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食品安全是全球性重大战略问题,不仅涉及到消费者的健康,而且关系到一个国家经济的正常发展,关系到社会的稳定和政府的威望。当前,食源性产毒致病菌污染是食品安全的首要问题,迫切需要研究开发各种快速便捷的致病菌检测技术,传统的培养方法和生化鉴定耗时长,操作繁琐且灵敏度不高;PCR方法虽然灵敏度高,特异性强,但一次只能鉴定一种或少数几种病原菌且假阳性多。因此本研究以可视芯片技术为基础,以常见的食源性致病菌的特异性序列为检测目标,建立了一套新型致病菌可视芯片检测技术。
针对金黄色葡萄球菌、肉毒梭菌、志贺氏菌、肠出血性大肠埃希氏菌、副融血性弧菌、霍乱弧菌、沙门氏菌、空肠弯曲杆菌、产气荚膜梭菌、寄生曲霉菌、黄曲霉、单核增生李斯特氏菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌、蜡样芽孢杆菌等常见的食源性产毒致病菌,分别以致病菌特异性基因序列为靶序列,设计引物和特异性探针,下游引物5端以生物素标记,探针5端标记一段polyT。并利用所设计的引物扩增致病菌DNA。将扩增产物回收测序,再与设计的引物和探针序列进行比对,分析所设计引物的扩增效果。将14种特异性探针连同阳性对照一起点到空白芯片上,制成致病菌检测用的可视芯片,并与经过特异性引物PCR扩增的模版DNA进行杂交,杂交后与辣根过氧化酶抗体反应,成功杂交的位点会在金黄色的背景上产牛明显的黑色圆点,而没有杂交反应发牛的位点则与背景颜色相同。借此可以判断探针是否与PCR扩增产物发生特异性的结合,从而确定该模版DNA中是否有相应的致病菌。
在对PCR产物进行了实验和分析后发现,特异性基因序列种间差异较大,特异性明显,其结果在致病菌鉴定上具有较高的可信性,因此本论文选择特异性序列为引物和探针设计的目标序列。利用特异性探针制成的可视芯片,在杂交反应后均在金黄色背景下显示对应的黑色杂交位点,杂交结果清晰明确,特异性强,背景污染低。通过多次实验证明该芯片实验操作简便,反映耗时少,实验结果可靠,具有很好的稳定性和重复性。芯片检测灵敏度可达到670cfu/mL。
本实验建立了一套致病菌可视芯片检测技术。该技术可以一次检测出14种的常见致病菌,且实验表明该技术灵敏、高效、准确、简便、高通量、实用性强,并摆脱了基因芯片在杂交结果分析阶段对荧光扫描仪的依赖,杂交结果明显直观。为致病菌的检验提供了新的思路和方法。