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细菌污染极大地威胁着人类健康和公共安全。快速，准确和灵敏地检测细菌对于确保人类健康和公共安全至关重要。多通道串联压电(MSPQC)传感器由于它们具有操作简便、稳定、成本低廉和实时在线监测等独特优势，已被开发为突破常规方法瓶颈的潜在检测方法。细菌16SrRNA由于独特的结构，成为细菌检测的重要靶标。本文围绕细菌的快速检测，提出了一种用于检测细菌的16SrRNA特异片段的筛选及验证的方法，并用此法获得了可用于检测金黄色葡萄球菌的16SrRNA特异片段；基于MSPQC传感器，以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌16SrRNA特异片段为检测靶标，构建出了高灵敏的金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠杆菌(E. coli)压电生物传感器。本论文主要包括以下三个部分：
(1)用于检测金黄色葡萄球菌的16SrRNA序列片段的筛选及验证
金黄色葡萄球菌广泛分布，可导致多种严重的感染。因此，金黄色葡萄球菌的准确检测和鉴定已成为医学诊断、食品安全、环境卫生监测的重要环节。然而，当前缺乏同时具备丰度高、种内普适性好、种外和菌外特异性好、易测量的靶标，影响了金黄色葡萄球菌检测方法的检测速度和准确度。为了能获得理想的金黄色葡萄球菌检测靶标，本文构建了一种用于筛选金黄色葡萄球菌特异的16SrRNA序列片段作为靶标的方法。利用细菌体内高丰度的16SrRNA为研究对象，以种内普适性、种外和菌外特异性、杂交效率等为评价指标，筛选出金黄色葡萄球菌特异的16SrRNA序列片段作为靶标，并利用PCR和电泳技术验证了该靶标的可行性。结果表明，利用所构建的方法可获得金黄色葡萄球菌检测靶标。虽然我们只针对金黄色葡萄球菌检测靶标进行了筛选，但该方法对其他细菌也适用，有望在细菌检测靶标设计中得到应用。
(2)基于16SrRNA新型多通道串联式金黄色葡萄球菌压电传感器的构建
金黄色葡萄球菌是一种广泛分布的革兰氏阳性菌，可导致多种严重的感染。因此，金黄色葡萄球菌的检测和鉴定已成为医学诊断、食品安全、环境卫生的重要环节。在这里，我们使用金黄色葡萄球菌16SrRNA特异片段作为检测靶标，并使用MSPQC传感器作为信号受体，以杂交链式反应(HCR)扩增的长链核酸产物为模板，通过银染形成跨越叉指电极的导电银线，构建了一种高灵敏度、无标记、无酶、等温的生物传感器，可在室温下分两步完成金黄色葡萄球菌的检测。在最佳条件下，设计的生物传感器在经过溶菌酶简单处理的金黄色葡萄球菌浓度范围102~107CFU/mL内具有良好的线性关系，检测限为15CFU/mL，检测时间为90min。大肠杆菌、肠炎沙门氏菌、铜绿假单胞菌均不干扰检测结果。综上所述，开发了一种简单、特异、快速、超灵敏的细菌早期检测平台，有望成为食品安全、公共安全监测和临床诊断领域的有前途的工具。
(3)基于16SrRNA新型多通道串联式大肠杆菌压电传感器的构建
