大肠杆菌O157:H7酶免疫传感器及其初级阵列的研究

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大肠杆菌O157:H7(Escherichia coli O157:H7)是危害最严重的食源性致病菌之一。近年来日本、欧美等许多国都有多次爆发流行及散发病例报道,我国也有中毒事件发生,对人类健康构成严重威胁。由于E.coli O157:H7感染剂量极低,毒性较强,死亡率高,且目前还没有特效疫苗。因此建立特异、灵敏及快速的E.coli O157:H7检测方法显得尤为重要。   酶免疫传感器是快速检测致病微生物的新方法,它将免疫特异识别与电化学催化分析有机结合,具有快速、灵敏、特异、高效的特点,在食品致病菌检测方面已有研究,并己取得良好效果。   本论文主要围绕以下五个方面开展了研究工作:   1基于多壁碳纳米管/海藻酸钠复合物的大肠杆菌O157:H7直接法酶免疫传感器的研究   为快速检测大肠杆菌O157:H7,通过物理吸附法将辣根过氧化物酶标记的大肠杆菌O157:H7抗体固定在多壁碳纳米管/海藻酸钠复合物修饰的四通道丝网印刷碳电极表面,制得快速检测大肠杆菌O157:H7的酶免疫传感器。采用原子力显微镜表征不同修饰电极的表面形态,循环伏安法考察不同电极的电化学特性,一步直接免疫法检测大肠杆菌O157:H7,根据免疫反应前后还原峰峰电流的降低值来检测样品中的大肠杆菌O157:H7。在优化的实验条件下,酶免疫传感器与大肠杆菌O157:H7浓度的对数在103~1010cfu/mL范围内保持良好的线性关系,检出限为2.94×102cfu/mL(S/N=3)。该酶免疫传感器具有较好的特异性、重现性、稳定性和准确性,可望初步用于大肠杆菌O157:H7的快速筛检。   2基于多壁碳纳米管/海藻酸钠复合物的大肠杆菌O157:H7夹心法酶免疫传感器的研究   采用多壁碳纳米管/海藻酸钠复合物修饰四通道丝网印刷电极,通过物理吸附法法先将大肠杆菌O157:H7抗体固定在修饰电极表面,构建了一种检测大肠杆菌O157:H7的夹心法免疫传感电极,以循环伏安法法考察不同修饰电极表面的电化学特性,并通过正交试验优化了检测条件。在优化的实验条件下,酶免疫传感器与大肠杆菌O157:H7浓度的对数在104~109cfu/mL范围内保持良好的线性关系,检出限为4.46×104cfu/mL(S/N=3)。该酶免疫传感器还具有较好的特异性、重现性、稳定性和准确性。   3基于多壁碳纳米管/海藻酸钠复合物的大肠杆菌O157:H7间接法酶免疫传感器的研究   本试验在四通道丝网印刷电极基础上采用多壁碳纳米管/海藻酸钠复合物为固定载体,制备了一种检测大肠杆菌O157:H7的间接法免疫传感电极。采用循环伏安法法考察不同修饰电极表面的电化学特性,并优化了检测条件。在优化的实验条件下,酶免疫传感器与大肠杆菌O157:H7浓度的对数在104~109cfu/mL范围内保持良好的线性关系,检出限为3.45×103cfu/mL(S/N=3)。   4基于多壁碳纳米管/海藻酸钠/羧甲基壳聚糖复合物的大肠杆菌O157:H7酶免疫传感器的研究   首次采用多壁碳纳米管/海藻酸钠/羧甲基壳聚糖复合物包埋辣根过氧化物酶标记的大肠杆菌O157:H7抗体固定在四通道丝网印刷碳电极表面,构建了一次性大肠杆菌O157:H7酶免疫传感电极。制备的多壁碳纳米管/海藻酸钠/羧甲基壳聚糖复合物具有较好的成膜性,能很好的吸附固定生物活性物质并保持其活性。采用原子力显微镜表征不同修饰电极的表面形态,循环伏安法考察不同电极的电化学特性,采用一步免疫法大肠杆菌O157:H7和循环伏安法监测酶促反应,根据免疫反应前后还原峰峰电流的降低值来检测样品中的大肠杆菌O157:H7。在优化的实验条件下,酶免疫传感器与大肠杆菌O157:H7浓度的对数在104~1010cfu/mL范围内保持良好的线性关系,检出限为3.62×103cfu/mL(S/N=3)。该酶免疫传感器具有较好的特异性、重现性、稳定性和准确性,可望初步用于大肠杆菌O157:H7的快速筛检。   5大肠杆菌O157:H7和阪崎肠杆菌免疫传感器初级阵列的研究   本试验采用四通道丝网印刷碳电极作为支持电极,一步法直接将多壁碳纳米管/海藻酸钠/羧甲基壳聚糖/辣根过氧化物酶标记抗大肠杆菌O157:H7抗体和多壁碳纳米管/海藻酸钠/羧甲基壳聚糖/辣根过氧化物酶标记抗阪崎肠杆菌抗体固定在修饰电极表面,构建了同时检测大肠杆菌O157:H7和阪崎肠杆菌的免疫传感器初级阵列,采用原子力显微镜进行形态学表征,循环伏安法考察不同电极的电化学特性,并优化了检测条件。利用该方法制作的一次性免疫传感器阵列综合了多壁碳纳米管、海藻酸钠/羧甲基壳聚糖、四通道丝网印刷碳电极等多方面的优势,很好的避免了工作电极间的交叉反应,检测过程简便,且具有较好的特异性、重现性、稳定性和准确性。
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