SPR生物传感器的构建及对大肠杆菌E.coli O157:H7的快速检测

摘要

随着我国城乡经济的发展与人民生活水平的提高，食品的数量与种类日益丰富，如何提高食品的质量与安全性的问题日益突出。据国内外统计，在各种食物中毒中，以细菌性食物中毒最多。其中大肠杆菌是细菌性食物中毒中最常见的致病菌之一，且对人体危害很大。因此，食品工业急需一种快速简便的分析方法，以对食品中的微生物污染物进行检测。
　　 表面等离子共振检测技术，是一种无需标记、无需分离纯化并能在线实时监测生物分子相互作用、可确定反应物种类和浓度的检测技术，由于具有灵敏度高、所需试样少、样品无需标记及检测速度快等特点，被广泛应用于食品、医疗、环境等监测领域。自从Liedberg等将SPR技术用于化学传感器研究领域以来，SPR传感器逐渐成为国际传感器领域的研究热点。
　　 为保证检测的准确性，本文将亲和素-生物素系统和银纳米粒子用于表面等离子体共振(SPR)生物传感器，放大检测的信号。使用这些方法，用于检测大肠杆菌E.coliO157：H7，扩展了表面等离子体共振(SPR)生物传感器对大肠杆菌的检测限。主要研究内容包括：
　　 1.SPR生物传感器直接检测大肠杆菌E.coliO157：H7。运用分子的自组装技术，对表面等离子体共振(SPR)生物传感器芯片进行修饰。使用MPA作为基底膜，将抗体偶联固定在传感芯片上。利用抗体对于抗原的特异性结合，实现了大肠杆菌与传感器的结合。采用系列浓度大肠杆菌E.coliO157：H7溶液进样法，将不同浓度的菌液流经传感芯片记录响应信号。实验结果表明，表面等离子体共振(SPR)生物传感器对低浓度的大肠杆菌检测的响应信号较弱，检测结果不准确。可以检测到的大肠杆菌E.coliO157：H7的浓度是105cfu·mL-1。
　　 2.基于生物素与亲和素间的高度特异性结合力、桥联作用以及放大作用，将生物素-亲和素系统用于表面等离子体共振生物传感器。在芯片表面通过自组装将MPA固定，作为基底膜，在该基底膜上依次组装亲和素、生物素标记的抗体，形成以抗体为表面的生物传感器，该传感器表面可以结合大肠杆菌，并实现对大肠杆菌的检测。实验结果表明，引入亲和素-生物素系统，在传感器表面形成了多层膜结构，放大了检测的响应信号，有利于大肠杆菌的检测。与引入亲和素-生物素系统前相比，响应信号增强，检测限降低。可以检测到的大肠杆菌E.coliO157：H7的浓度是104cfu·mL-1。
　　 3.银纳米粒子用于表面等离子体共振生物传感器的检测。首先运用氧化还原法合成银纳米粒子，并将其用AET功能化，通过紫外光谱进行表征。将功能化的银纳米粒子引入到表面等离子体共振(SPR)生物传感器中。结果表明，银纳米粒子的引入增大了芯片的比表面积，从而显著增大了灵敏度，降低了检测限。SPR传感器对大肠杆菌E.coliO157：H7的检测限为103cfu·mL-1。