基于纳米金标记的沙门氏菌检测方法研究

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近年来,世界各地细菌性食物中毒频发,成为危害人类健康甚至造成死亡的一种严重问题。作为最为普遍且发病率最高的食源性细菌,沙门氏菌成为食品卫生检验领域的目标菌之一。本研究基于金纳米材料特殊的光电性质,以沙门氏菌为模式分析物,构建了三种基于金纳米材料的沙门氏菌检测新方法,旨在扩展纳米金在沙门氏菌检测领域的应用,并为丰富沙门氏菌检测手段提供技术支撑。首先,建立了一种基于SiO2/Au信号放大技术和DNA探针技术的沙门氏菌电化学检测方法。将与沙门氏菌目标DNA互补配对的碱基序列(捕捉DNA和显示DNA),分别修饰于导电玻璃(ITO)及SiO2/Au表面,结合沙门氏菌目标DNA构建独特的“三明治夹心”结构。由于SiO2/Au的含量与目标DNA浓度呈正相关,因此目标DNA浓度的变化可导致完全修饰的ITO峰电流值相应变化,从而达到检测目的。在最优实验条件下,峰电流值与沙门氏菌目标DNA浓度在1×10-11mol/L~1×10-7mol/L范围内呈现良好线性关系(y=-0.0003x+0.0001,R2=0.9989),检测限为6×10-12mol/L(3S/N);应用于沙门氏菌目标菌检测时,峰电流值与目标菌菌落数在50cfu/mL~7900cfu/mL呈良好的线性关系(y=-1.6×10-7x+0.0032,R2=0.9940),检测限为35cfu/mL(3S/N)。其次,建立了一种基于Fe3O4磁性纳米材料、纳米金标记技术及DNA探针技术的沙门氏菌可视化检测新方法。与前者相比,不需依赖电化学工作站,即可实现肉眼可视化检测。本法将沙门氏菌捕捉DNA及显示DNA,分别修饰于Fe3O4磁珠及纳米金表面,结合沙门氏菌目标DNA构建独特的“三明治夹心”结构。随着目标DNA浓度增大,纳米金团聚程度增大,其颜色会相应呈现红-紫-蓝的变化,从而实现可视化检测。最佳条件下,A700/A521值与沙门氏菌目标DNA浓度在1×10-12mol/L~1.5×10-9mol/L范围内呈现良好线性关系(y=0.007x+0.2535,R2=0.9983),最低检测限为8×10-13mol/L(3S/N);应用于沙门氏菌目标菌检测时, A700/A521值与目标菌落数在30cfu/mL~8600cfu/mL具有良好线性关系(y=0.0001x+0.3083,R2=0.9962),最低检测限为23cfu/mL(3S/N)。第三,在前面对纳米金可视化研究的基础上,构建了一种基于纳米金标记技术和适配体对目标菌整体识别技术的沙门氏菌可视化检测方法。选择沙门氏菌适配体与纳米金构建纳米金-适配体传感器,加入沙门氏菌液后,适配体脱离纳米金,与沙门氏菌特异性结合,再加入NaCl溶液,金颗粒发生团聚,溶液颜色发生变化,从而实现可视化检测。最佳条件下,A700/A521的值与菌落个数对数值在102cfu/mL~107cfu/mL范围内呈现良好线性(y=0.1946x[lgSalmonella(cfu/mL)]-0.2800,R2=0.9939),最低检测限为56cfu/mL(3S/N)。
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