能化rGO对大肠杆菌0157:H7电化学免疫传感器改进研究基于上一章的研究结果表明,Au@Pt不仅拥有较大比表面积,同时对H2O2有较好催化性能。通过进一步研究发现,不同铂壳厚度的Au@Pt对H2O2具有不同的催化活性。本研究以上一章的研究模型为基础,开展以下工作:以表面改性后的MNPs来标记抗体（Ab1）作为捕获探针,实现分离和富集目的菌E.coli O157:H7。以rGO-NR通过静电吸附作用来负载大量具有最高催化活性的Au@Pt,用于固定标记抗体。其中,具有最高催化活性的核壳型Au@Pt通过改变其在合成过程中的还原前驱体氯铂酸和氯金酸的摩尔比例筛选得到。高催化活性的核壳型Au@Pt对H2O2的催化会导致电流强度的明显增加。用HRP封闭非特异性结合位点,来进一步放大信号。此外,使用四通道丝网印刷电极替代单通道丝网印刷电极来同时检测多个样品,进一步缩短检测时间和改善重现性。当E.coli 0157:H7存在时,形成“三明治”型夹心结构,在外磁场的作用下,将此夹心免疫复合物吸附在四通道丝网印刷电极表面。通过高催化活性的核壳型Au@Pt和HRP对H2O2的高效协同催化作用,并以检测底液中的TH为电子转移体呈现出相应的氧化还原峰,实现定量检测。在最优的实验条件下,还原峰电流变化值与E.coli 0157:H7菌液浓度的对数值呈线性关系,其线性范围为4.0 ×102至4.0 ×108 CFU·mL-1,最低检测限为9.1×101 CFU·mL-1。与上一章研究结果对比,其线性范围和灵敏度都得到了提高,且具有良好特异性、重现性及稳定性。用该方法进行实际样品分析的回收率较好,且与标准方法相比也拥有更高的准确率。