大肠杆菌是最常见的临床病原菌之一，可引发一系列危及生命的疾病，并导致巨大的医疗和财务负担。大肠杆菌的快速检测和鉴定，能有效降低其危害。在这里，我们使用大肠杆菌16SrRNA特异片段作为检测靶标，并使用MSPQC传感器作为信号受体，以滚环扩增反应(RCA)扩增的长链核酸产物为模板，通过银染形成跨越叉指电极的导电银线，构建了一种高灵敏、快速、特异的生物传感器来检测大肠杆菌。在最佳条件下，设计的生物传感器在经过溶菌酶简单处理的大肠杆菌浓度范围102~107CFU/mL内具有良好的线性关系，检测限为12CFU/mL，检测时间为120min。金黄色葡萄球菌、肠炎沙门氏菌和铜绿假单胞菌均不干扰检测结果。综上所述，开发了一种简单、特异、快速、灵敏的细菌早期检测平台，有望成为食品安全、公共安全监测和临床诊断领域的有前途的工具。
(1)用于检测金黄色葡萄球菌的16SrRNA序列片段的筛选及验证
金黄色葡萄球菌广泛分布，可导致多种严重的感染。因此，金黄色葡萄球菌的准确检测和鉴定已成为医学诊断、食品安全、环境卫生监测的重要环节。然而，当前缺乏同时具备丰度高、种内普适性好、种外和菌外特异性好、易测量的靶标，影响了金黄色葡萄球菌检测方法的检测速度和准确度。为了能获得理想的金黄色葡萄球菌检测靶标，本文构建了一种用于筛选金黄色葡萄球菌特异的16SrRNA序列片段作为靶标的方法。利用细菌体内高丰度的16SrRNA为研究对象，以种内普适性、种外和菌外特异性、杂交效率等为评价指标，筛选出金黄色葡萄球菌特异的16SrRNA序列片段作为靶标，并利用PCR和电泳技术验证了该靶标的可行性。结果表明，利用所构建的方法可获得金黄色葡萄球菌检测靶标。虽然我们只针对金黄色葡萄球菌检测靶标进行了筛选，但该方法对其他细菌也适用，有望在细菌检测靶标设计中得到应用。
(2)基于16SrRNA新型多通道串联式金黄色葡萄球菌压电传感器的构建
金黄色葡萄球菌是一种广泛分布的革兰氏阳性菌，可导致多种严重的感染。因此，金黄色葡萄球菌的检测和鉴定已成为医学诊断、食品安全、环境卫生的重要环节。在这里，我们使用金黄色葡萄球菌16SrRNA特异片段作为检测靶标，并使用MSPQC传感器作为信号受体，以杂交链式反应(HCR)扩增的长链核酸产物为模板，通过银染形成跨越叉指电极的导电银线，构建了一种高灵敏度、无标记、无酶、等温的生物传感器，可在室温下分两步完成金黄色葡萄球菌的检测。在最佳条件下，设计的生物传感器在经过溶菌酶简单处理的金黄色葡萄球菌浓度范围102~107CFU/mL内具有良好的线性关系，检测限为15CFU/mL，检测时间为90min。大肠杆菌、肠炎沙门氏菌、铜绿假单胞菌均不干扰检测结果。综上所述，开发了一种简单、特异、快速、超灵敏的细菌早期检测平台，有望成为食品安全、公共安全监测和临床诊断领域的有前途的工具。
(3)基于16SrRNA新型多通道串联式大肠杆菌压电传感器的构建
大肠杆菌是最常见的临床病原菌之一，可引发一系列危及生命的疾病，并导致巨大的医疗和财务负担。大肠杆菌的快速检测和鉴定，能有效降低其危害。在这里，我们使用大肠杆菌16SrRNA特异片段作为检测靶标，并使用MSPQC传感器作为信号受体，以滚环扩增反应(RCA)扩增的长链核酸产物为模板，通过银染形成跨越叉指电极的导电银线，构建了一种高灵敏、快速、特异的生物传感器来检测大肠杆菌。在最佳条件下，设计的生物传感器在经过溶菌酶简单处理的大肠杆菌浓度范围102~107CFU/mL内具有良好的线性关系，检测限为12CFU/mL，检测时间为120min。金黄色葡萄球菌、肠炎沙门氏菌和铜绿假单胞菌均不干扰检测结果。综上所述，开发了一种简单、特异、快速、灵敏的细菌早期检测平台，有望成为食品安全、公共安全监测和临床诊断领域的有前途的工具。